ÁltalJake Morrison, hardver író|Sarah Chen|Mike Patterson
Közzétett:2025. február 8
Manapság szinte minden újratölthető lítium-ion akkumulátorral működik. Nyilván a telefonját. Laptop. Azok a vezeték nélküli fülhallgatók, amelyeket valószínűleg most viselsz. A technológia 1991-ben indult el, amikor a Sony kereskedelmi forgalomba hozta az első lítium-ion cellákat a videokamerák számára, és azóta minden termékkategóriába bekerült.
Az emberek azt kérdezik, hogy "mi a lítium-ion akkumulátor" egy egyszerű listát várva, de az igazi válasz az: menj, nézz körül a házadban. Számolja meg az újratölthető eszközöket. Ez a válaszod.
Ezek az akkumulátorok úgy tárolják az energiát, hogy a lítium-ionokat két elektróda között oda-vissza mozgatják -anód és katód között kisütéskor, és ellenkező irányban, amikor csatlakoztatja őket. A kémia bonyolultnak hangzik, de a gyakorlati eredmény egyértelmű: több energia kevesebb helyen, mint amennyit a régebbi akkumulátortípusok valaha is képesek lennének.
Miért Lithium Ion Won
Három ok. Az energiasűrűség minden mást felülmúl. Egy lítium-ion cella 150-250 watt-órát tesz ki kilogrammonként. Hasonlítsa össze ezt a nikkel-kadmiummal, talán 40-60 Wh/kg-nál. Még csak közel sem.
Másodszor, nincs memóriaeffektus. Emlékszel a régi vezeték nélküli telefonokra, ahol teljesen le kellett meríteni az akkumulátort, különben "elfelejtette" a teljes kapacitását? A lítium-ion ezt nem teszi meg. Bármikor töltse fel. Harmadszor, alacsony önkisülés--tartják a töltésüket egy polcon ülve, és havonta 2-3%-ot veszítenek, szemben a NiMH akkumulátorok 20%-ával.
A költségek is csökkentek. A 90-es években ezek az akkumulátorok elég drágák voltak ahhoz, hogy csak a prémium elektronikai eszközök használták őket. Most már elég olcsók a dollárboltos USB-töltőkhöz. Hát olcsónelég-még mindig drágább, mint a lúgos, de az újratölthetőség gyorsan megtérül.
Szórakoztató elektronika (a nyilvánvaló dolgok)
Az okostelefonok vezetik a csapatot. Az iPhone 15 Pro 3274 mAh-s akkumulátorral rendelkezik. A Samsung Galaxy S24 Ultra nagyobb, 5000 mAh-val. Az 50 dolláros előre fizetett modellektől az 1500 dolláros zászlóshajókig minden telefon lítium-ion-általában lítium-kobalt-oxid (LCO) kémiát használ, mert szűk helyeken maximalizálja a kapacitást.
A laptopok nagyobb akkumulátorral működnek, ultrabookok esetén jellemzően 50-80 Wh, munkaállomások esetén akár 100 Wh. Valójában 100 Wh a törvényes korlát az akkumulátorok repülőgépeken történő szállítására külön engedély nélkül, ezért a laptopgyártók ezt a számot célozzák meg. Az FAA a 2000-es években néhány lítium akkumulátor tüzelése után állította be ezt a szabályt.
A táblagépek az -iPad Pro körülbelül 40 Wh-val rendelkeznek. Kindle Paperwhite? Apró, 6 Wh-s akkumulátor, amely hetekig kitart, mert az e-tinta kortyteljesítményt mutat.
Aztán ott van az összes többi dolog. Vezeték nélküli egerek és billentyűzetek (általában AAA{1}}méretű lítium-ion cellák). Bluetooth hangszórók-JBL, Ultimate Ears, Bose, csupa lítium-ion. Játékvezérlők. Okosórák. Fitness nyomkövetők. Vezeték nélküli biztonsági kamerák. Videó csengő. Elektromos fogkefék. Az Oral-B iO sorozat lítium akkumulátort használ, amely két hétig elegendő a töltések között.
