La pedra angular de la nova energia: llegiu el desenvolupament i el principi de les bateries de liti
Les bateries de liti són un tipus comú de bateria recarregable la reacció electroquímica de la qual es basa en la migració d'ions de liti entre els elèctrodes positiu i negatiu. Les bateries de liti tenen els avantatges d'una alta densitat d'energia, una llarga vida útil i una baixa taxa d'autodescàrrega, per la qual cosa s'utilitzen àmpliament en diversos dispositius electrònics i vehicles elèctrics.
El principi de funcionament de les bateries de liti es basa en la migració d'ions de liti entre els elèctrodes positiu i negatiu. Durant el procés de càrrega, els ions de liti s'alliberen del material positiu (normalment un òxid com el cobaltat de liti), passen a través de l'electròlit i després s'insereixen al material negatiu (normalment un material de carboni). Durant el procés de descàrrega, els ions de liti se separen del material negatiu i es mouen a través de l'electròlit fins al material positiu, generant corrent i energia elèctrica, que impulsa l'equip extern a funcionar.
El principi de funcionament de les bateries de liti es pot simplificar en els passos següents:
1. Durant el procés de càrrega, l'elèctrode negatiu de la bateria de liti absorbirà electrons externs. Per mantenir-se elèctricament neutre, l'elèctrode positiu es veurà obligat a alliberar electrons a l'exterior, i els ions de liti que han perdut electrons seran atrets per l'elèctrode negatiu i es mouran a través de l'electròlit fins a l'elèctrode negatiu. D'aquesta manera, l'elèctrode negatiu reposa electrons i emmagatzema ions de liti.
2. Quan es descarrega, els electrons tornen a l'elèctrode positiu a través del circuit extern, i els ions de liti també s'eliminen del material de l'elèctrode negatiu, alliberant l'energia elèctrica emmagatzemada en el procés i tornant a l'elèctrode positiu a través de l'electròlit, i els electrons es combinen per participar en la reacció de reducció per restaurar l'estructura del compost de liti.
3. En el procés de càrrega i descàrrega, de fet, és el procés dels ions de liti que persegueixen els electrons, durant el qual s'aconsegueix l'emmagatzematge i l'alliberament d'energia elèctrica.
El desenvolupament de les bateries de liti ha passat per múltiples etapes. A principis dels anys setanta, es van introduir per primera vegada les bateries de liti metàl·lic, però a causa de l'alta activitat i els problemes de seguretat del liti metàl·lic, el seu abast d'aplicació va ser limitat. Posteriorment, les bateries d'ions de liti s'han convertit en la tecnologia principal, que utilitza compostos de liti no metàl·lics com a materials d'elèctrode positiu per resoldre el problema de seguretat de les bateries de liti metàl·lic. A la dècada de 1990, van aparèixer les bateries de polímer de liti, utilitzant gels de polímer com a electròlits, millorant la seguretat i la densitat d'energia de les bateries. En els darrers anys, també s'han desenvolupat noves tecnologies de bateries de liti, com ara les bateries de liti-sofre i les bateries de liti d'estat sòlid.
Actualment, les bateries de liti-ió continuen sent la tecnologia de bateries més utilitzada i madura. Té una alta densitat d'energia, una llarga vida útil i una baixa taxa d'autodescàrrega, i s'utilitza àmpliament en telèfons mòbils, ordinadors portàtils, vehicles elèctrics i altres camps. A més, les bateries de polímer de liti també s'utilitzen àmpliament en camps com ara dispositius prims i lleugers i auriculars sense fil, a causa de la seva alta densitat d'energia i les seves característiques de disseny prim.
La Xina ha fet progressos notables en el camp de les bateries de liti. La Xina és un dels majors productors i consumidors mundials de bateries de liti. La cadena de la indústria de bateries de liti de la Xina és completa, des de l'adquisició de matèries primeres fins a la fabricació de bateries té una certa escala i força tècnica. Les empreses xineses de bateries de liti han fet progressos importants en la investigació i el desenvolupament tecnològic, la capacitat de producció i la quota de mercat. A més, el govern xinès també ha introduït una sèrie de polítiques de suport per fomentar el desenvolupament i la innovació de la indústria de les bateries de liti. Les bateries de liti s'han convertit en una solució energètica important en àrees com els dispositius electrònics i els vehicles elèctrics.