Zašto se litijev metal koristi u baterijama?

Litij metal se koristi u baterijama jer posjeduje nekoliko jedinstvenih svojstava koja ga čine idealnim materijalom za elektrokemijsko skladištenje energije:

1. Visoki elektrokemijski potencijal: Litij ima najveći elektrokemijski potencijal među svim metalima, što znači da lako oslobađa elektrone i ima snažnu pokretačku silu za elektrokemijske reakcije. To rezultira visokim naponom za bateriju.

2. Niska atomska težina: Litij je najlakši metal, što mu daje visoku gustoću energije po težini. To znači da baterija koja koristi litij može pohraniti puno energije u kompaktnoj veličini.

3. Visoki teorijski kapacitet: Litij ima visoki teorijski kapacitet, što znači da može pohraniti veliku količinu naboja po jedinici mase. To dovodi do baterija s dugim ručnim vremenima.

4. Dobra vodljivost: Litij ima dobru električnu vodljivost, omogućujući učinkovit protok elektrona unutar baterije.

Međutim, litij također ima neke nedostatke:

1. Reaktivnost: Litij je vrlo reaktivan i može nasilno reagirati zrakom i vodom. To zahtijeva posebne mjere rukovanja i sigurnosti tijekom proizvodnje i rada baterije.

2. Formiranje dendrita: Tijekom punjenja, litijev ioni mogu formirati dendrite (igle slične strukture) na površini anode. Ovi dendriti mogu uzrokovati kratke spojeve, predstavljajući sigurnosne rizike.

3. Ograničeni život ciklusa: Zbog stvaranja dendrita i drugih faktora, litij metalne baterije često imaju ograničen vijek trajanja ciklusa u usporedbi s drugim tehnologijama baterija.

Unatoč tim nedostacima, prednosti Lithium metala čine ga obećavajućim materijalom za baterije sljedeće generacije, posebno za primjene koje zahtijevaju visoku gustoću energije i dugo trajanje, poput električnih vozila i skladištenja mreže.

Vrste litij metalnih baterija:

* primarne baterije litij-metala: To su baterije koje se ne kreću s dugim rokom trajanja, obično se koriste u satovima i kalkulatorima.

* Sekundarne baterije litij-metala: To su punjive baterije s većom gustoćom energije od konvencionalnih litij-ionskih baterija. Još uvijek su u razvoju, ali imaju veliko obećanje za razne aplikacije.

Istraživanje je u tijeku za prevladavanje izazova povezanih s litijevim metalnim baterijama i otključavanje njihovog punog potencijala za buduća rješenja za skladištenje energije.