Az AirPods Pro akkumulátor kapacitása 1,98 Wh a fülhallgató és a tok között. Ami nem hangzik túl soknak, amíg rá nem jön, hogy aktív zajszűrést, térbeli hangfeldolgozást és vezeték nélküli kapcsolatot biztosítanak órákon át.
Közlekedés-Ahol a dolgok nagyok
Az elektromos járművek teljesen megváltoztatták a skálát. A Tesla Model 3 Long Range egy 75 kWh-s akkumulátort tartalmaz,-ami 75 000 watt-órát, vagyis nagyjából 1500 okostelefon-akkumulátort tartalmaz. Az akkumulátor önmagában körülbelül 1000 fontot nyom.
A legtöbb elektromos jármű nikkel-mangán-kobalt (NMC) vagy lítium-vas-foszfát (LFP) kémiát használ a telefonok kobalt{0}}nehéz cellái helyett. Az NMC jó energiasűrűséget kínál jobb termikus stabilitással. Az LFP biztonságosabb és tovább tart-A BYD és a Tesla is LFP-t használ a szabványos modellekhez. A csere-az alacsonyabb energiasűrűség, ezért több cellára van szükség ugyanabban a tartományban.
A Ford F-150 Lightning akár 131 kWh-t is kínál. A Rivian R1T 135 kWh-ra megy a Max Pack konfigurációban. A Lucid Air Dream Range teljesítménye 112 kWh, és több mint 500 mérföldes EPA hatótávolságú, mert motorjaik és elektronikáik őrülten hatékonyak.
Dübörögnek az elektromos kerékpárok. A Rad Power Bikes általában 48 V-os 14 Ah-s csomagokat (672 Wh) használ. A Specialized vagy a Trek felsőkategóriás-e-kerékpárjai 500-700 Wh-s akkumulátorral működnek. Az E-robogók kisebbek – a Xiaomi M365 280 Wh-t használ, a Bird és Lime bérelhető robogók pedig hasonló kapacitással rendelkeznek.
Az elektromos motorkerékpárok még mindig hiányosak, de növekszik. A Zero Motorcycles SR/F 14,4 kWh-s akkumulátorral rendelkezik. Az Energica Ego+ 21,5 kWh-t nyom. Még nem elég hosszú autópályás utakhoz, de eljutni oda.
Jönnek a hajók is. Az X Shore Eelex 8000 elektromos hajó 125 kWh-s akkumulátorral működik. A Candela C-8 szárnyashajó 44 kWh-t használ és "repül" a víz felett, hogy csökkentse a légellenállást. Az Arc Sport elektromos wakeboard hajó 300 000 dollár volt, amikor legutóbb ellenőriztem.
Az elektromos szerszámok vezeték nélkül működtek
Ez az átalakulás gyorsan megtörtént. Húsz évvel ezelőtt komoly vállalkozók nevettek az akkumulátoros szerszámokon. Ma? Milwaukee, DeWalt, Makita, Bosch{2}}mind lítiumot használnak.
A DeWalt FlexVolt rendszere a szerszámtól függően 20 V vagy 60 V feszültséggel működik. A Milwaukee M18 platformja több mint 200 eszközzel rendelkezik ugyanazon az akkumulátorrendszeren. Nagy teljesítményű akkumulátoraik 12 Ah kapacitással{7}}elég képesek ahhoz, hogy egy körfűrészt több tucat vágáson át lehessen hajtani.
Kültéri erőgépek következtek. Az Ego Power Plus akkumulátoros fűnyírót készít 56 V-os 7,5 Ah-s (420 Wh) csomaggal. A vonós trimmereik, levélfúvóik, sőt hófúvóik is ugyanazt az akkumulátorplatformot működtetik. A Ryobinak 40 V-os rendszere van. A Greenworks 60 V-os és 80 V-os opciókat kínál nagyobb berendezésekhez.
A robotporszívók és fűnyírók kisebb akkumulátorral működnek, mivel automatikusan töltődnek. A Roomba j7+ körülbelül 60 Wh-val rendelkezik. A Husqvarna Automower 18 V-os lítium-iont használ, a kapacitás típusonként változik.
