Guri themelor i energjisë së re: Lexoni zhvillimin dhe parimin e baterive të litiumit
Bateritë e litiumit janë një lloj i zakonshëm baterie të rikarikueshme, reagimi elektrokimik i të cilave bazohet në migrimin e joneve të litiumit midis elektrodave pozitive dhe negative. Bateritë e litiumit kanë avantazhet e dendësisë së lartë të energjisë, jetëgjatësisë dhe shkallës së ulët të vetëshkarkimit, kështu që ato përdoren gjerësisht në pajisje të ndryshme elektronike dhe automjete elektrike.
Parimi i punës së baterive të litiumit bazohet në migrimin e joneve të litiumit midis elektrodave pozitive dhe negative. Gjatë procesit të karikimit, jonet e litiumit çlirohen nga materiali pozitiv (zakonisht një oksid si kobaltati i litiumit), kalojnë nëpër elektrolit dhe më pas futen në materialin negativ (zakonisht një material karboni). Gjatë procesit të shkarkimit, jonet e litiumit ndahen nga materiali negativ dhe lëvizin nëpër elektrolit drejt materialit pozitiv, duke gjeneruar rrymë dhe energji elektrike, të cilat i vënë në punë pajisjet e jashtme.
Parimi i funksionimit të baterive të litiumit mund të përshkruhet në hapat e mëposhtëm:
1. Gjatë procesit të karikimit, elektroda negative e baterisë së litiumit do të thithë elektrone të jashtme. Për të mbetur elektrikisht neutrale, elektroda pozitive do të detyrohet të lëshojë elektrone jashtë, dhe jonet e litiumit që kanë humbur elektrone do të tërhiqen nga elektroda negative dhe do të lëvizin përmes elektrolitit në elektrodën negative. Në këtë mënyrë, elektroda negative rimbush elektronet dhe ruan jonet e litiumit.
2. Gjatë shkarkimit, elektronet kthehen në elektrodën pozitive nëpërmjet qarkut të jashtëm, dhe jonet e litiumit hiqen gjithashtu nga materiali i elektrodës negative, duke çliruar energjinë elektrike të ruajtur në proces, dhe duke u kthyer në elektrodën pozitive nëpërmjet elektrolitit, dhe elektronet kombinohen për të marrë pjesë në reaksionin e reduktimit për të rivendosur strukturën e përbërjes së litiumit.
3. Në procesin e ngarkimit dhe shkarkimit, në fakt, është procesi i ndjekjes së elektroneve nga jonet e litiumit, gjatë të cilit arrihet ruajtja dhe çlirimi i energjisë elektrike.
Zhvillimi i baterive të litiumit ka kaluar nëpër faza të shumëfishta. Në filli të viteve 1970, u prezantuan për herë të parë bateritë metalike të litiumit, por për shkak të aktivitetit të lartë dhe çështjeve të sigurisë së metalit të litiumit, fusha e aplikimit të tyre ishte e kufizuar. Më pas, bateritë litium-jon janë bërë teknologjia kryesore, e cila përdor komponime jo-metalike të litiumit si materiale të elektrodave pozitive për të zgjidhur problemin e sigurisë së baterive metalike të litiumit. Në vitet 1990, u shfaqën bateritë polimerike të litiumit, duke përdorur xhel polimerësh si elektrolite, duke përmirësuar sigurinë dhe dendësinë e energjisë së baterive. Në vitet e fundit, janë zhvilluar edhe teknologji të reja të baterive të litiumit, të tilla si bateritë litium-squfur dhe bateritë litium në gjendje të ngurtë.
Aktualisht, bateritë litium-jon janë ende teknologjia më e përdorur dhe më e zhvilluar e baterive. Ato kanë dendësi të lartë energjie, jetëgjatësi të gjatë cikli dhe shkallë të ulët vetëshkarkimi, dhe përdoren gjerësisht në telefonat celularë, kompjuterët notebook, automjetet elektrike dhe fusha të tjera. Përveç kësaj, bateritë litium-polimer përdoren gjithashtu gjerësisht në fusha të tilla si pajisjet e holla dhe të lehta dhe kufjet pa tel, për shkak të dendësisë së tyre të lartë të energjisë dhe karakteristikave të dizajnit të hollë.
Kina ka bërë përparim të jashtëzakonshëm në fushën e baterive të litiumit. Kina është një nga prodhuesit dhe konsumatorët më të mëdhenj në botë të baterive të litiumit. Zinxhiri i industrisë së baterive të litiumit në Kinë është i plotë, nga prokurimi i lëndës së parë deri te prodhimi i baterive ka një shkallë dhe forcë teknike të caktuar. Kompanitë kineze të baterive të litiumit kanë bërë përparim të rëndësishëm në kërkimin dhe zhvillimin teknologjik, kapacitetin e prodhimit dhe pjesën e tregut. Përveç kësaj, qeveria kineze ka prezantuar gjithashtu një sërë politikash mbështetëse për të inkurajuar zhvillimin dhe inovacionin e industrisë së baterive të litiumit. Bateritë e litiumit janë bërë një zgjidhje e rëndësishme energjetike në fusha të tilla si pajisjet elektronike dhe automjetet elektrike.