مع زيادة الطلب على الحوسبة المتنقلة والسيارات الكهربائية بالكامل، فإن القيود المفروضة على تكنولوجيا البطارية الحالية تمثل حاجزا. تم اختراعها في 1790s من قبل الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا، وكانت البطارية الكهربائية العمود الفقري للعديد من الأدوات والأجهزة والآلات.

كما أصبحت الأجهزة الاستهلاكية أصغر واستخدامها دون انقطاع قبل إعادة شحن أكثر أهمية، أصبح من المهم بشكل متزايد للبطاريات لتصبح على حد سواء مصغرة وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. ومع ذلك، فقد ثبت أن هذا هو عقبة تكنولوجية، إذا تجاوزت، سوف تكون تنمية هامة ومربحة لاقتصاد التكنولوجيا العالية الغد.

تقنية البطاريات

تعتمد جميع البطاريات الكهربائية على التفاعل الكيميائي الأساسي للتخفيض والأكسدة (الأكسدة) التي يمكن أن تحدث بين مادتين مختلفتين. وتقع هذه التفاعلات في حاوية مغلقة ومغلقة. يتم تقليل الكاثود، أو محطة إيجابية عن طريق الأنود، أو محطة سلبية، حيث يحدث أكسدة. يتم فصل الكاثود والأنود جسديا عن طريق الالكتروليت الذي يسمح للإلكترونات أن تتدفق بسهولة من محطة إلى أخرى. هذا التدفق من الإلكترونات يسبب إمكانية كهربائية، والذي يسمح لتيار كهربائي عند اكتمال الدائرة.

بطاريات المستهلك المستهلكة (المعروفة باسم البطاريات الأساسية)، مثل الخلايا بحجم آ و آا التي تنتجها شركات مثل إنيرجيزر (إنر إنرينجيزر هولدينغز إنك. 83 -0.2٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 )، تعتمد على التكنولوجيا التي لا تفضي إلى التطبيقات الحديثة. واحد، أنها ليست قابلة للشحن. وتستخدم هذه البطاريات ما يسمى بالقلوية كاثود ثاني أكسيد المنغنيز وأنود الزنك، مفصولة بالكهارل البوتاسيوم المخفف. الكهارل يتأكسد الزنك في الأنود في حين يتفاعل ثاني أكسيد المنغنيز في الكاثود مع أيونات الزنك المؤكسد لخلق الكهرباء. تدريجيا، وتراكم ردود الفعل تتراكم في الكهارل وتقلص كمية الزنك اليسار إلى أن تتأكسد. في نهاية المطاف، تموت البطارية. هذه البطاريات عادة ما توفر 1. 5 فولت من الكهرباء ويمكن ترتيبها بطريقة تسلسلية لزيادة هذا المبلغ. على سبيل المثال، بطاريتين آ في سلسلة توفر ثلاثة فولت من الكهرباء.

تعمل البطاريات القابلة لإعادة الشحن (المعروفة باسم البطاريات الثانوية) بالطريقة نفسها، وذلك باستخدام تفاعل أكسدة تقليل بين مادتين، ولكنها تسمح أيضا بتدفق التفاعل في الاتجاه المعاكس. أكثر البطاريات القابلة لإعادة الشحن شيوعا في السوق اليوم هي ليثيوم أيون (ليون)، على الرغم من أن العديد من التقنيات الأخرى قد حاولت أيضا في البحث عن بطارية قابلة لإعادة الشحن قابلة للتطبيق، بما في ذلك هيدريد النيكل والمعادن والنيكل والكادميوم (نيسد).

كانت النيكل هي أول البطاريات القابلة لإعادة الشحن المتاحة تجاريا للاستخدام الشامل للسوق، ولكنها عانت من قدرتها على الحصول على عدد محدود فقط من عمليات إعادة الشحن. نيمه استبدال البطاريات نيسد وكانوا قادرين على أن تكون أكثر اتهاما. ولسوء الحظ، كانت مدة صلاحيتها قصيرة جدا، لذلك إذا لم تستخدم بعد وقت قصير من إنتاجها، فإنها قد تكون غير فعالة. بطاريات ليون حل هذه المشاكل عن طريق المجيء في وعاء صغير، وجود حياة الرف الطويل، والسماح للعديد من التهم. ولكن، بطاريات ليون ليست الأكثر شيوعا في الالكترونيات الاستهلاكية مثل الأجهزة المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. هذه البطاريات هي أكثر تكلفة بكثير من البطاريات القلوية التي لا يمكن التخلص منها ولا تأتي عادة في الأحجام التقليدية من آ، آا، C، D الخ (انظر أيضا: ليثيوم أيون بطارية الأسهم .)