A professzionális felszerelés folyamatosan bővül. A Milwaukee 300 Wh teljesítményű hátizsák akkumulátort gyárt több szerszám munkaterületeken történő működtetéséhez. A Stihl elég erős akkumulátoros láncfűrészt kínál a kereskedelmi famunkákhoz.
Orvosi eszközök (ahol a megbízhatóság a legfontosabb)
A hordozható oxigénkoncentrátorok kritikusak a légúti betegségekben szenvedők számára. Az Inogen One G5 lítium-ion akkumulátort használ, amely 3-6 órás működést biztosít az áramlási beállításoktól függően. A Phillips Respironics Simply Go Mini körülbelül 4,5 órát céloz meg.
Az alvási apnoe kezelésére szolgáló CPAP gépek egyre több akkumulátoros lehetőséget kínálnak. A ResMed AirMini travel CPAP képes lemerülni a külső lítium akkumulátorokról. Hasznos kempingezés vagy áramszünet esetén.
A hallókészülékek nemrég váltottak újratölthető lítiumra. A Phonak Audeo Paradise éjszaka töltődik, és 16+ órát üzemel. Starkey Evolv AI hasonló teljesítmény. Sokkal jobb, mint néhány naponta babrálni azokkal az apró cink{4}}levegő gombelemekkel.
Orvosi ellenőrző berendezések-vérnyomásmérők, glükózmérők, hordozható EKG-eszközök-sok most újratölthető. Az AliveCor KardiaMobile telefonon rögzíti az EKG-t, és hónapokig fut egy kis lítium cellán.
Infúziós pumpák, sebészeti eszközök, kórházakban használt diagnosztikai berendezések,{0}}sok lítium-ion tartalék akkumulátor vagy hordozható tápegység. A Stryker System 8 sebészeti elektromos szerszámok lítium-ion akkumulátorokat használnak, sterilen lezárva műtői használatra.
A beültethető eszközök egy teljesen más kategória. Egyes újabb pacemakerek újratölthető lítium-ion akkumulátorokat használnak, amelyeket bőrön keresztül (bőrön keresztül) töltenek indukcióval. A Medtronic rendelkezik olyan modellekkel, amelyekben az akkumulátort hetente egyszer vezeték nélkül töltik fel, ahelyett, hogy 7-10 évente sebészeti cserére lenne szükség.
Energiatárolás (otthontól a hálózati skáláig)
A Tesla Powerwall 2 13,5 kWh-t tárol, telepítése körülbelül 11 000 dollárba kerül. A Powerwall 3 nemrég jelent meg jobb integrációval. A Generac PWRcell 9-18 kWh moduláris rendszereket kínál. Az LG Chem RESU a konfigurációtól függően 10-16 kWh.
Ezek az otthoni akkumulátorok a napelemekkel párosítva{0}}eltárolják a felesleges energiatermelést nappal, éjszaka használják. Biztosítson biztonsági mentést a kimaradások alatt is, ha megfelelően van beállítva. Nem minden rendszer működik áramszünet alatt; az inverter beállításától függ.
Kalifornia előírja a napenergiát az új otthonokban, így az akkumulátorok alkalmazása felgyorsul. Hawaii-on magas az áramköltség és sok a nap, így a napenergia + tárolás gazdaságossága jól működik. Texasban 2021-ben volt egy hálózati hiba, amely felkeltette az érdeklődést az otthoni akkumulátorok iránt.
A kereskedelmi létesítmények sokkal nagyobbak. Egy élelmiszerbolt 50{3}}100 kWh-s akkumulátort helyezhet be a kereslet töltéskezeléséhez. Az adatközpontok megawatt-méretű akkumulátortermeket használnak tartalék áramellátásra, dízelgenerátorok cseréjére vagy kiegészítésére.
A használati skála vad. A kaliforniai Moss Landing Energy Storage Facility kapacitása 3000 MWh,-ez 3 millió kilowatt-óra, vagyis nagyjából 225 000 otthon energiaellátására elegendő több órán keresztül. Tesla Megapack egységeket használ, amelyek mindegyike egy szállítókonténer méretű, -3 MWh-s akkumulátor.
