Шинэ эрчим хүчний тулгын чулуу: Лити батерейны хөгжил ба зарчмыг уншина уу

Лити батерей нь эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд литийн ионуудын шилжилт хөдөлгөөнд суурилсан электрохимийн урвалд ордог түгээмэл төрлийн цэнэглэдэг батерей юм. Лити батерей нь өндөр энергийн нягтрал, удаан эдэлгээтэй, өөрөө цэнэггүй болох хурд багатай давуу талуудтай тул янз бүрийн электрон төхөөрөмж болон цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг.

Лити батерейны ажиллах зарчим нь эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд литийн ионуудын шилжилт хөдөлгөөнд суурилдаг. Цэнэглэх явцад литийн ионууд эерэг материалаас (ихэвчлэн литийн кобальт зэрэг исэл) ялгарч, электролитоор дамжин өнгөрч, дараа нь сөрөг материалд (ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн материал) оруулдаг. Цэнэггүйжүүлэх явцад литийн ионууд сөрөг материалаас салж, электролитоор дамжин эерэг материал руу шилжиж, гүйдэл болон цахилгаан энерги үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гадаад төхөөрөмжийг ажиллуулахад хүргэдэг.

Литиум батерейны ажиллах зарчмыг дараах алхмуудад хялбаршуулж болно.

1. Цэнэглэх явцад литийн батерейны сөрөг электрод нь гадны электронуудыг шингээнэ. Цахилгааны хувьд төвийг сахисан хэвээр байхын тулд эерэг электрод нь электронуудыг гадагш гаргахаас өөр аргагүй болж, электроноо алдсан литийн ионууд нь сөрөг электрод руу татагдаж, электролитоор дамжин сөрөг электрод руу шилжинэ. Ингэснээр сөрөг электрод нь электронуудыг нөхөж, литийн ионуудыг хадгалдаг.

2. Цэнэг цэнэггүй болох үед электронууд гадаад хэлхээгээр дамжуулан эерэг электрод руу буцаж, литийн ионууд нь мөн сөрөг электродын материалаас салж, процессын явцад хадгалагдсан цахилгаан энергийг ялгаруулж, электролитоор дамжуулан эерэг электрод руу буцаж шилжиж, электронууд нийлж литийн нэгдлийн бүтцийг сэргээхийн тулд бууралтын урвалд оролцдог.

3. Цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх процесст үнэндээ литийн ионууд электронуудыг хөөж, цахилгаан энергийг хадгалах, ялгаруулах үйл явц явагддаг.

Лити батерейны хөгжил олон үе шатыг туулсан. 1970-аад оны эхээр литийн металл батерейг анх нэвтрүүлсэн боловч литийн металлын өндөр идэвхжил, аюулгүй байдлын асуудлаас шалтгаалан тэдгээрийн хэрэглээний хүрээ хязгаарлагдмал байв. Үүний дараа литийн ион батерей нь литийн металл батерейны аюулгүй байдлын асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд металл бус литийн нэгдлүүдийг эерэг электродын материал болгон ашигладаг гол технологи болсон. 1990-ээд онд полимер гельийг электролит болгон ашиглаж, батерейны аюулгүй байдал, энергийн нягтралыг сайжруулсан литийн полимер батерей гарч ирэв. Сүүлийн жилүүдэд литийн хүхрийн батерей, хатуу төлөвт литийн батерей зэрэг литийн батерейны шинэ технологиуд хөгжиж байна.

Одоогийн байдлаар лити-ион батерей нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг, хамгийн боловсронгуй батерейны технологи хэвээр байна. Энэ нь өндөр эрчим хүчний нягтралтай, урт хугацааны ашиглалтын хугацаатай, өөрөө цэнэггүй болох хурд багатай бөгөөд гар утас, зөөврийн компьютер, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Үүнээс гадна лити полимер батерейг өндөр эрчим хүчний нягтралтай, нимгэн дизайны онцлогоос шалтгаалан нимгэн, хөнгөн төхөөрөмж, утасгүй чихэвч зэрэг салбарт өргөн ашигладаг.

Хятад улс литийн батерейны салбарт гайхалтай ахиц дэвшил гаргасан. Хятад улс бол дэлхийн хамгийн том литийн батерей үйлдвэрлэгч, хэрэглэгчдийн нэг юм. Хятадын литийн батерейны үйлдвэрлэлийн сүлжээ нь түүхий эд худалдан авахаас эхлээд батерей үйлдвэрлэх хүртэл тодорхой цар хүрээ, техникийн хүчин чадалтай болсон. Хятадын литийн батерейны компаниуд технологийн судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал, зах зээлийн эзлэх хувь зэрэгт чухал ахиц дэвшил гаргасан. Үүнээс гадна, Хятадын засгийн газар литийн батерейны салбарын хөгжил, инновацийг дэмжих зорилгоор хэд хэдэн дэмжлэгийн бодлогыг хэрэгжүүлсэн. Лити батерей нь электрон төхөөрөмж, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл зэрэг салбарт эрчим хүчний томоохон шийдэл болсон.