מה יש סוללות ליתיום יון?

עַל יְדֵיג'ייק מוריסון, כותב חומרה|שרה חן|מייק פטרסון
פורסם:8 בפברואר 2025

כמעט כל דבר הנטען בימינו פועל על סוללות ליתיום יון. הטלפון שלך, ברור. מחשב נייד. האוזניות האלחוטיות האלה שאתה כנראה לובש עכשיו. הטכנולוגיה המריאה בשנת 1991 כאשר סוני פרסמה את תאי הליתיום הראשונים עבור מצלמות וידיאו, ומאז היא נכנסת לכל קטגוריית מוצרים.

אנשים שואלים "מה יש סוללות ליתיום יון" בציפייה לרשימה פשוטה, אבל התשובה האמיתית היא: לך תסתכל סביב הבית שלך. ספור את המכשירים הנטענים. זו התשובה שלך.

סוללות אלה אוגרות אנרגיה על ידי העברה של יוני ליתיום הלוך ושוב בין שתי אלקטרודות-לקתודה בעת פריקה, הפוך את הכיוון כאשר אתה מחבר אותן לחשמל. הכימיה נשמעת מסובכת אבל התוצאה המעשית פשוטה: יותר כוח בפחות מקום ממה שסוגי סוללות ישנים יכלו אי פעם לשלוט.

What Has Lithium Ion Batteries

שלוש סיבות. צפיפות האנרגיה גוברת על כל השאר. תא ליתיום יון מכיל 150-250 וואט-שעה לכל קילוגרם. השווה את זה לניקל-קדמיום ב-40-60 וואט/ק"ג אולי. אפילו לא קרוב.

שנית, אין אפקט זיכרון. זוכרים טלפונים אלחוטיים ישנים שבהם הייתם צריכים לרוקן לגמרי את הסוללה או שהיא "תשכח" את מלוא הקיבולת שלה? ליתיום יון לא עושה את זה. טען אותו בכל פעם. שלישית, פריקה עצמית- נמוכה-הם מחזיקים את המטען שלהם על מדף, ומאבדים אולי 2-3% לחודש לעומת 20% עבור סוללות NiMH.

גם העלות ירדה. עוד בשנות ה-90 הסוללות האלה היו יקרות מספיק שרק מוצרי אלקטרוניקה פרימיום השתמשו בהן. עכשיו הם זולים מספיק עבור מטעני USB בחנות דולרית. ובכן, זולמַסְפִּיק-עדיין יקר יותר מאלקליות, אבל הטעינה מחזירה את עצמה מהר.

הסמארטפונים מובילים את החבילה. לאייפון 15 פרו יש סוללה של 3,274 מיליאמפר/שעה. Samsung Galaxy S24 Ultra הולך וגדל ב-5,000 mAh. כל טלפון מדגמי 50 $ בתשלום מראש ועד 1,500 $ ספינות דגל משתמש בכימיה של ליתיום יון-בדרך כלל ליתיום קובלט אוקסיד (LCO) מכיוון שהוא ממקסם את הקיבולת במקומות צרים.

מחשבים ניידים מפעילים סוללות גדולות יותר, בדרך כלל 50-80 וואט עבור מחשבי אולטרה-בוק, עד 100 וואט עבור תחנות עבודה. למעשה, 100 וואט הוא המגבלה החוקית לשאת סוללות במטוסים ללא אישור מיוחד, וזו הסיבה שיצרניות המחשבים הניידים מכוונות למספר זה. ה-FAA קבע את הכלל הזה לאחר שסוללת ליתיום נורתה במטוסים בשנות ה-2000.

טאבלטים נופלים ביניהם-ב-iPad Pro יש כ-40 וואט. Kindle Paperwhite? סוללה זעירה של 6 ו"ש שמחזיקה מעמד שבועות מכיוון ש-דיו מציג כוח לגימה.

ואז יש את כל שאר הדברים. עכברים ומקלדות אלחוטיים (בדרך כלל תאי ליתיום בגודל AAA-). רמקולי Bluetooth-JBL, Ultimate Ears, Bose, כולם ליתיום יון. בקרי משחקים. שעונים חכמים. גששי כושר. מצלמות אבטחה אלחוטיות. פעמוני וידאו. מברשות שיניים חשמליות. סדרת Oral-B iO משתמשת בסוללת ליתיום טובה למשך שבועיים בין טעינה לטעינה.