Az ausztrál Hornsdale Power Reserve volt az egyik első nagy hálózati akkumulátor, amelyet a Tesla épített 2017-ben 150 MWh-val. Azóta kibővült. Ezek a rendszerek stabilizálják a hálózati frekvenciát, tárolják a megújuló energiát, csökkentik a földgáz csúcserőművek iránti igényt.
Speciális alkalmazások mindenhol
Az UPS-rendszerek (szünetmentes tápegység) hagyományosan ólom-savas akkumulátorokat használnak. Nehéz, 3-5 évente cserélni kellett, mérgező anyagokat tartalmazott. Az APC, Eaton, Vertiv lítium-ionos UPS-rendszerei tovább tartanak, kevesebb helyet foglalnak el, és kisebbek a súlyuk. Az adatközpontok különösen kedvelik ezt a súlycsökkentést, ami kisebb szerkezeti terhelést jelent az épületekben.
A drónok és a kvadrokopterek{0}}A DJI uralja ezt a piacot. Drónjaik lítium-polimer (LiPo) akkumulátorokkal működnek, amelyek technikailag egy lítium-ion-változat polimer elektrolittal. A DJI Mini 3 Pro 2453 mAh-s akkumulátort használ körülbelül 34 perces repülési időre. A nagyobb drónok, mint például az Inspire 2, kettős, összesen 98 Wh-s akkumulátort hordoznak.
Professzionális drónok felméréshez, ellenőrzéshez és szállításhoz{0}}mindegyik lítium akkumulátorral működik. A Zipline orvosi szállító drónok Afrikában lítium-iont használnak. Az Amazon szállító drón prototípusai ezeket használják.
A repülési alkalmazások bővülnek. Jönnek az elektromos repülőgépek. A Pipistrel Velis Electro lítium akkumulátorokkal rendelkezik-az első teljesen elektromos repülőgép, amely tanúsított repülési képzésre Európában. A Beta Technologies és a Joby Aviation nagy lítium akkumulátorokkal hajtott elektromos légi taxikat fejleszt.
A műholdak és az űrhajók speciális lítium-ion akkumulátorokat használnak, amelyek a vákuumot, a sugárzást és a szélsőséges hőmérsékleti viszonyokat túlélik. A Nemzetközi Űrállomáson lítium-ion akkumulátorok találhatók, amelyek a régebbi nikkel{1}}hidrogéncellákat váltják fel. Minden akkumulátormodul 400+ fontot nyom.
Katonai felszerelések-éjjellátó szemüvegek, taktikai rádiók, GPS-egységek, mindegyik lítium akkumulátorral működik. A jobb energiasűrűség számít, ha a katonák napokig hordják a felszerelést. Az AN/PRC-163 rádió újratölthető lítium-ion akkumulátorokat használ.
Fényképezőgépek és fotófelszerelések-tükör nélküli fényképezőgépek a Sonytól, a Canontól és a Nikontól, csupa lítium-ion. A Sony A7 IV egyenként 16,4 Wh-s NP-FZ100 akkumulátort használ. Professzionális világítás-Az Aputure 300d LED-lámpák V-beszerelésű lítium elemekkel működnek (98 Wh szabvány méretű). Vezeték nélküli mikrofonok, videomonitorok, minden, ami hordozható a film/fényképkészítés során.
Csatlakoztatott akkumulátorok és kezelés
Az újabb akkumulátoros{0}}termékek gyakran rendelkeznek Bluetooth- vagy Wi-Fi-kapcsolattal. A telefon akkumulátorának állapotát ellenőrizheti. Az Ego elektromos szerszámok töltési szintet mutatnak egy alkalmazásban. Ryobi eszközök is. A Tesla segítségével távolról nyomon követheti autója akkumulátorát és töltését.
Az intelligens akkumulátor-kezelő rendszerek (BMS) sok munkát végeznek. Kiegyenlítik a cellafeszültséget-egy több-cellacsomagban, az egyes cellák idővel eltávolodnak egymástól, a BMS pedig kiegyenlíti őket. Figyelik a hőmérsékletet, megakadályozzák a túltöltést és a túltöltést, kommunikálják az állapotot a készülékkel.
