Mar 27, 2020 Seitenansicht:478
Die Chemie der medizinischen Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen) spiegelt die heutige und in naher Zukunft bevorzugte Technologie für medizinische Zwecke wider. Medizinische Nickel-Metallhydrid (NiMH) -Batterien wurden von medizinischen Li-Ionen-Batterien aufgrund ihrer höheren grundlegenden Energie- und Leistungsdichteeigenschaften überholt. Das Verhältnis zwischen Stromversorgung und spezifischer Energiedichte ist für medizinische Zwecke sehr wichtig.
Die spezifische Leistungsdichte im Vergleich zu einer ähnlichen Energiedichte für die verschiedenen medizinischen Batterien variiert stark. Die Tatsache, dass sich medizinische Li-Ion-Batterien auf der rechten Seite der Optionsgrenze befinden, zeigt, warum sie Gegenstand der Herstellung von Batterien für medizinische geräte waren.
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über medizinische lithium-ionen-batterien und ihre Anwendungen.
Werden Lithium-Ionen-Batterien billiger?
Lithium-Ionen-Batterien sind ein wesentlicher Bestandteil von Elektroautos sowie für medizinische Zwecke, was wiederum zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen aus dem Straßenverkehr und der Umwelt beitragen kann. Batterien werden häufig zur Energiespeicherung verwendet, einschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind, wenn dies nicht unmittelbar erforderlich ist. Die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien haben bis vor kurzem ihre groß angelegte Implementierung für stationäre Energiespeicher behindert. In den letzten fünf Jahren sind jedoch erhebliche Kostensenkungen eingetreten, die die Hoffnungen auf eine mögliche signifikante Expansion des Sektors erhöhen.
Der vorliegende Bericht legt nahe, dass bei anhaltend starkem Nachfragewachstum ein Preisrückgang von mindestens 50 Prozent im Jahr 2030 und bis zu 75 Prozent im Jahr 2040 möglich ist. Aufgrund von Spill-Over-Effekten wird erwartet, dass Batterieanwendungen zur Energiespeicherung auch von dramatischen Kostensenkungen profitieren, wenn auch viel langsamer, und letztendlich werden die Lithium-Ionen-Batterien mit der Zeit in der Zukunft billiger.
Die weltweite Produktionskapazität, die zur Befriedigung der erwarteten Nachfrage benötigt wird, ist enorm. Zwischen 2030 und 2040 müssen jedes Jahr weltweit zwischen einer und acht Gigafabriken (35 GWh) für die Herstellung von Batteriezellen installiert werden, damit wir den weltweiten Bedarf an Lithium-Ionen-Batterien und damit den Preis von bestimmen können Batterien werden kleiner.
Gibt es eine bessere medizinische Batterie als Lithium-Ionen?
Lithium-Ionen-Batterien sind so teuer, dass es andere Batterien gibt, die anstelle von medizinischen Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden können.
IBMs Batterie
IBM-Batterien werden auf Wasserbasis betrieben und sind im medizinischen Bereich besser als Lithium-Ionen-Batterien. IBM Research behauptet, dass eine neue Batteriechemie entdeckt wurde, die frei von Schwermetallen wie Nickel und Kobalt ist und möglicherweise die Leistung von Lithium-Ionen übertrifft. Laut IBM Work wurde diese Chemie noch nie in einer Batterie in Kombination verwendet und die Komponenten können aus Meerwasser gewonnen werden.
Der Wirkungsgrad des Akkus ist gut. IBM Research gibt an, dass er Lithium-Ionen auf vielfältige Weise übertreffen kann. Er ist einfacher herzustellen und kostengünstig, sodass jeder ihn problemlos kaufen und verwenden kann. Er kann schneller als Lithium-Ionen aufgeladen werden und es kann sowohl höhere Leistungs- als auch Energiedichten tragen. Oft ist dies bei einer elektromagnetischen Batterie mit geringer Entflammbarkeit möglich.
Darüber hinaus weist IBM Research darauf hin, dass diese Vorteile die neue Batterietechnologie ideal für Elektrofahrzeuge und medizinische Zwecke machen würden, um sie in medizinischen Geräten und / oder Geräten zu verwenden, um diese Technologie unter anderem in eine brauchbare kommerzielle Batterie umzuwandeln.
Batterien aus Goldnanodraht
An der University of California haben brillante Köpfe über Irvine Nanodrahtbatterien zerbrochen, die viel Aufladung aushalten können. Laut der Forschung wurde festgestellt, dass die zukünftigen Batterien, die nicht sterben, Gold-Nanodraht-Batterien sind, da sie Nanopartikel enthalten.
Diese goldene Nanodrahtbatterie ist tausendmal dünner als ein menschliches Haar. Nanodrähte bieten ein großes Potenzial für zukünftige Batterien. Aber beim Aufladen brachen sie immer noch zusammen. Um dies zu verhindern, werden in dieser Arbeit Nanodrähte aus Gold in einem Gelelektrolyten verwendet. Solche Batterien wurden Berichten zufolge mehr als 200.000 Mal in drei Monaten aufgeladen und zeigten überhaupt keine Verschlechterung. Deshalb kann es im medizinischen Bereich viel besser sein als Lithium-Ionen-Batterien.
Warum ist ein medizinischer lithium-ionen-akku teuer?
Lithium selbst ist nicht sehr teuer, aber die anderen Komponenten, die in der Lithium-Ionen-Batterie verwendet werden, machen es teuer. Das Detail ist unten angegeben;
Kobalts Kosten
Kobalt wird als negative Elektrode (Kathode) in Lithiumionenbatterien verwendet und bildet volumenmäßig einen viel größeren Teil der Last. Dies sind die hohen Kosten des Metalls, das Li-Ionen viel teurer als Lithium selbst antreibt und viel stärker als Lithium wird.
Dies liegt daran, dass das Metall zu einem großen Teil als Nebenprodukt anderer Metallabbauvorgänge gewonnen wird. Trotzdem gibt es eine kleine Anzahl von Minen, die das Metall sicher und effizient produzieren. Das bringt Lieferungen weltweit in eine ziemlich riskante Position. Grundsätzlich ist Kobalt um Tausende von Dollar teurer als Lithium.
Wenn die Verwendung von Lithiumbatterien ständig zunimmt, sollten Sie besser davon ausgehen, dass der Unterschied viel größer wird.
Die Performance von Kobalt, dem am wenigsten diskutierten Metall aller Zeiten, könnte den Anlegern frühzeitig Renditen bringen, die mit denen von Lithium verglichen werden können. Der Anstieg der Lithiumpreise ist jedoch nicht unbedingt das, was Lithiumbatterien so teuer macht. Das Titelmetall macht weniger als 5 Volumenprozent eines typischen lithium-ionen-akkus aus. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Lithiumbatteriedesigns, das es von anderen unterscheidet.
Laut Untersuchungen der Carnegie Mellon University würde der Preis für die Batterieproduktion sogar um rund 3% fallen, selbst wenn Lithium heute vollständig frei wäre. Darüber hinaus ist Lithium keine Seltenheit. Um genug zu haben, um die schnell steigende Nachfrage zu befriedigen, müssen neue Projekte in Argentinien, Bolivien und Australien in Bezug auf Batterien auf den Weg gebracht werden.
Es wird sicher ein paar Jahre dauern, weshalb wir heute noch mit der Lithiumbatterie fahren. Aber irgendwann muss sich der Markt abflachen, und alle Lithiuminvestoren sollten irgendwann darauf vorbereitet sein.
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