ל-AirPods Pro יש קיבולת סוללה של 1.98 וואט בשילוב בין האוזניות למארז. מה שלא נשמע הרבה עד שאתה מבין שהם מפעילים ביטול רעשים אקטיבי, עיבוד שמע מרחבי וקישוריות אלחוטית למשך שעות.

What Has Lithium Ion Batteries

כלי רכב חשמליים שינו את קנה המידה לחלוטין. Tesla Model 3 Long Range מכילה סוללה של 75 קילוואט-שעה-שזה 75,000 וואט-שעות, או בערך 1,500 סוללות לסמארטפון בשווי אנרגיה. הסוללה לבדה שוקלת כ-1,000 פאונד.

רוב רכבי החשמל משתמשים בכימיה של ניקל מנגן קובלט (NMC) או ליתיום ברזל פוספט (LFP) במקום בתאים הכבדים של קובלט- בטלפונים. NMC מציעה צפיפות אנרגיה טובה עם יציבות תרמית טובה יותר. LFP בטוח יותר ונמשך זמן רב יותר-BYD וטסלה משתמשות ב-LFP עבור דגמי טווח סטנדרטיים כעת. טרייד- הוא צפיפות אנרגיה נמוכה יותר, כך שאתה צריך יותר תאים לאותו טווח.

לפורד F-150 Lightning יש עד 131 קילוואט זמין. Rivian R1T מגיע ל-135 קילוואט-שעה בתצורת Max Pack. Lucid Air Dream Range טוען ל-112 קילוואט-שעה ומקבל יותר מ-500 מיילים של טווח EPA כי המנועים והאלקטרוניקה שלהם יעילים בטירוף.

האופניים החשמליים פורחים. Rad Power Bikes משתמשים בדרך כלל בחבילות של 48V 14Ah (672 ואט). אופניים-יוקרתיים-מבית Specialized או Trek פועלים בסוללות של 500-700 וואט. קטנועי E-קטנים יותר - Xiaomi M365 משתמש ב-280 Wh, קטנועים להשכרה של Bird ו-Lime פועלים בקיבולת דומה.

אופנועים חשמליים עדיין נישה אבל צומחים. ל-Zero Motorcycles SR/F יש סוללה של 14.4 קוט"ש. Energica Ego+ דוחף 21.5 קוט"ש. עדיין לא מספיק לנסיעות ארוכות בכביש המהיר, אבל להגיע לשם.

גם סירות מגיעות. סירה חשמלית X Shore Eelex 8000 מפעילה ערכת סוללות של 125 קילוואט-שעה. סירת הידרופיל קנדלה C-8 משתמשת ב-44 קילוואט ו"עף" מעל המים כדי להפחית את הגרר. סירת וויקבורד חשמלית של Arc Sport עמדה על 300,000 דולר בפעם האחרונה שבדקתי.

המהפך הזה קרה מהר. לפני 20 שנה, קבלנים רציניים צחקו על כלים אלחוטיים. הַיוֹם? מילווקי, דה-וולט, מקיטה, בוש-כולם עברו ליתיום.

מערכת FlexVolt של DeWalt פועלת ב-20V או 60V בהתאם לכלי. לפלטפורמת M18 של מילווקי יש למעלה מ-200 כלים החולקים את אותה מערכת סוללות. סוללות התפוקה הגבוהות שלהם הגיעו לקיבולת 12 Ah-מספיקה כדי להפעיל מסור עגול דרך עשרות חתכים.

ציוד כוח חיצוני הלך בעקבותיו. Ego Power Plus מייצרת מכסחת דשא באמצעות סוללה באמצעות חבילת 56V 7.5 Ah (420 וואט). גוזמי המיתרים, מפוחי העלים, אפילו מפוחי השלג שלהם מפעילים את אותה פלטפורמת סוללה. ל-Ryobi יש מערכת 40V. Greenworks מציעה אפשרויות 60V ו-80V עבור ציוד גדול יותר.

