Камен-темелник на новата енергија: Прочитајте го развојот и принципот на литиумските батерии

Литиумските батерии се вообичаен вид на батерии што можат да се полнат, чија електрохемиска реакција се базира на миграцијата на литиумските јони помеѓу позитивните и негативните електроди. Литиумските батерии имаат предности како што се висока густина на енергија, долг век на траење и ниска стапка на самопразнење, па затоа се широко користени во разни електронски уреди и електрични возила.

Принципот на работа на литиумските батерии се базира на миграцијата на литиумските јони помеѓу позитивните и негативните електроди. За време на процесот на полнење, литиумските јони се ослободуваат од позитивниот материјал (обично оксид како што е литиум кобалтат), минуваат низ електролитот, а потоа се вметнуваат во негативниот материјал (обично јаглероден материјал). За време на процесот на празнење, литиумските јони се одделуваат од негативниот материјал и се движат низ електролитот до позитивниот материјал, генерирајќи струја и електрична енергија, што ја движи надворешната опрема да работи.

Принципот на работа на литиумските батерии може да се поедностави на следниве чекори:

1. За време на процесот на полнење, негативната електрода на литиумската батерија ќе апсорбира надворешни електрони. За да остане електрично неутрална, позитивната електрода ќе биде принудена да ослободи електрони кон надворешноста, а литиумските јони што изгубиле електрони ќе бидат привлечени кон негативната електрода и ќе се движат низ електролитот до негативната електрода. На овој начин, негативната електрода ги надополнува електроните и складира литиумски јони.

2. При празнење, електроните се враќаат на позитивната електрода преку надворешното коло, а литиумските јони се отстрануваат и од материјалот на негативната електрода, ослободувајќи ја складираната електрична енергија во процесот и враќајќи се на позитивната електрода преку електролитот, а електроните се комбинираат за да учествуваат во реакцијата на редукција за да се врати структурата на литиумското соединение.

3. Во процесот на полнење и празнење, всушност, тоа е процес на литиумски јони кои бркаат електрони, при што се постигнува складирање и ослободување на електрична енергија.

Развојот на литиумските батерии помина низ повеќе фази. Во раните 1970-ти, за прв пат беа воведени литиум-метални батерии, но поради високата активност и безбедносните проблеми на литиум-металниот батерии, нивниот опсег на примена беше ограничен. Последователно, литиум-јонските батерии станаа мејнстрим технологија, која користи неметални литиумски соединенија како материјали за позитивни електроди за да го реши проблемот со безбедноста на литиум-металните батерии. Во 1990-тите, се појавија литиум-полимерните батерии, користејќи полимерни гелови како електролити, подобрувајќи ја безбедноста и густината на енергијата на батериите. Во последниве години, се развиваат и нови технологии за литиумски батерии, како што се литиум-сулфурни батерии и литиумски батерии во цврста состојба.

Во моментов, литиум-јонските батерии се сè уште најчесто користената и најзрелата технологија за батерии. Тие имаат висока густина на енергија, долг век на траење и ниска стапка на самопразнење, и се широко користени во мобилни телефони, преносни компјутери, електрични возила и други области. Покрај тоа, литиум-полимерните батерии се широко користени и во области како што се тенки и лесни уреди и безжични слушалки, поради нивната висока густина на енергија и карактеристики на тенок дизајн.

Кина постигна извонреден напредок во областа на литиумските батерии. Кина е еден од најголемите производители и потрошувачи на литиумски батерии во светот. Синџирот на индустријата за литиумски батерии во Кина е комплетен, од набавка на суровини до производство на батерии има одреден обем и техничка сила. Кинеските компании за литиумски батерии постигнаа значаен напредок во истражувањето и развојот на технологијата, производствениот капацитет и пазарниот удел. Покрај тоа, кинеската влада воведе и серија политики за поддршка за да го поттикне развојот и иновациите во индустријата за литиумски батерии. Литиумските батерии станаа главно енергетско решение во области како што се електронските уреди и електричните возила.