La bazŝtono de nova energio: Legu la disvolviĝon kaj principon de litiaj baterioj

Litiaj baterioj estas ofta tipo de reŝargebla baterio, kies elektrokemia reakcio baziĝas sur la migrado de litiaj jonoj inter la pozitivaj kaj negativaj elektrodoj. Litiaj baterioj havas la avantaĝojn de alta energidenseco, longa vivdaŭro kaj malalta memmalŝarĝa rapideco, tial ili estas vaste uzataj en diversaj elektronikaj aparatoj kaj elektraj veturiloj.

La funkciprincipo de litiaj baterioj baziĝas sur la migrado de litiaj jonoj inter la pozitivaj kaj negativaj elektrodoj. Dum la ŝarga procezo, litiaj jonoj liberiĝas de la pozitiva materialo (kutime oksido kiel litia kobaltato), trapasas la elektroliton, kaj poste eniĝas en la negativan materialon (kutime karbonan materialon). Dum la malŝarga procezo, litiaj jonoj apartigiĝas de la negativa materialo kaj moviĝas tra la elektrolito al la pozitiva materialo, generante kurenton kaj elektran energion, kiuj pelas la eksteran ekipaĵon funkcii.

La funkcianta principo de litiaj baterioj povas esti simpligita en la jenajn paŝojn:

1. Dum la ŝarga procezo, la negativa elektrodo de la litia baterio sorbos eksterajn elektronojn. Por resti elektre neŭtrala, la pozitiva elektrodo estos devigita liberigi elektronojn eksteren, kaj la litiaj jonoj, kiuj perdis elektronojn, estos altiritaj al la negativa elektrodo kaj moviĝos tra la elektrolito al la negativa elektrodo. Tiel, la negativa elektrodo replenigas elektronojn kaj stokas litiajn jonojn.

2. Dum malŝarĝo, la elektronoj revenas al la pozitiva elektrodo tra la ekstera cirkvito, kaj la litiaj jonoj ankaŭ estas forigitaj de la negativa elektroda materialo, liberigante la stokitan elektran energion en la procezo, kaj moviĝante reen al la pozitiva elektrodo tra la elektrolito, kaj la elektronoj estas kombinitaj por partopreni en la redukta reakcio por restarigi la strukturon de la litia kombinaĵo.

3. En la procezo de ŝargado kaj malŝargado, fakte, estas la procezo de litiaj jonoj ĉasantaj elektronojn, dum kiu atingiĝas la stokado kaj liberigo de elektra energio.

La disvolviĝo de litiaj baterioj trairis plurajn etapojn. Komence de la 1970-aj jaroj, litiaj metalaj baterioj unue estis enkondukitaj, sed pro la alta aktiveco kaj sekurecaj problemoj de litio, ilia aplika amplekso estis limigita. Poste, litio-jonaj baterioj fariĝis la ĉefa teknologio, kiu uzas nemetalajn litiajn kombinaĵojn kiel pozitivajn elektrodajn materialojn por solvi la sekurecan problemon de litiaj metalaj baterioj. En la 1990-aj jaroj, aperis litiaj polimeraj baterioj, uzante polimerajn ĝelojn kiel elektrolitojn, plibonigante la sekurecon kaj energidensecon de baterioj. En la lastaj jaroj, novaj litiaj baterioj, kiel litiaj-sulfuraj baterioj kaj solidstataj litiaj baterioj, ankaŭ disvolviĝis.

Nuntempe, litio-jonaj baterioj estas ankoraŭ la plej ofte uzata kaj plej matura bateria teknologio. Ili havas altan energidensecon, longan ciklovivon kaj malaltan memmalŝarĝan indicon, kaj estas vaste uzataj en poŝtelefonoj, tekokomputiloj, elektraj veturiloj kaj aliaj kampoj. Krome, litio-polimeraj baterioj ankaŭ estas vaste uzataj en kampoj kiel maldikaj kaj malpezaj aparatoj kaj sendrataj aŭdiloj, pro sia alta energidenseco kaj maldikaj dezajnaj karakterizaĵoj.

Ĉinio faris rimarkindan progreson en la kampo de litiaj baterioj. Ĉinio estas unu el la plej grandaj produktantoj kaj konsumantoj de litiaj baterioj en la mondo. La ĉeno de la ĉina industrio de litiaj baterioj estas kompleta, de la akiro de krudmaterialoj ĝis la fabrikado de baterioj havas certan amplekson kaj teknikan forton. La ĉinaj kompanioj pri litiaj baterioj faris gravajn progresojn en teknologia esplorado kaj disvolviĝo, produktadkapacito kaj merkatpartopreno. Krome, la ĉina registaro ankaŭ enkondukis serion da subtenaj politikoj por instigi la disvolviĝon kaj novigadon de la litiaj baterioj. Litiaj baterioj fariĝis grava energia solvo en areoj kiel elektronikaj aparatoj kaj elektraj veturiloj.