שואבי האבק הרובוטים ומכסחות הדשא מפעילים סוללות קטנות יותר מכיוון שהם נטענים אוטומטית. לרומבה j7+ יש בערך 60 וואט. Husqvarna Automower משתמשת 18V ליתיום יון, הקיבולת משתנה לפי דגם.

ציוד מקצועי ממשיך לגדול. מילווקי מייצרת סוללת תרמיל המספקת 300 וואט להפעלת כלים מרובים באתרי עבודה. Stihl מציעה מסורי שרשרת סוללות חזקים מספיק לעבודות עצים מסחריות.

רכזי חמצן ניידים הם קריטיים עבור אנשים עם בעיות נשימה. Inogen One G5 משתמש בסוללת ליתיום יון המספקת 3-6 שעות פעולה בהתאם להגדרות הזרימה. Phillips Respironics Simply Go Mini מתמקד ב-4.5 שעות.

מכונות CPAP לדום נשימה בשינה מציעות יותר ויותר אפשרויות סוללה. ResMed AirMini travel CPAP יכול להפעיל סוללות ליתיום חיצוניות. שימושי לקמפינג או הפסקות חשמל.

מכשירי שמיעה עברו לאחרונה לליתיום נטענת. Phonak Audeo Paradise נטען בן לילה ופועל 16+ שעות. Starkey Evolv AI ביצועים דומים. הרבה יותר טוב מאשר לגשש עם תאי כפתורי האוויר הזעירים-של אבץ כל כמה ימים.

ציוד ניטור רפואי-מוני לחץ דם, מדי סוכר, מכשירי ECG ניידים-רבים נטענים כעת. AliveCor KardiaMobile מקליט אק"ג בטלפון, פועל על תא ליתיום קטן הנמשך חודשים.

משאבות אינפוזיה, כלים כירורגיים, ציוד אבחון המשמש בבתי חולים-הרבה סוללות גיבוי ליתיום יון או אפשרויות חשמל ניידות. הכלים החשמליים הכירורגיים Stryker System 8 משתמשים בסוללות ליתיום יון, אטומות סטריליות לשימוש בחדר ניתוח.

מכשירים מושתלים הם קטגוריה אחרת לגמרי. כמה קוצבי לב חדשים יותר משתמשים בסוללות ליתיום יון נטענות הנטענות דרך העור (דרך העור) באמצעות אינדוקציה. למדטרוניק יש דגמים שבהם הסוללה נטענת באופן אלחוטי פעם בשבוע במקום להזדקק להחלפה כירורגית כל 7-10 שנים.

What Has Lithium Ion Batteries

Tesla Powerwall 2 מאחסנת 13.5 קילוואט-שעה, עולה בסביבות 11,000 דולר מותקן. Powerwall 3 יצא לאחרונה עם אינטגרציה טובה יותר. Generac PWRcell מציעה מערכות מודולריות של 9-18 קילו-וואט. LG Chem RESU נע בין 10-16 קילוואט-שעה בהתאם לתצורה.

סוללות ביתיות אלו מתחברות לפאנלים סולאריים-מאחסנות ייצור עודף במהלך היום, השתמש בו בלילה. ספק גם גיבוי במהלך הפסקות אם מוגדר כהלכה. לא כל המערכות פועלות בזמן הפסקות; תלוי בהגדרות המהפך.

קליפורניה מחייבת אנרגיה סולארית על בתים חדשים, אז אימוץ הסוללות מואץ שם. להוואי יש עלויות חשמל גבוהות בתוספת הרבה שמש, מה שגורם לכלכלת השמש + אחסון לעבוד היטב. בטקסס היה כישלון רשת זה בשנת 2021, אשר עורר עניין בסוללות ביתיות.

התקנות מסחריות גדלות בהרבה. חנות מכולת עשויה להתקין 50-100 קילו-וואט של סוללות לניהול טעינת ביקוש. מרכזי נתונים משתמשים בחדרי סוללות בקנה מידה מגה וואט לגיבוי כוח, החלפה או השלמה של גנרטורים דיזל.

