Die hoeksteen van nuwe energie: Lees die ontwikkeling en beginsel van litiumbatterye
Litiumbatterye is 'n algemene tipe herlaaibare battery waarvan die elektrochemiese reaksie gebaseer is op die migrasie van litiumione tussen die positiewe en negatiewe elektrodes. Litiumbatterye het die voordele van hoë energiedigtheid, lang lewensduur en lae selfontladingstempo, daarom word hulle wyd gebruik in verskeie elektroniese toestelle en elektriese voertuie.
Die werkbeginsel van litiumbatterye is gebaseer op die migrasie van litiumione tussen die positiewe en negatiewe elektrodes. Tydens die laaiproses word litiumione vrygestel van die positiewe materiaal (gewoonlik 'n oksied soos litiumkobaltaat), beweeg deur die elektroliet en word dan in die negatiewe materiaal (gewoonlik 'n koolstofmateriaal) geplaas. Tydens die ontladingsproses word litiumione van die negatiewe materiaal geskei en beweeg deur die elektroliet na die positiewe materiaal, wat stroom en elektriese energie opwek, wat die eksterne toerusting aandryf om te werk.
Die werkbeginsel van litiumbatterye kan in die volgende stappe vereenvoudig word:
1. Tydens die laaiproses sal die negatiewe elektrode van die litiumbattery eksterne elektrone absorbeer. Om elektries neutraal te bly, sal die positiewe elektrode gedwing word om elektrone na buite vry te stel, en die litiumione wat elektrone verloor het, sal na die negatiewe elektrode aangetrek word en deur die elektroliet na die negatiewe elektrode beweeg. Op hierdie manier vul die negatiewe elektrode elektrone aan en stoor litiumione.
2. Wanneer dit ontlaai word, keer die elektrone terug na die positiewe elektrode deur die eksterne stroombaan, en die litiumione word ook van die negatiewe elektrodemateriaal verwyder, wat die gestoorde elektriese energie in die proses vrystel en deur die elektroliet terugbeweeg na die positiewe elektrode, en die elektrone word gekombineer om aan die reduksiereaksie deel te neem om die struktuur van die litiumverbinding te herstel.
3. In die proses van laai en ontlaai is dit in werklikheid die proses van litiumione wat elektrone jaag, waartydens die berging en vrystelling van elektriese energie bewerkstellig word.
Die ontwikkeling van litiumbatterye het deur verskeie stadiums gegaan. In die vroeë 1970's is litiummetaalbatterye vir die eerste keer bekendgestel, maar as gevolg van die hoë aktiwiteit en veiligheidskwessies van litiummetaal, was hul toepassingsgebied beperk. Daarna het litiumioonbatterye die hoofstroomtegnologie geword, wat nie-metaal litiumverbindings as positiewe elektrodemateriaal gebruik om die veiligheidsprobleem van litiummetaalbatterye op te los. In die 1990's het litiumpolimeerbatterye verskyn, wat polimeergels as elektroliete gebruik, wat die veiligheid en energiedigtheid van batterye verbeter het. In onlangse jare het nuwe litiumbatterytegnologieë soos litium-swaelbatterye en vastetoestand-litiumbatterye ook ontwikkel.
Tans is litiumioonbatterye steeds die mees gebruikte en mees volwasse batterytegnologie. Dit het 'n hoë energiedigtheid, lang sikluslewe en lae selfontladingstempo, en word wyd gebruik in selfone, skootrekenaars, elektriese voertuie en ander velde. Daarbenewens word litiumpolimeerbatterye ook wyd gebruik in velde soos dun en ligte toestelle en draadlose oorfone, as gevolg van hul hoë energiedigtheid en dun ontwerpkenmerke.
China het merkwaardige vordering gemaak op die gebied van litiumbatterye. China is een van die wêreld se grootste produsente en verbruikers van litiumbatterye. China se litiumbatterybedryfsketting is volledig, van grondstofverkryging tot batteryvervaardiging het 'n sekere skaal en tegniese sterkte. China se litiumbatterymaatskappye het belangrike vordering gemaak in tegnologiese navorsing en ontwikkeling, produksiekapasiteit en markaandeel. Daarbenewens het die Chinese regering ook 'n reeks ondersteuningsbeleide ingestel om die ontwikkeling en innovasie van die litiumbatterybedryf aan te moedig. Litiumbatterye het 'n belangrike energieoplossing geword in gebiede soos elektroniese toestelle en elektriese voertuie.