آخر نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن أن معظم الناس على دراية هو السائل بطاريات الرصاص الحمضية، الأكثر شيوعا مثل بطاريات السيارات. هذه البطاريات يمكن أن توفر الكثير من الطاقة (كما هو الحال عند بدء تشغيل السيارة الباردة)، ولكن تحتوي على مواد خطرة، بما في ذلك الرصاص وحمض الكبريتيك، والذي يستخدم كما المنحل بالكهرباء. ويجب التخلص من هذه البطاريات بعناية حتى لا تلوث البيئة أو تسبب ضررا جسديا لمن يتعامل معها.

الهدف من تكنولوجيا البطارية الحالية هو إنشاء بطارية التي يمكن أن تتطابق أو تحسن على أداء بطاريات ليون، ولكن من دون التكلفة الثقيلة المرتبطة إنتاجها. وفي إطار عائلة أيون الليثيوم، تركزت الجهود على إضافة مكونات إضافية لزيادة فعالية البطارية مع خفض السعر. على سبيل المثال، لتر ترتيبات الكوبالت (LiCoO2) موجودة الآن في العديد من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية والمنتجات القابلة للارتداء. L يتم استخدام خلايا الليثيوم المنغنيز (LiMn2O4) الأكثر شيوعا للأدوات الكهربائية، والأدوات الطبية، و توليد الطاقة الكهربائية، مثل تلك الموجودة في السيارات الكهربائية. لماذا تسلا سيارات مكلفة جدا؟ )

حاليا، هناك فرق إجراء البحوث والتطوير لزيادة أداء البطاريات المستندة إلى الليثيوم. ليثيوم الهواء (لي-إير) بطاريات هي تطور جديد مثير التي يمكن أن تسمح سعة تخزين أكبر بكثير - تصل إلى 10 مرات أكثر قدرة من بطارية ليون نموذجية. هذه البطاريات حرفيا "تنفس" الهواء باستخدام الأكسجين الحرة لتأكسد الأنود. وفي حين تبدو هذه التكنولوجيا واعدة، فإن هناك عددا من المشاكل التكنولوجية، بما في ذلك التراكم السريع للمنتجات الثانوية التي تنخفض الأداء ومشكلة "الموت المفاجئ" التي تتوقف فيها البطارية عن العمل دون سابق إنذار.

بطاريات الليثيوم المعدنية هي أيضا تطور مثير للإعجاب، واعدة ما يقرب من أربعة أضعاف كفاءة استخدام الطاقة أكثر من التكنولوجيا الحالية بطارية السيارة الكهربائية. هذا النوع من البطارية هو أيضا أقل تكلفة بكثير لإنتاج، والتي سوف تنخفض تكلفة المنتجات التي تستخدمها. ومع ذلك، فإن مشكلات السالمة تشكل مصدر قلق كبير ألن هذه البطاريات يمكن أن تسخن بشكل مفرط أو تسبب حريقا أو تنفجر في حالة تلفها.ومن التكنولوجيات الجديدة الأخرى التي يجري العمل عليها تشمل الكبريت الليثيوم والسيليكون - الكربون، إلا أن هذه الخلايا لا تزال في المراحل المبكرة من البحث ولا تزال مجدية تجاريا بعد.