Egyes csatlakoztatott funkciók trükkösnek tűnnek, de a drága berendezések távfelügyelete logikus. Az építő személyzet nyomon követheti, mely akkumulátorokat kell tölteni. Az otthoni energiatároló tulajdonosok figyelemmel kísérhetik a napenergia-termelést és az akkumulátor állapotát utazás közben.
Vannak azonban biztonsági aggályok. Az akkumulátor firmware-ének időnként frissítésre van szüksége. Ha ez a kommunikációs útvonal nincs megfelelően biztosítva, az potenciális sebezhetőséget jelent. Nem sokan törik fel az akkumulátorokat, de elméletileg lehetséges.
Valós-használati minták
Az emberek folyamatosan találkoznak lítium akkumulátorokkal anélkül, hogy gondolnának rá. Elektromos fogkefe a fürdőszobában. Akkus porszívó (Dyson V15 70 Wh-s). Újratölthető zseblámpa. Power bank a táskájában-Az Anker 10 000 mAh-tól (37 Wh) egészen 25 000 mAh-ig (90 Wh) készít modelleket.
Egyre inkább újratölthető gyerekjátékok. Távirányítós autók,{1}}világító játékok, elektronikus tanulási eszközök. Veri az alkáli elemek folyamatos vásárlását.
Intelligens otthoni eszközök-A csengő videoajtócsengő eltávolítható lítium elemmel rendelkezik. Az Arlo biztonsági kamerái újratölthető akkumulátorokat használnak, amelyek hónapokig kitartanak. A Google Nest termosztátok tartalék lítium akkumulátorral rendelkeznek. Az augusztusi intelligens zárak lítium AA-kkal működnek.
Az ünnepi lámpák is tölthetők. Fénysorok beépített-elemekkel és napelemekkel. Újratölthető LED gyertyák. Dekoratív elemek.
A professzionális felhasználási esetek igen változatosak. Az építőmunkások egész nap cserélik a Milwaukee vagy a DeWalt akkumulátorait. A raktári targoncák szünetekben töltik a lítium-ion akkumulátorokat-A 15 perces töltési lehetőség üti a várakozási időt az ólom-savas akkumulátorok töltésére.
A mezőgazdasági berendezések átvétele lassabb, de megtörténik. A John Deere elektromos traktorokat tesztel. Az autonóm mezőgazdasági robotok gyakran elektromosak. Öntözőrendszerek tartalék akkumulátorral.
A takarítóipar a lítiumot alkalmazta. Padlómosók, szőnyegszívók, kereskedelmi nagynyomású mosó{1}}cégek, mint például a Tennant és a Karcher, lítium opciókat kínálnak. Gyorsabb töltés, könnyebb súly, nincs szükség az akkumulátor öntözésére, mint a régi ólom--savrendszerekre.
Valójában mi megy rosszul
Az akkumulátorok leromlanak. A kémia nem tart örökké. A tipikus lítium-ion akkumulátor 80%-os kapacitását megtartja 500-1000 töltési ciklus után, a kémiától és a használati szokásoktól függően. A Tesla EV-akkumulátoraikra 70%-os megőrzési garanciát vállal 8 év/100 000-150 000 mérföld után modelltől függően.
A hőmérséklet mindennél gyorsabban leöli az akkumulátorokat. A különösen rossz hő-az akkumulátorok tárolása vagy használata 30 fok felett (86 F fok) rendszeresen felgyorsítja a leromlást. A hideg csökkenti az ideiglenes kapacitást, de nem okoz maradandó károsodást, mint a hő. Ez az oka annak, hogy a Phoenix EV akkumulátorai gyorsabban bomlanak le, mint a seattle-i akkumulátorok.
A naptáröregedés is igazi. Az akkumulátorok használaton kívül is lemerülnek. Tárolja őket 40-50%-os töltöttség mellett hűvös hőmérsékleten a leghosszabb eltarthatóság érdekében. A legrosszabb eset, ha az akkumulátort 100%-os töltöttségben és 40 fokos hőmérsékleten tartjuk huzamosabb ideig.
