Alimentatore per l'accumulo di energia

introduzione al prodotto

L'alimentatore con accumulo di energia è la forma commerciale predominante di batteria ricaricabile, ampiamente utilizzata nell'elettronica portatile e nei trasporti elettrificati. Durante un ciclo di scarica, gli atomi di litio nell'anodo vengono ionizzati e separati dai loro elettroni. Gli ioni di litio si spostano dall'anodo e attraversano l'elettrolita fino a raggiungere il catodo, dove si ricombinano con i loro elettroni e si neutralizzano elettricamente. Gli ioni di litio sono abbastanza piccoli da potersi muovere attraverso un separatore micropermeabile tra l'anodo e il catodo. In parte a causa del piccolo peso atomico e del raggio ridotto del litio (terzo solo dopo l'idrogeno e l'elio), le batterie agli ioni di litio sono in grado di avere una tensione molto elevata e un accumulo di carica per unità di massa e unità di volume.

L'alimentatore per l'accumulo di energia può utilizzare diversi materiali come elettrodi. La combinazione più comune è quella di ossido di litio cobalto (catodo) e grafite (anodo), utilizzata nei dispositivi elettronici portatili commerciali come telefoni cellulari e laptop. Altri materiali catodici comuni includono l'ossido di litio e manganese (utilizzato nelle automobili ibride elettriche ed elettriche) e il fosfato di litio e ferro. Le batterie agli ioni di litio utilizzano tipicamente l'etere (una classe di composti organici) come elettrolita. Gli ioni di litio vengono immagazzinati all'interno degli anodi di grafite attraverso un meccanismo noto come intercalazione, in cui gli ioni vengono fisicamente inseriti tra gli strati 2D di grafene che compongono la grafite sfusa. La dimensione degli ioni rispetto al reticolo di carbonio stratificato significa che gli anodi di grafite non vengono deformati fisicamente dalla carica o dalla scarica, e la forza dei legami carbonio-carbonio rispetto alle deboli interazioni tra gli ioni Li e la carica elettrica dell'anodo rende la reazione di inserzione è altamente reversibile.

Quali sono alcuni vantaggi delle batterie per l’accumulo di energia?

Rispetto ad altre tecnologie di batterie ricaricabili di alta qualità (nichel-cadmio, nichel-metallo idruro o piombo-acido), le batterie agli ioni di litio presentano numerosi vantaggi. Hanno una densità di energia tra le più elevate rispetto a qualsiasi altra tecnologia di batterie commerciale, avvicinandosi ai 300 wattora per chilogrammo (Wh/kg) rispetto ai circa 75 Wh/kg delle tecnologie alternative. Inoltre, le celle agli ioni di litio possono fornire fino a 3,6 volt, 1,5-3 volte la tensione delle alternative, il che le rende adatte per applicazioni ad alta potenza come i trasporti. Le batterie agli ioni di litio richiedono una manutenzione relativamente bassa e non richiedono cicli programmati per mantenere la durata della batteria. Le batterie agli ioni di litio non hanno effetto memoria, un processo dannoso in cui cicli ripetuti di scarica/carica parziale possono far sì che la batteria "ricordi" una capacità inferiore. Le batterie agli ioni di litio hanno inoltre un basso tasso di autoscarica pari a circa l'1,5-2% al mese e non contengono piombo o cadmio tossici. Le elevate densità di energia e la lunga durata hanno reso le batterie agli ioni di litio leader di mercato nei dispositivi elettronici portatili e nei trasporti elettrificati. In termini di decarbonizzazione del consumo energetico della nostra economia, la tecnologia agli ioni di litio ha il suo maggior potenziale nei veicoli elettrici e nell’aviazione elettrificata.

Parametro tecnico

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