סולם השירות הוא פראי. למתקן אחסון האנרגיה של Moss Landing בקליפורניה יש קיבולת של 3,000 MWh-שזה 3 מיליון קילוואט-שעות, או מספיק כדי להפעיל כ-225,000 בתים למשך מספר שעות. הוא משתמש ביחידות Tesla Megapack, כל אחת מהן היא מכולה-בסוללה של 3 MWh.

שמורת הכוח של הורנסדייל באוסטרליה הייתה אחת מסוללות הרשת הגדולות הראשונות, שנבנתה על ידי טסלה בשנת 2017 ב-150 MWh. מאז הוא הורחב. מערכות אלו מייצבות את תדר הרשת, מאחסנות אנרגיה מתחדשת, מפחיתות את הצורך במפעלי שיא גז טבעי.

מערכות UPS (אל פסק) השתמשו באופן מסורתי בסוללות עופרת-חומצה. כבד, נדרש החלפה כל 3-5 שנים, הכיל חומרים רעילים. מערכות ליתיום יון UPS מבית APC, Eaton, Vertiv מחזיקות מעמד זמן רב יותר, תופסות פחות מקום, שוקלות פחות. מרכזי נתונים אוהבים במיוחד את זה, הפחתת משקל פירושה פחות עומס מבני בבניינים.

רחפנים ו-quadcopters-DJI שולט בשוק הזה. המל"טים שלהם מפעילים סוללות ליתיום פולימר (LiPo), שהן מבחינה טכנית גרסת ליתיום יון עם אלקטרוליט פולימרי. DJI Mini 3 Pro משתמש בסוללת 2453 mAh למשך כ-34 דקות טיסה. מל"טים גדולים יותר כמו Inspire 2 נושאים סוללות כפולות בהיקף כולל של 98 וואט.

מל"טים מקצועיים לסקירה, בדיקה, משלוח-כולם מפעילים סוללות ליתיום. מל"טים למסירה רפואית מסוג Zipline באפריקה משתמשים ביון ליתיום. אבות הטיפוס של מזל"טים של אמזון משתמשים בהם.

יישומי תעופה וחלל מתרחבים. מטוסים חשמליים מגיעים. ל-Pipistrel Velis Electro יש סוללות ליתיום-המטוס הראשון החשמלי המלא שהוסמך לאימון טיסה באירופה. Beta Technologies ו-Joby Aviation מפתחות מוניות אוויר חשמליות המונעות על ידי ערכות סוללות ליתיום גדולות.

לוויינים וחלליות משתמשים בסוללות ליתיום יון מיוחדות שנבנו כדי לשרוד בוואקום, קרינה, טמפרטורה קיצונית. לתחנת החלל הבינלאומית יש סוללות ליתיום יון המחליפות תאי מימן-ניקל ישנים יותר. כל מודול סוללה שוקל 400+ פאונד.

ציוד צבאי-משקפי ראיית לילה, מכשירי רדיו טקטיים, יחידות GPS, כולם פועלים כעת בסוללות ליתיום. צפיפות אנרגיה טובה יותר חשובה כאשר חיילים נושאים ציוד במשך ימים. הרדיו AN/PRC-163 משתמש בסוללות ליתיום יון נטענות.

מצלמות וציוד צילום-מצלמות ללא מראה של Sony, Canon, Nikon, כולן ליתיום יון. Sony A7 IV משתמש בסוללות NP-FZ100 בהספק של 16.4 וואט כל אחת. תאורה מקצועית-נורות LED של Aputure 300d פועלות על סוללות ליתיום מסוג V- (גודל סטנדרטי של 98 וואט). מיקרופונים אלחוטיים, מסכי וידאו, הכל נייד בהפקת סרטים/תמונות.

What Has Lithium Ion Batteries

למוצרים-חדשים יותר עם סוללה יש לעתים קרובות קישוריות Bluetooth או Wi-Fi. אתה יכול לבדוק את מצב הסוללה בטלפון שלך. כלי חשמל של אגו מציגים את רמת הטעינה באפליקציה. גם כלי Ryobi. טסלה מאפשרת לך לנטר את הסוללה של המכונית שלך ואת הטעינה מרחוק.