الاستثمار في تكنولوجيا البطاريات

إذا كانت تقنية البطارية تنطلق في هذه الاتجاهات الجديدة والمثيرة، فستخفض تكلفة إنتاج الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات الكهربائية مثل تلك التي تنتجها تسلا موتورس (تسلا تسلاتسلا Inc306 05 + 1. 08٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 ). أعلنت تسلا مؤخرا بناء "جيغافاكتوري" ليس فقط لإنتاج المزيد من المركبات ولكن أيضا إنتاج بطاريات ليون الخاصة في المنزل، جنبا إلى جنب مع اليابانية العملاقة الالكترونيات باناسونيك (أدر: يكرفي). من خلال اتخاذ مشكلة إنتاج البطارية في أيديهم، قد تكون قد وجدت تسلا وسيلة رائعة لكسب الاستثمار التعرض لكلا السيارات الكهربائية وبطارية التكنولوجيا. (999)> <> <> 999 <<> <> <> <<> <<> <<> <<> بلك 40. 99٪ 24٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 )، والمملوكة للقطاع الخاص إيسك هي الرائدة في مجال تكنولوجيا البطاريات. بعد هذه الشركات هي باناسونيك،

هيتاشي (أدر: هثي)، توشيبا (أدر: توسبف)، سامسونغ (أدر: سنلف)،(إنس إنسينرسيس Inc68. 00-1. 06٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 ). من هذه الشركات، إنرسيس فقط هو اللعب النقي على البطاريات. وهي حاليا أكبر صانع للبطاريات الصناعية في جميع أنحاء العالم. جميع الشركات الأخرى، في حين الابتكار في الفضاء، وتشارك أيضا في شركات أخرى. وقد تظهر شركات أصغر حجما، وهي شركات لا تلعب حاليا في طليعة القطاع. أروتيش كور (أرتكس أرتكسروتيش Corp. 90 + 1 30٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 ) تطور وتوزع بطاريات الليثيوم والزنك والهواء وتهم الجيش الأمريكي بين عملائها.

بوليبور شركة

• (بو) تنتج بطاريات ليثيوم بوليمر عالية التخصص أساسا للاستخدامات الصناعية والطبية. إنر 1 (أوتكمكتس: هيفق) هي شركة طاقة بديلة لديها مشروع مشترك مع شركة ديلفي للسيارات (دلفي دلبدلفي أوتوموتيف PLC97 26-0. 01٪ كريتد ويث هيستوك 4 2. 6
• ) لإنشاء حلول البطارية للسيارات الكهربائية. هيديل غرافين إندستريز بلك
• (لون: هيد) هي شركة في المملكة المتحدة تستفيد من تكنولوجيا النانو والمواد الجرافين لإنتاج بطاريات من الجرافين. المواد الجرافين المطبقة (أوتكمكتس: أبغمف) تجري أيضا بحوثا لهذه التطبيقات. بالنسبة لأولئك الذين يبحثون عن التعرض غير المباشر، وثلاثة أكبر منتجي خام الليثيوم هي شركة تشيلية سوسيداد كيميكا y مينيرا
• (سوم SQMSoquimich59 83 + 1. 51٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 )،

فمك كورب (فمك فمكفك Corp. 51 + 2.80٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 )، و روكوود (روك). وهناك أيضا إتف الليثيوم الأسهم التي تتداول تحت رمز السهم ليت ليتلب X لث و Battr40. 01 + 1. 21٪ كريتد ويث هيستوك 4. 2. 6 . ( لمزيد من المعلومات، انظر: الاستثمار في ميغاتريند التالي: ليثيوم .) الخلاصة كانت بطاريات الطاقة الكهربائية دائما مهمة في العصر الحديث. ومع ذلك، مع ظهور الحوسبة المتنقلة والسيارات الكهربائية، وأهميتها سوف تستمر فقط في النمو. في الوقت الراهن، على سبيل المثال، حزم طاقة البطارية تمثل أكثر من نصف تكلفة سيارة تسلا. ما هي أفضل طريقة للحصول على التعرض للسيارات الكهربائية عند الاستثمار في قطاع السيارات؟ ) نظرا لأهميتها المتزايدة، فإن البحث في البطاريات الأحدث والأكثر قابلية لإعادة الشحن يكتسب زخما. وقد تثبت بطاريات الليثيوم والليثيوم المعدنية أنها التقدم الذي يهم. وإذا أدت هذه التقنيات إلى نهاية المطاف، فإن الاستثمار في الشركات الكبيرة التي تشارك في إنتاج البطاريات، أو في مصنعي الليثيوم أيون النقي، أو التعرض غير المباشر عن طريق منتجي معدن الليثيوم، يمكن أن يساعد في تعزيز الأداء المستقبلي للمحفظة.