Рециклиране: Защо батериите отказват?

Вероятно знаете това от дома - батериите и акумулаторните батерии трябва да се презареждат или сменят редовно, защото функционират само за определен период от време. Подобно на батерията на вашия мобилен телефон, батериите на електрическите автомобили с времето стават все по-слаби, докато накрая трябва да бъдат заменени. Защо е така и какво се случва с батериите, когато вече не могат да се използват? Гений ти го обяснява.

Има много различни батерии и акумулатори и всички те са там, за да захранват устройства с електрическа енергия и да ги правят функционални. Но каква е разликата между батериите и акумулаторите? Съвсем просто: батерията, за разлика от акумулатора, не може да се зарежда. Знаете това например от вашия будилник или калкулатор. След като батерията се изпразни, ще трябва да я изхвърлите. Батерията на мобилния телефон или батерията на цифров фотоапарат, от друга страна, може да се презарежда отново и отново. Това е практически акумулаторна батерия. Но дори това не трае вечно: с течение на времето трябва да го зареждате все по-често, докато накрая стане твърде слаб за устройството. След това батерията също трябва да бъде изхвърлена - или?

Батерията е акумулаторна батерия.

Природосъобразен

Във всеки случай едно е сигурно: Тъй като не е необходимо да изхвърляте батериите веднага, но винаги можете да ги презаредите, те са малко по-екологични от батериите. Те просто не произвеждат толкова много боклуци. Но дори и при батериите има предимства и недостатъци. За да обясним това, нека направим малка екскурзия по химия.

Има никел-кадмиеви батерии, никел-метални хидридни батерии, литиево-йонни батерии и литиево-йонни полимерни батерии. Това звучи много сложно, но тези видове могат бързо да бъдат разделени на две различни групи. Двата варианта на батерии с никел се разреждат много бързо.Това означава, че ако ги заредите и просто ги оставите неизползвани, следващия път, когато ги използвате, батерията вече ще бъде частично празна. Литиево-йонните батерии също се разреждат, но не толкова бързо. Друго предимство тук е, че батериите са също толкова големи, колкото никеловите батерии и все още могат да съхраняват повече енергия. Имат и по-дълъг живот. Това са няколко от причините литиево-йонните батерии да се използват широко. Такива батерии можете да намерите например в мобилни телефони и лаптопи, но батерията в електрическо превозно средство работи и като литиево-йонна батерия.

Ще намерите литиево-йонни батерии, особено в преносими устройства и електрически автомобили. - Изображение: Daimler AG

Стареене чрез окисляване

Литиево-йонната батерия се състои от много клетки, които от своя страна се състоят от положителен и отрицателен електрод. По време на процеса на зареждане йоните мигрират от положителния към отрицателния електрод и се съхраняват там. Обратното е с изхвърлянето. С течение на времето обаче двата електрода в клетката се окисляват. Това означава, че те отдават електрони. Последицата от това е, че те вече не могат да съхраняват литиеви йони. Зареждането и разреждането на батерията работи все по-малко.

Вероятно сега се питате: Защо електродите в клетките изобщо се окисляват? Това зависи главно от температурата и нивото на зареждане на батерията. Например, ако батерията се съхранява в много топла среда и освен това е напълно заредена, тя ще остарее много бързо.

Система за съхранение на електричество от стари батерии в електрически автомобили - Изображение: Daimler AG

Вторият живот на акумулатора на електрическата кола

Литиево-йонните батерии в електрическите автомобили на Daimler AG имат експлоатационен живот около десет години. След това трябва да ги замените, защото обхватът на автомобилите вече не е достатъчен. Така че наистина ли електрическите автомобили са толкова екологични, ако батериите им трябва да се изхвърлят на всеки десет години?

Daimler AG би желал тогава жизненият цикъл на такава батерия да не свършва. Ето защо производителят на автомобили комбинира батериите на 1000 интелигентни електрически автомобила, за да образува голям блок за съхранение на енергия. Подобно на стационарно устройство за съхранение на енергия, то трябва например да съхранява слънчева или вятърна енергия и след това да я направи достъпна, когато тази енергия е необходима.

Батериите на електрическите автомобили няма да се използват само още десет години, доставчиците на енергия могат да решат и друг голям проблем. В момента електричеството ни идва от вредни за околната среда електроцентрали. Ето защо дългосрочната цел е да се премине към възобновяеми енергии, т.е.енергия от вятърни турбини или енергия от слънчеви клетки. Но не можете да разчитате на тази енергия, защото слънцето не винаги грее там, където хората имат нужда от електричество, а и вятърът не винаги духа там. Следователно трябва да има така наречените първични резерви. Това са енергийни запаси, които могат да се използват незабавно при липса на електричество. Система за съхранение на енергия, съставена от голям брой стари електрически батерии, може да съхранява излишната енергия от слънцето и вятъра и може да се използва в такива случаи.

Ето как Daimler AG представя жизнения цикъл на батериите в електрическите автомобили. - Изображение: Daimler AG

Системата за съхранение на електроенергия на Daimler AG трябва да влезе в експлоатация при германските доставчици на енергия тази година и да функционира напълно автоматично. След десет години батериите вече не са подходящи и за това. След това те ще бъдат рециклирани и използвани за изграждане на нови батерии за електрически автомобили.