מערכות ניהול סוללות חכמות (BMS) עושות עבודה רבה. הם מאזנים את מתח התא-במארז רב-תאים, תאים בודדים מתרחקים לאורך זמן, ה-BMS מיישר אותם. הם מנטרים טמפרטורה, מונעים טעינת יתר ופריקת יתר, מעבירים את המצב למכשיר.

חלק מהתכונות המחוברות מרגישות גימיק, אבל ניטור מרחוק אחר ציוד יקר הגיוני. צוותי בנייה יכולים לעקוב אילו סוללות זקוקות לטעינה. בעלי מחסני אנרגיה ביתיים יכולים לפקח על ייצור השמש ומצב הסוללה בזמן נסיעה.

דאגות אבטחה קיימות עם זאת. קושחת הסוללה זקוקה לעדכונים לפעמים. אם נתיב התקשורת הזה אינו מאובטח כראוי, זוהי פגיעות פוטנציאלית. לא הרבה אנשים פורצים סוללות, אבל בתיאוריה אפשרי.

אנשים נתקלים בסוללות ליתיום ללא הרף מבלי לחשוב על זה. מברשת שיניים חשמלית בחדר האמבטיה. שואב אבק אלחוטי (Dyson V15 בעל 70 וואט). פנס נטען. בנק כוח בתיק שלך-Anker מייצרת דגמים מ-10,000 מיליאמפר/שעה (37 וואט) ועד 25,000 מיליאמפר/שעה (90 וואט).

צעצועי ילדים נטענים יותר ויותר. מכוניות שלט רחוק, צעצועי תאורה-, מכשירי למידה אלקטרוניים. מנצח לקנות סוללות אלקליין ללא הרף.

מכשירי בית חכם-לפעמון צלצול וידאו יש סוללת ליתיום נשלפת. מצלמות האבטחה של Arlo משתמשות בסוללות נטענות שמחזיקות חודשים. לתרמוסטטים של Google Nest יש סוללות ליתיום לגיבוי. מנעולים חכמים של אוגוסט פועלים על ליתיום AA.

גם אורות חג נטענים. אורות מחרוזת עם-סוללות מובנות ופאנלים סולאריים. נרות לד נטענים. פריטים דקורטיביים.

מקרי שימוש מקצועיים משתנים מאוד. פועלי בניין מחליפים סוללות של מילווקי או דיוולט כל היום. מלגזות מחסן מטעינות סוללות ליתיום יון בהפסקות-טעינת הזדמנות של 15 דקות מנצחת שעות המתנה לטעינת סוללות עופרת.

אימוץ ציוד חקלאי איטי יותר אבל קורה. ג'ון דיר בודק טרקטורים חשמליים. רובוטים חקלאיים אוטונומיים לרוב חשמליים. מערכות השקיה עם גיבוי סוללה.

תעשיית הניקיון אימצה את הליתיום. חברות מקרצפות רצפות, מחלצות שטיחים, מכונות שטיפה בלחץ מסחריות-כמו Tennant ו-Karcher מציעות אפשרויות ליתיום. טעינה מהירה יותר, משקל קל יותר, ללא תחזוקה של השקיית סוללה כמו מערכות חומצות עופרת ישנות-.

סוללות מתכלות. כימיה לא נמשכת לנצח. סוללת ליתיום יון טיפוסית שומרת על קיבולת של 80% לאחר 500-1000 מחזורי טעינה, בהתאם לכימיה ודפוסי השימוש. טסלה מתחייבת לסוללות ה-EV שלהם לשמירה של 70% ב-8 שנים/100,000-150,000 מיילים בהתאם לדגם.

הטמפרטורה הורגת סוללות מהר יותר מכל דבר אחר. חום גרוע במיוחד-אחסון או שימוש בסוללות מעל 30 מעלות (86 מעלות F) מאיץ באופן קבוע את הפירוק. קור מפחית את הקיבולת הזמנית אך אינו גורם לנזק קבוע כמו חום. זו הסיבה שסוללות Phoenix EV מתכלות מהר יותר מסוללות סיאטל.

