Lithium-ion-akkumulator

En lithium-ion-akkumulator, i daglig tale også kaldet en lithium-akkumulator, et lithium-batteri eller Li-ion, er en bred betegnelse for en række genopladelige batterier, baseret på forskellige teknologier med lithium som fællestræk. Lithium har rødder tilbage til starten af 1900-tallet, men blev først frigivet til kommercielt brugt i 1970’erne. Det genopladelige lithium-batteri blev opfundet i 1980 af John Goodenough og er det man i dag ser i bl.a. bærbare computere og mobiltelefoner.

Grundet sin unge alder, er der stor interesse i at forbedre teknologien, så der findes en række forskellige varianter baseret på lithium, sammensat med fx jernfosfat, kobolt eller grafit, enten enkeltvis eller kombineret. Man bruger typisk lithium-batterier til bærbart udstyr eller hvor plads er begrænset. Lithium har den højeste energitæthed blandt genopladelige batterier, hvilket betyder laveste vægt i forhold til længst mulig driftstid. Blandt de mest populære anvendelser kan nævnes biler og motorcykler, både og færger, værktøj, rengøringsmaskiner, gaffeltrucks, mobiltelefoner og computere. Lithium er særlig godt til disse formål, fordi batterierne tåler at blive sjatladet, som fx sker når rengøringsmedarbejderen tager en kaffepause og sætter gulvvaskeren til at lade imens.

Lithium-batteriets indhold

Som nævnt ovenfor, findes er mange forskellige sammensætninger af lithium-batterier. Elektrolytten findes både i en flydende og en fast variant, ligesom indholdsstofferne varierer alt efter batteritype. Elektroderne består typisk af kulstof og koboltoxid.

Flydende elektrolytter

De flydende elektrolytter består af en væske, der indeholder en lithium-salt i et organisk opløsningsmiddel. Elektrolytten leder ionerne fra den negative til den positive elektrode ved afladning og omvendt ved opladning.

Faste elektrolytter

De faste elektrolytter er oftest opbygget på metaloxider, som gør det muligt at transportere lithium-ioner mellem positive og negative elektroder. En særlig fordel ved de faste elektrolytter er, at der ikke er risiko for lækage, som for de flydende varianter udgør et sikkerhedsproblem.

Opbevaring

Den bedste opbevaring af lithium-akkumulatorer er ved 10 grader og 49% opladet. Hvis batterierne er opbevaret ved højere temperaturer, selvaflader de hurtigere. Lithium tager skade af at blive helt afladet og batterilivstiden bliver halveret ved temperaturer over 35 grader.

Lithium-jernfosfat-akkumulatoren

Lithium-jernfosfat-akkumulator, også kaldet LiFe-akkumulator, LiFePO4 eller LFP, er en variation af genopladelige lithium-batterier, der bruger jernfosfat som katode. LiFe-batterier har fra ny en lavere energitæthed end almindelige lithium-batterier. Efter et års brug er dette dog ofte vendt, da LiFe-batterier taber deres cellekapacitet langsommere end almindelige Li-ion-batterier.

Fordele ved lithiumbatterier

• Høj energitæthed – lille batteri med stor kapacitet
• Tåler sjatladning
• Tåler høje temperaturer
• Kan opbevares længere end fx NiCd-batterier uden at miste spænding
• LiFe klarer 2.000-5.000 opladninger, når batteriet er vedligeholdt og et BMS (Battery Management System) anvendes.

Ulemper ved lithiumbatterier

• Tager skade af fuld afladning
• Prisen er væsentlig højere end for NiCd- og bly-syre-batterier.

Bortskaffelse

Selvom lithium er mere miljøvenligt end mange andre batterityper, skal batterierne stadig indsamles til genanvendelse efter endt brug. Lithium-batterier indeholder bl.a. metallerne kobber, aluminium samt kobolt, som i fremtiden kan risikere at blive en mangelvare. For at undgå miljøbelastning af naturen og forhindre at vi løber tør for metallerne, genvindes så store dele af batterierne som muligt, hvor metallerne smeltes om og bruges i fremtidige produkter. Modsat f.eks. blybatterier, hvor mere end 95% af materialerne genbruges, kan kun en lille del af lithium-batteriet genbruges. Producenter og importører af lithium-batterier kan hjælpe med en miljørigtig bortskaffelse.