Biztonsági incidensek ritkán történnek, de hírt adnak, amikor megtörténnek. Gyártási hibák okozták a Samsung Galaxy Note 7 tüzet 2016-ban – 2,5 millió telefont hívtak vissza. A hoverboardok 2015-2016-ban olyan gyakran gyulladtak ki, hogy a légitársaságok betiltották őket. Ez általában gyártási minőség-ellenőrzési problémákra, fizikai sérülésekre vagy nem megfelelő töltőkkel való töltésre vezethető vissza.
A fő meghibásodási mód a hőkifutás-, amikor egy cella túlmelegszik, és a hő további reakciókat vált ki, amelyek több hőt termelnek{1}}. A megfelelően tervezett akkumulátorok több biztonsági funkcióval rendelkeznek: áramkorlátozó áramkörök, hőbiztosítékok, nyomáscsökkentő szellőzők, leválasztó rétegek. Az olcsó akkumulátorok kihagyják ezeket a védelmet.
A kompatibilitás frusztrálja a felhasználókat. Minden szerszámmárka különböző akkumulátor-formát használ. A DeWalt akkumulátorok nem illeszkednek a Milwaukee szerszámokhoz. A Ryobi évek óta okosan ügyel arra, hogy One+ platformjukat kompatibilisnek tartsa-a 2005-ös eszközei 2025-től kezdődően akkumulátorokkal működnek. A legtöbb gyártó azonban azt szeretné, hogy a gyártó bezárjon-.
Az újrahasznosítási infrastruktúra még fejlődik. Li-Cycle, Redwood Materials és mások lítiumelem-újrahasznosító üzemeket építenek. Az akkumulátor anyagának több mint 95%-át visszanyerhetik. A begyűjtési logisztika azonban továbbra is kihívást jelent,{6}}hogy az emberek az akkumulátorokat a szemétbe dobják, ami hulladéklerakási problémákat okoz.
Az akkumulátorkezelő rendszerek sokat tesznek
A BMS kulcsfontosságú, de láthatatlan. Laptopon minden cellacsoportot figyel, megbecsüli a hátralévő futási időt, szabályozza a töltési sebességet, és jelentést tesz az akkumulátor állapotáról az operációs rendszernek. Kifinomultabb, mint amilyennek hangzik.
A díj-állapotának-becslése meglepően nehéz. Az akkumulátor feszültsége korrelál a töltöttségi szinttel, de a kapcsolat a hőmérséklet, a terhelés és az akkumulátor kora függvényében változik. A jó BMS komplex algoritmusokat használ, amelyek mindezt figyelembe veszik. Ezért a telefon akkumulátorának százalékos aránya néha váratlanul megugrik vagy leesik{5}}a becslés újrakalibrálásra kerül.
A cellakiegyenlítés fontos a több{0}}cellás csomagokban. Az egyes cellákban elkerülhetetlenül vannak kis kapacitásbeli különbségek. Töltés közben a BMS söntöli az áramot a teltebb cellák körül, hogy a gyengébbek utolérjék. A passzív kiegyensúlyozás hőként disszipálja az energiát. Az aktív egyensúlyozás az energiát a sejtek között továbbítja, hatékonyabban, de drágábban.
Hőmérséklet-kezelés{0}}a BMS figyeli a cellák hőmérsékletét, és csökkentheti a töltési/kisütési arányt, ha a dolgok túl melegek lesznek. Az elektromos járművek kifinomult hőkezeléssel rendelkeznek folyadékhűtéssel. Az elektromos kéziszerszámok csak a hőlezárásra támaszkodnak.
Kommunikációs protokollok{0}}A BMS chipek I2C, SMBus, CAN busz vagy szabadalmaztatott protokollok használatával kommunikálnak a gazdagépekkel. Ez lehetővé teszi, hogy az eszközök pontos akkumulátoradatokat jelenítsenek meg, és optimalizálják a teljesítményt.