גם ההזדקנות בלוח השנה היא אמיתית. סוללות מתכלות אפילו בישיבה ללא שימוש. אחסן אותם בטעינה של 40-50% בטמפרטורות קרירות לחיי מדף ארוכים ביותר. שמירה על סוללה בטעינה של 100% ו-40 מעלות לתקופות ממושכות היא המקרה הגרוע ביותר.

תקריות בטיחות מתרחשות רק לעתים רחוקות, אך הן עושות חדשות כאשר הן מתרחשות. פגמי ייצור גרמו לשריפות של סמסונג גלקסי נוט 7 ב-2016 - הם הזכירו 2.5 מיליון טלפונים. לוחות רחף עלו באש לעתים קרובות כל כך בשנים 2015-2016 שחברות תעופה אסרו אותם. בדרך כלל זה נובע מבעיות בקרת איכות בייצור, נזק פיזי או טעינה עם מטענים שגויים.

בריחה תרמית-כאשר תא מתחמם יתר על המידה והחום מפעיל תגובות נוספות היוצרות יותר חום-הוא מצב הכשל העיקרי. לסוללות שתוכננו כהלכה יש מספר תכונות בטיחות: מעגלי הגבלת זרם, נתיכים תרמיים, פתחי אוורור משחררי לחץ, שכבות כיבוי מפריד. סוללות זולות מדלגות על הגנות אלו.

תאימות מתסכלת את המשתמשים. כל מותג כלי משתמש בגורמי צורת סוללה שונים. סוללות DeWalt לא מתאימות לכלי מילווקי. Ryobi היה חכם לשמור על פלטפורמת One+ שלהם תואמת במשך שנים-כלים משנת 2005 עובדים עם סוללות משנת 2025. אבל רוב היצרנים רוצים את הספק הזה-.

תשתית מיחזור עדיין מתפתחת. Li-Cycle, Redwood Materials ואחרים בונים מפעלים ייעודיים למחזור סוללות ליתיום. הם יכולים לשחזר 95%+ מחומרי הסוללה. אבל לוגיסטיקת האיסוף עדיין מאתגרת-אנשים זורקים סוללות לפח, ויוצרים בעיות במזבלה.

ה-BMS הוא קריטי אך בלתי נראה. במחשב נייד, הוא מנטר כל קבוצת תאים, מעריך את זמן הריצה שנותר, שולט בקצב הטעינה, מדווח על תקינות הסוללה למערכת ההפעלה. יותר מתוחכם ממה שזה נשמע.

הערכת מצב--התשלום קשה באופן מפתיע. מתח הסוללה מתאם עם רמת הטעינה, אך הקשר משתנה עם הטמפרטורה, העומס, גיל הסוללה. BMS טוב משתמש באלגוריתמים מורכבים המביאים את כל זה בחשבון. זו הסיבה שאחוזי הסוללה של הטלפון לפעמים קופצים או יורדים באופן בלתי צפוי-האומדן מכויל מחדש.

איזון התא חשוב בחבילות מרובות-תאים. לתאים בודדים יש בהכרח הבדלי קיבולת קלים. במהלך הטעינה, BMS עשוי להעביר זרם סביב תאים מלאים יותר כדי לאפשר לחלשים יותר להתעדכן. איזון פסיבי מפזר אנרגיה כחום. איזון אקטיבי מעביר אנרגיה בין תאים, יעיל יותר אך יקר יותר.

ניהול טמפרטורה-ה-BMS מנטר את טמפרטורת התא ויכול להפחית את קצבי הטעינה/הפריקה אם דברים מתחממים מדי. לרכבי EV יש ניהול תרמי מתוחכם עם קירור נוזלי. כלים חשמליים מסתמכים רק על ניתוקים תרמיים.

פרוטוקולי תקשורת-שבבי BMS מדברים למכשירים מארח באמצעות I2C, SMBus, CAN bus או פרוטוקולים קנייניים. זה מאפשר למכשירים להציג מידע סוללה מדויק ולמטב את הביצועים.

יישומים תעשייתיים משלבים ניטור סוללות במערכות רחבות יותר. מחסן עשוי לעקוב אחר כל סוללות המלגזה באופן מרכזי, לתזמן טעינה ולסמן סוללות הזקוקות להחלפה. תחזוקה חזויה המבוססת על נתוני BMS.

