Liitiumioonide

Liitiumioonid on elektriliste seadmete ja taastuvenergia süsteemide jaoks laialdaselt kasutatav akutehnoloogia. Liitiumioonakudes salvestub energia liitiumi ioonide liikumise kaudu elektroodide vahel. Täielikus rakendis on anood tavaliselt grafiit, katood teistsugune liitiumi oksüdeeriv materjal (nt LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4 või nende kombinatsioonid) ning elektrolüüt on liitiumi soola lahus orgaanilises või aktivaatorita lahuses, mis võimaldab ioonide liikumist. Laadimisel viiakse ioonid anoodilt katoodile ja elektronid liiguvad välisvooluringi kaudu; vabastamisel teevad need vastupidise liikumise.

Liitiumioonakude tüüpe eristatakse katoodide materjalide ja tööpõhimõtete alusel. Populaarsed liigid on LiCoO2, NMC (nikkel-mangaan-kobalt), LiFePO4 (LFP) ning LMO/LNCA kombinatsioonid. Erinevad materjalid pakuvad erinevat energiatihedust, turvalisust ja tsüklilist elu.

Peamised eelised on kõrge energiatihedus, kompaktne suurus ja kerge kaal võrreldes paljude teiste akudega, samuti mitmekülgne kasutus alates nutitelefonidest ja sülearvutitest kuni elektriautode ja suurtesuuruses energiasalvestusteni. Tipptasemel Li-ion akud võivad pakkuda sadu kuni tuhandeid tsükleid, olenevalt materjalist ja kasutustingimustest. Töökeskkonnas on olulised termiline juhtivus ja ohutus, mille tagab haldussüsteem (BMS) ning korralik jahutus- ja kaitsesüsteem.

Ringlussevõtt ja jäätmekäitlus on Li-ion akude jaoks tähtsad: vanad akut kogutakse ja töödeldakse edasi toorainete taaskasutuseks, sealhulgas liitium-, kobolt- ja nikkelit sisaldavate komponentide taastamiseks.

Kasutusalad ja areng jätkuvad: liitiumioonakud on kriitilise tähtsusega mobiilsetes seadmetes, kaasaskantavatel tehasetel ja elektrisõidukites, ning neid arendatakse edasi nii jõudluse kui ka ohutuse ning keskkonnasõbralikkuse suunas.