Az ipari alkalmazások az akkumulátor-felügyeletet szélesebb rendszerekbe integrálják. Egy raktár központilag nyomon követheti az összes targonca-akkumulátort, ütemezve a töltést és jelezve, hogy csere szükséges. Előrejelző karbantartás BMS adatok alapján.
Mi következik az akkumulátortechnológiában?
A szilárdtest{0}}elemek a Szent Grál. Cserélje ki a folyékony elektrolitot szilárd kerámiára vagy polimer anyagra. Elméletileg biztonságosabb-nem gyúlékony folyadék. Nagyobb energiasűrűség lehetséges. A Toyota azt állítja, hogy 2027–2028-ra már szilárdtest{6}}akkumulátorokkal rendelkeznek a járművekben. QuantumScape, Solid Power, mások a technológiát fejlesztők. De a nagyméretű gyártás továbbra is megoldatlan.
A nátrium{0}}ionos akkumulátorok lítium helyett sót használnak,-olcsóbb nyersanyagok, potenciálisan alacsonyabb költség. A CATL 2021-ben bejelentette a kereskedelmi forgalomban lévő nátrium-ion akkumulátorokat. Az energiasűrűség alacsonyabb, mint a lítium-ioné, de helyhez kötött tárolás esetén ez elfogadható. A Northvolt építő nátrium--ion gyártása Európában.
A lítium-kén elméletileg sokkal nagyobb energiasűrűséget- kínál, akár 500 Wh/kg, szemben a jelenlegi lítiumionok 250 Wh/kg-jával. De a ciklus élettartama szörnyű volt, általában 50-100 ciklus után leromlik. A kutatás folytatódik.
A lítium-levegős (lítium-oxigén) akkumulátorok elméleti határértéke még magasabb,-potenciálisan 1000 Wh/kg. De még mindig laboratóriumi érdekességek, hatalmas gyakorlati kihívásokkal.
A következő 5-10 évben a hagyományos lítium-ionok dominálnak majd. Folyamatosan érkeznek a fokozatos fejlesztések – a jobb katódanyagok, a grafitot helyettesítő szilícium anódok (20-40%-os kapacitásnövelés), a gyártási folyamatok fejlesztése csökkenti a költségeket.
Az akkumulátorköltség 2010-ről 2023-ra körülbelül 90%-kal csökkent, nagyjából 1100 USD/kWh-ról 130 USD/kWh-ra az elektromos járművek akkumulátorainál. Ez a tendencia folytatódik, és 2030-ra elérheti a 80-100 dollár/kWh-t. Ilyen árakon az elektromos járművek költségparitást érnek el a gázüzemű járművekkel, támogatások nélkül.
A kobalt csökkentése a fő hangsúly. A kobaltbányászat emberi jogi aggályokkal és az ellátási lánc kockázatával jár. A modern NMC akkumulátorok kevesebb kobaltot használnak, mint a régebbi készítmények (az NMC 811 80% nikkelt, 10% mangánt, 10% kobaltot tartalmaz, szemben a korábbi 1:1:1 arányokkal). Az LFP akkumulátorok egyáltalán nem tartalmaznak kobaltot.
A szilícium anódok jelenleg kereskedelmi forgalomba kerülnek. A Sila Nanotechnologies több gyártónak szállít szilícium anód anyagot. A Panasonic bejelentette a szilícium anód akkumulátorok gyártását. A Tesla már használ szilíciumot a celláiban. Ez 10-20%-kal növeli a kapacitást anélkül, hogy bármi mást változtatna az akkumulátoron.
A „mi a lítium-ion akkumulátorok” kérdésre öt év múlva még hosszabb válasz lesz. További elektromos termékkategóriák. Több olyan alkalmazás, ahol a lítium-ion kiszorítja a régebbi technológiákat. A technológia gyorsan fejlődött, de még mindig javul.
Annak megértése, hogy mely eszközök használnak lítiumelemeket, annál többet számít, mivel egyre több ilyen elemet halmozunk fel. A legtöbb háztartásban ma már 20-50 újratölthető készülék található. Ha tudja, mi van, hogyan kell karbantartani, és mikor kell cserélni, akkor ezek a befektetések tovább tartanak és jobban teljesítenek.