סוללות-מצב מוצק הן הגביע הקדוש. החלף אלקטרוליט נוזלי בחומר קרמי או פולימרי מוצק. בטוח יותר תיאורטית-ללא נוזל דליק. אפשרית צפיפות אנרגיה גבוהה יותר. טויוטה טוענת שיהיו להם סוללות-מצב מוצק בכלי רכב עד 2027-2028. QuantumScape, Solid Power, אחרים מפתחים את הטכנולוגיה. אבל ייצור בקנה מידה נותר בלתי פתור.

סוללות נתרן-יון המשתמשות במלח במקום ליתיום-חומרי גלם זולים יותר, עלות פוטנציאלית נמוכה יותר. CATL הכריזה על סוללות נתרן- מסחריות בשנת 2021. צפיפות אנרגיה נמוכה מיון ליתיום, אבל זה מקובל לאחסון נייח. Northvolt בונה ייצור נתרן- באירופה.

ליתיום-תאורטית מציעה צפיפות אנרגיה גבוהה בהרבה-עד 500 וואט/ק"ג לעומת 250 וואט/ק"ג עבור יון ליתיום נוכחי. אבל חיי המחזור היו נוראים, בדרך כלל מתדרדרים לאחר 50-100 מחזורים. המחקר נמשך.

לסוללות ליתיום-אוויר (ליתיום-חמצן) יש מגבלות תיאורטיות גבוהות עוד יותר-על פוטנציאל 1,000 וואט/ק"ג. אבל הם עדיין קוריוזים במעבדה עם אתגרים מעשיים ענקיים.

What Has Lithium Ion Batteries

במשך 5-10 השנים הבאות, יון ליתיום קונבנציונלי ישלוט. שיפורים מצטברים ממשיכים להגיע - חומרים קתודיים טובים יותר, אנודות סיליקון מחליפות את הגרפיט (הגברת הקיבולת 20-40%), שיפורים בתהליך הייצור שמפחיתים עלויות.

עלויות הסוללה ירדו בכ-90% משנת 2010 ל-2023, מכ-1,100 דולר לקוט"ש ל-130 דולר לקוט"ש עבור סוללות EV. מגמה זו נמשכת, אולי תגיע ל-80-100 דולר לקוט"ש עד 2030. במחירים אלו, רכבי החשמל מגיעים לשוויון עלות עם רכבי גז ללא סובסידיות.

הפחתת קובלט היא מוקד מרכזי. לכריית קובלט יש דאגות של זכויות אדם וסיכונים בשרשרת האספקה. סוללות NMC מודרניות משתמשות בפחות קובלט מתכשירים ישנים יותר (ב-NMC 811 יש 80% ניקל, 10% מנגן, 10% קובלט לעומת יחסים קודמים של 1:1:1). סוללות LFP אינן מכילות קובלט כלל.

אנודות סיליקון ממוסחרות כעת. Sila Nanotechnologies מספקת חומרי אנודה מסיליקון ליצרנים רבים. Panasonic הכריזה על סוללות אנודה סיליקון לייצור. טסלה כבר משתמשת בסיליקון בתאים שלהם. זה מגביר את הקיבולת ב-10-20% מבלי לשנות שום דבר אחר בסוללה.

לשאלה "מה יש לסוללות ליתיום יון" תהיה תשובה ארוכה עוד יותר בעוד חמש שנים. קטגוריות נוספות של מוצרים שהולכים לחשמל. יישומים נוספים שבהם ליתיום יון מחליף טכנולוגיות ישנות יותר. הטכנולוגיה התבגרה במהירות אבל היא עדיין משתפרת.

חשוב יותר להבין אילו מכשירים משתמשים בסוללות ליתיום, ככל שאנו צוברים יותר מהן. לרוב משקי הבית יש כיום 20-50 מכשירים נטענים. לדעת מה יש לך, איך לתחזק אותו ומתי להחליף אותו גורם להשקעות הללו להחזיק מעמד זמן רב יותר ולביצוע טוב יותר.