Energia berriaren oinarria: Irakurri litiozko baterien garapena eta printzipioa

Litiozko bateriak kargatzeko bateria mota arrunta dira, eta haien erreakzio elektrokimikoa litio ioien migrazioan oinarritzen da elektrodo positiboaren eta negatiboaren artean. Litiozko bateriek energia-dentsitate handia, iraupen luzea eta autodeskarga-tasa baxua dituzte abantaila gisa, beraz, oso erabiliak dira hainbat gailu elektronikotan eta ibilgailu elektrikotan.

Litiozko baterien funtzionamendu-printzipioa litio ioien migrazioan oinarritzen da elektrodo positiboaren eta negatiboaren artean. Kargatzeko prozesuan, litio ioiak material positibotik askatzen dira (normalean litio kobaltato bezalako oxido bat), elektrolitotik igarotzen dira eta gero material negatiboan sartzen dira (normalean karbono material bat). Deskargatzeko prozesuan, litio ioiak material negatibotik bereizten dira eta elektrolitotik material positibora mugitzen dira, korrontea eta energia elektrikoa sortuz, eta horrek kanpoko ekipamendua funtzionaraztea eragiten du.

Litiozko baterien funtzionamendu-printzipioa urrats hauetan laburbil daiteke:

1. Kargatzeko prozesuan, litiozko bateriaren elektrodo negatiboak kanpoko elektroiak xurgatuko ditu. Elektrikoki neutroa izaten jarraitzeko, elektrodo positiboak elektroiak kanpora askatu beharko ditu, eta elektroiak galdu dituzten litio ioiak elektrodo negatiboara erakarriko dira eta elektrolitoaren bidez elektrodo negatibora mugituko dira. Horrela, elektrodo negatiboak elektroiak berriz hornitzen ditu eta litiozko ioiak gordetzen ditu.

2. Deskargatzean, elektroiak kanpoko zirkuituaren bidez elektrodo positibora itzultzen dira, eta litio ioiak ere elektrodo negatiboaren materialetik kentzen dira, prozesuan gordetako energia elektrikoa askatuz, eta elektrodo positibora itzuliz elektrodo elektrolitoaren bidez, eta elektroiak konbinatzen dira erredukzio-erreakzioan parte hartzeko litio konposatuaren egitura berreskuratzeko.

3. Karga eta deskarga prozesuan, hain zuzen ere, litio ioiek elektroiak atzetik dabiltzan prozesua da, eta horretan lortzen da energia elektrikoa biltegiratzea eta askatzea.

Litiozko baterien garapenak hainbat etapa igaro ditu. 1970eko hamarkadaren hasieran, litio metalezko bateriak lehen aldiz aurkeztu ziren, baina litio metalaren jarduera eta segurtasun arazo handiak zirela eta, haien aplikazio esparrua mugatua zen. Ondorioz, litio-ioizko bateriak bihurtu dira teknologia nagusi, litio konposatu ez-metalikoak erabiltzen dituztenak elektrodo positibo material gisa litio metalezko baterien segurtasun arazoa konpontzeko. 1990eko hamarkadan, litio polimerozko bateriak agertu ziren, polimero gelak elektrolito gisa erabiliz, baterien segurtasuna eta energia dentsitatea hobetuz. Azken urteotan, litiozko baterien teknologia berriak ere garatzen ari dira, hala nola litio-sufrezko bateriak eta egoera solidoko litiozko bateriak.

Gaur egun, litio-ioizko bateriak dira oraindik ere bateria-teknologia erabiliena eta helduena. Energia-dentsitate handia, ziklo-bizitza luzea eta autodeskarga-tasa baxua ditu, eta oso erabilia da telefono mugikorretan, ordenagailu eramangarrietan, ibilgailu elektrikoetan eta beste arlo batzuetan. Horrez gain, litio polimerozko bateriak ere oso erabiliak dira gailu mehe eta arinetan eta haririk gabeko entzungailuetan, energia-dentsitate handia eta diseinu mehea dutelako.

Txinak aurrerapen handiak egin ditu litio baterien arloan. Txina munduko litio baterien ekoizle eta kontsumitzaile handienetako bat da. Txinako litio baterien industria-katea osoa da, lehengaien erosketatik hasi eta baterien fabrikazioraino, eskala eta indar tekniko jakin bat du. Txinako litio baterien enpresek aurrerapen garrantzitsuak egin dituzte teknologiaren ikerketan eta garapenean, ekoizpen-ahalmenean eta merkatu-kuotetan. Horrez gain, Txinako gobernuak laguntza-politika sorta bat ere sartu du litio baterien industriaren garapena eta berrikuntza sustatzeko. Litio bateriek energia-irtenbide garrantzitsua bihurtu dira gailu elektronikoetan eta ibilgailu elektrikoetan.