Yeni enerjinin təməl daşı: Litium batareyalarının inkişafı və prinsipini oxuyun
Litium batareyaları, elektrokimyəvi reaksiyası litium ionlarının müsbət və mənfi elektrodlar arasında miqrasiyasına əsaslanan geniş yayılmış təkrar doldurulan batareya növüdür. Litium batareyaları yüksək enerji sıxlığı, uzun ömür və aşağı öz-özünə boşalma sürəti kimi üstünlüklərə malikdir, buna görə də onlar müxtəlif elektron cihazlarda və elektrik nəqliyyat vasitələrində geniş istifadə olunur.
Litium batareyalarının iş prinsipi litium ionlarının müsbət və mənfi elektrodlar arasında miqrasiyasına əsaslanır. Doldurma prosesi zamanı litium ionları müsbət materialdan (adətən litium kobaltat kimi oksid) ayrılır, elektrolitdən keçir və sonra mənfi materiala (adətən karbon materialına) daxil edilir. Boşaltma prosesi zamanı litium ionları mənfi materialdan ayrılır və elektrolitdən müsbət materiala keçir, cərəyan və elektrik enerjisi yaradır və bu da xarici avadanlığın işləməsinə səbəb olur.
Lityum batareyaların iş prinsipi aşağıdakı addımlara sadələşdirilə bilər:
1. Şarj prosesi zamanı litium batareyasının mənfi elektrodu xarici elektronları udur. Elektrik baxımından neytral qalmaq üçün müsbət elektrod elektronları xaricə buraxmağa məcbur olacaq və elektron itirmiş litium ionları mənfi elektroda cəlb olunacaq və elektrolitdən keçərək mənfi elektroda doğru hərəkət edəcək. Bu şəkildə mənfi elektrod elektronları bərpa edir və litium ionlarını saxlayır.
2. Boşalma zamanı elektronlar xarici dövrə vasitəsilə müsbət elektroda qayıdır və litium ionları da mənfi elektrod materialından çıxarılır, prosesdə saxlanılan elektrik enerjisini buraxır və elektrolit vasitəsilə müsbət elektroda geri hərəkət edir və elektronlar litium birləşməsinin strukturunu bərpa etmək üçün reduksiya reaksiyasında iştirak etmək üçün birləşdirilir.
3. Şarj və boşalma prosesində, əslində, bu, litium ionlarının elektronları təqib etməsi prosesidir və bu müddət ərzində elektrik enerjisinin saxlanması və sərbəst buraxılması təmin edilir.
Litium batareyalarının inkişafı bir neçə mərhələdən keçib. 1970-ci illərin əvvəllərində ilk dəfə litium metal batareyaları təqdim edildi, lakin litium metalının yüksək aktivliyi və təhlükəsizlik problemləri səbəbindən onların tətbiq dairəsi məhdudlaşdı. Sonradan litium-ion batareyaları litium metal batareyalarının təhlükəsizlik problemini həll etmək üçün qeyri-metal litium birləşmələrini müsbət elektrod materialları kimi istifadə edən əsas texnologiyaya çevrildi. 1990-cı illərdə polimer gellərini elektrolit kimi istifadə edən litium polimer batareyaları meydana çıxdı və batareyaların təhlükəsizliyini və enerji sıxlığını artırdı. Son illərdə litium-kükürd batareyaları və bərk hallı litium batareyaları kimi yeni litium batareya texnologiyaları da inkişaf etməkdədir.
Hazırda litium-ion batareyaları hələ də ən çox istifadə edilən və ən yetkin batareya texnologiyasıdır. Yüksək enerji sıxlığına, uzun dövr ömrünə və aşağı özünüboşalma sürətinə malikdir və mobil telefonlarda, noutbuklarda, elektrikli nəqliyyat vasitələrində və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, litium polimer batareyaları yüksək enerji sıxlığına və nazik dizayn xüsusiyyətlərinə görə nazik və yüngül cihazlar və simsiz qulaqlıqlar kimi sahələrdə də geniş istifadə olunur.
Çin litium batareyaları sahəsində diqqətəlayiq irəliləyişlər əldə edib. Çin dünyanın ən böyük litium batareyaları istehsalçılarından və istehlakçılarından biridir. Çinin litium batareyası sənayesi zənciri, xammal tədarükündən batareya istehsalına qədər müəyyən miqyasda və texniki gücə malikdir. Çinin litium batareyası şirkətləri texnologiya tədqiqatı və inkişafı, istehsal gücü və bazar payı sahəsində mühüm irəliləyişlər əldə ediblər. Bundan əlavə, Çin hökuməti litium batareyası sənayesinin inkişafını və innovasiyasını təşviq etmək üçün bir sıra dəstək siyasətləri də tətbiq edib. Litium batareyaları elektron cihazlar və elektrikli nəqliyyat vasitələri kimi sahələrdə əsas enerji həllinə çevrilib.