סוללות ישנות יותר עבדו בכך בכל מחזור, וזה הגביל גם את אורך החיים וגם את הבטיחות. סוללת ליתיום־יון עובדת אחרת: היונים רק נעים בין שני חומרים. מה זה פתח?
בסוללת ליתיום־יון בצד אחד לחומר שמקבל אותם בצד השני. בזמן פריקה ומספקים אנרגיה, בעוד יוני הליתיום נעים בתוך הסוללה. התכנון הזה מאפשר ולמחזורי טעינה רבים. הוא שונה מסוללה שבה ליתיום מתכתי מתפרק ונבנה מחדש בכל מחזור.
בסוללת ליתיום־יון שני הצדדים בנויים כמבנים שמארחים יונים בין שכבותיהם, והיון נכנס ויוצא כמו ספר ממדף. מפני שהמבנה נשאר שלם, אפשר לחזור על המחזור מאות פעמים.
בזמן פריקה היונים נעים בתוך התא, והאלקטרונים נאלצים לעקוף דרך המעגל החיצוני. שם הם מספקים את האנרגיה, וזה העיקרון של כל סוללה: אילו שניהם עברו באותו מסלול, הייתה נוצרת קצר.
הגישה שקדמה לה השתמשה בליתיום מתכתי שנמס ונבנה מחדש בכל מחזור. היא אגרה יותר אנרגיה ונכשלה בבטיחות, מפני שהמתכת נבנתה בצורה לא אחידה והצמיחה מחטים שחוררו את המפריד.
מה שהכריע הוא שני מספרים: אנרגיה לקילוגרם ומספר מחזורי הטעינה. בלי הראשון אין טלפון בכיס, ובלי השני אין רכב חשמלי. אלה גם גבולות הטכנולוגיה היום, לצד חומרי גלם, בטיחות ומיחזור.
wat. היתרון של ליתיום־יון הוא תנועה הפיכה של יונים, לא ליתיום מתכתי שנשרף ונבנה מחדש.
wat wat
הטכנולוגיה אפשרה טלפונים ומחשבים ניידים, והיא תשתית מרכזית לרכב חשמלי ולאגירת חשמל.
איך יודעים?
הכימיה פותחה דרך סדרת ניסויים בחומרים לאלקטרודות, מדידות מתח ויכולת טעינה חוזרת, ובדיקות של יציבות לאורך מחזורים. פרס נובל סיכם את התרומות שהובילו לסוללה המסחרית.
מה עדיין לא יודעים?
לסוללות יש מגבלות של חומרי גלם, בטיחות, קיבולת, הזדקנות ומיחזור.
למדתם משהו?
מכאן ממשיכים
מה עוצר תאים סולריים חדשים מלהחליף את הסיליקון?אנרגיה
למה כור גרעיני שכבר כובה עדיין חייב קירור?אנרגיה
הים סופג את הפחמן שאנחנו פולטים. מה זה עושה לקונכייה של צדפה?כימיה