Introducere

Primele baterii pe baza de litiu sub diferite forme au apărut prin anii 1970, iar cercetările si inovațiile din anii 80 si 90 au condus la apariția celulelor pe care le utilizam si in prezent. Continuarea cercetărilor asupra bateriilor cu litiu au dus îmbunătățirea performantelor celulelor, de exemplu, scăderea timpului de reîncărcare sau creșterea capacitații de înmagazinare a energiei păstrând aceleași dimensiuni. Mai exista si alte tipuri de celule care, deocamdată, sunt strict experimentale, sunt destinate pentru utilizări specifice, si nu sunt comercializate către utilizatorul obișnuit. Informațiile din cele ce urmează fac referire dor la tipurile de baterii cu litiu care sunt disponibile si comercializate astăzi.

Utilizarea bateriilor cu litiu

In prezent, bateriile cu litiu sunt folosite din ce in ce mai mult in aproape toate domeniile. Le întâlnim aproape peste tot, de la banalele lanterne pana la vehicule electrice complexe. Datorita greutății reduse si a densității mare de energie, bateriile cu litiu sunt perfecte pentru o gama foarte largă de aplicații.

In trecut, bateriile cu litiu erau folosite in cea mai mare parte de către producătorii de echipamente pentru a fi utilizate in produsele de larg consum. Aceștia au contribuit prin echiparea produselor lor la dezvoltarea si construirea de baterii cu litiu potrivite nevoilor consumatorului si pentru produse specifice. Daca utilizator si-ar fi dorit o baterie de o dimensiune sau forma mai speciala, care nu exista, nu ar fi găsit, si nici nu ar fi avut posibilitatea sa o construiască. Astăzi exista multe tipuri de baterii si celule cu litiu de diverse forme si capacități diferite, care sunt ușor de găsit, disponibile direct utilizatorilor pentru a fi folosite in, cum, unde își doresc.

Dea lungul timpului am construit baterii cu litiu pentru biciclete electrice, trotinete, scule de mana, echipamente medicale... pentru ca bateriile respective nu erau ușor accesibile si disponibile pe piață sau nu se găseau deloc, dar si din cauza prețului de mare al acestora. In general mi se cer baterii de dimensiuni si caracteristici mai mari decât cele existente sau cele originale, dar, in multe cazuri acestea nu exista, sau au un preț foarte mare. Singura opțiune era sa le construiesc. Acest lucru m-a obligat sa studiez aceste baterii si sa ajung sa am posibilitatea de a construi baterii de aproape orice tensiune, capacitate si cel mai important, aproape orice dimensiune si forma.

Bateriile cu litiu nu sunt destinate pentru a fi utilizate doar intr-un anumit domeniu exista mii de aplicații pentru ele.

Intr-o lume in care dispozitivele portabile au devenit parte din viața de zi cu zi devenind din ce in ce mai des întâlnite, bateriile pentru acestea nu sunt întotdeauna ieftine sau ușor de găsit, poate fi mai ieftin (si mai distractiv) sa-ti construiești singur bateria. Mai exista si oamenii pasionați care transforma tot felul de vehicule si echipamente in vehicule electrice si au nevoie de baterii pentru a face acest lucru. Cu excepția cazului in care doriți sa cumpărați baterii scumpe, construite special pentru echipamentul dvs., dar si atunci va trebui sa știți sa asamblați un pachet de baterii din celule cu litiu.

La fel ca si dispozitivele portabile, bateriile de stocare a energiei pentru consumul casnic devin tot mai populare. O baterie cu litiu construita si dimensionata corect poate asigura necesarul de energie pentru o casa pentru o perioada de timp. De asemenea, sunt excelente pentru stocarea energiei produsa de panouri solare sau turbine eoliene. Bateriile pentru casa, produse OEM sunt excelente, dar se poate construi propriul sistem personalizat in funcție de necesarul de energie si adaptat nevoilor dumneavoastră. Tot ce aveți nevoie este know-how-ul despre construcția si utilizarea bateriilor, .

Dronele, echipamentele portabile, baterii de rezerva, jucării, robotica, scule de mana, echipamente medicale si multe alte aplicații pot utiliza baterii cu litiu personalizate. In cele ce urmează va voi învăța cum sa va proiectați si sa construiți baterii cu litiu. La final, veți dobândi cunoștințele necesare pentru a va construi singuri orice tip de baterie de care aveți nevoie!

Cum funcționează celulele bateriilor cu litiu?

In ciuda anilor de cercetare si dezvoltare, procesele electrice si chimice după care funcționează bateriile din celule cu litiu sunt destul de simple. Bateriile litiu-ion sunt de departe cele mai răspândite baterii. Din ce sunt alcătuite si cum funcționează o celula litiu-ion?

Ca si alte tipuri si chimii de baterii o celula litiu-ion este compusa din aceleași patru elemente principale:

-        Catod (sau terminal pozitiv)

-        Anod (sau terminal negativ)

-        Electrolit

-        Separator

Fig. 1: Interiorul unei celule litiu-ion

Materialele din care este construit catodul variază in funcție de tipul de celule, dar are la baza întotdeauna litiu amestecat cu alte materiale. Anodul este aproape întotdeauna din  grafit sau cărbune dar uneori include si alte elemente. Electrolitul este in general un compus organic care conține săruri de litiu pentru a permite transferul ionilor. Separatorul este un material izolant, poros care permite ionilor de litiu sa treacă prin el, dar in același timp izolează anodul de catodul in interiorul celulelor.

Când celula este descărcată, ionii de litiu se deplasează de la anod la catod trecând prin electrolit si separator. Acest lucru descarcă electroni pe partea anodului, furnizând energie care alimentează, dispozitivul conectat. Acest proces este demonstrat mai jos in Fig. 2. La încărcarea celulelor, acest proces se inversează si ionii de litiu trec înapoi de la catod la anod, proces invers celui prezentat in Fig2. De fapt modalitatea de a retine si furniza energie a bateriilor este printr-o reacție chimica reversibila.

Fig. 2: Procesul de descărcare

Principiul de funcționare este același pentru toate tipurile de baterii reîncărcabile. Diferențele majore sunt in forma celulelor, dimensiuni, greutate, chimia din care sunt construite.

cum sa ti construiesti singur o baterie din celule li-ion