استخدام التجانس بالضغط العالي في بطاريات الليثيوم
ما هو البطارية الليثيوم؟
البطارية الليثيوم أيون (Li-on) هي نوع من البطاريات القابلة للشحن. الليثيوم هو العنصر المعدني الأخف وزنًا، ولديه جهد انخفاض في الأكسدة ( 𝐸𝐿𝑖+⁄𝐿𝑖 0 = −3,04V )، مما يتيح فرصة لوجود جهد عالي وكثافة طاقة عالية. البطاريات الليثيوم تتميز بعمر طويل أكثر من البطاريات التقليدية، وكثافة طاقة أعلى، وشحن أسرع إلى حد ما، وهي بطاريات أخف وزناً.
المركبات القائمة على الصوديوم تظهر كبديل محتمل لأنظمة تخزين الطاقة الكبيرة المرتبطة بمصادر الطاقة المتجددة.
لماذا يُفضل البطاريات الليثيوم؟
- توفر طاقة عالية، كثافة الطاقة الجاذبية (حوالي 202 واط ساعة/كغ؛ كثافة الطاقة الحجمية حوالي 300 واط ساعة/دي إم3).
- توفر جهد تشغيل متوسط عالي (3,6 فولت).
- تتمتع بخصائص شحن وتفريغ ممتازة، بالإضافة إلى إمكانية تحمل أكثر من 500 دورة شحن وتفريغ.
- تتمتع بنسبة تفريغ ذاتية منخفضة مقبولة في حالة الانتظار (< 10% /شهر).
- عدم وجود تأثير الذاكرة الذي يوجد في البطاريات ني-سد.
- إمكانية تحديد السعة المتبقية بسهولة عن طريق دراسة منحنى تفريغ البطارية.
- أنها أكثر أماناً من الخلايا المكافئة التي تستخدم الليثيوم المعدني، ولا تتطلب ترتيبات نقل خاصة.
استخدام التجانس عالي الضغط في بطاريات الليثيوم
يتواجد الليثيوم بشكل طبيعي في المعظم في البيئات المائية والبرية، ولكنه لا يتواجد بتركيزات عالية جدًا.
الليثيوم يتواجد في الماء بشكل أيوني. يتفاعل مع الماء لينتج هيدروكسيد الليثيوم والهيدروجين. تتحرك أيونات الليثيوم من الكترود إلى الآخر بناءً على خصائص شحن وتفريغ البطارية.
نستخدم التجانس عالي الضغط لتذويب الجزيئات التي تزيد على 100 ميكرون، مثل الكبريت والكربون الأسود وأكسيد الجرافين، في الماء. عادةً ما يتراوح الضغط المستخدم بين 800 و1200 بار.