Ang pundasyon ng bagong enerhiya: Basahin ang pag-unlad at prinsipyo ng mga baterya ng lithium

Ang mga bateryang lithium ay isang karaniwang uri ng rechargeable na baterya na ang electrochemical reaction ay batay sa paglipat ng mga lithium ion sa pagitan ng mga positibo at negatibong electrode. Ang mga bateryang lithium ay may mga bentahe ng mataas na energy density, mahabang buhay at mababang self-discharge rate, kaya malawakang ginagamit ang mga ito sa iba't ibang elektronikong aparato at mga de-kuryenteng sasakyan.

Ang prinsipyo ng paggana ng mga bateryang lithium ay batay sa paglipat ng mga lithium ion sa pagitan ng mga positibo at negatibong electrode. Sa panahon ng proseso ng pag-charge, ang mga lithium ion ay inilalabas mula sa positibong materyal (karaniwan ay isang oxide tulad ng lithium cobaltate), dumadaan sa electrolyte, at pagkatapos ay ipinapasok sa negatibong materyal (karaniwan ay isang carbon material). Sa panahon ng proseso ng discharge, ang mga lithium ion ay pinaghihiwalay mula sa negatibong materyal at dumadaan sa electrolyte patungo sa positibong materyal, na bumubuo ng kuryente at enerhiyang elektrikal, na siyang nagpapagana sa panlabas na kagamitan.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga baterya ng lithium ay maaaring gawing simple sa mga sumusunod na hakbang:

1. Sa proseso ng pag-charge, ang negatibong elektrod ng baterya ng lithium ay hihigop ng mga panlabas na elektron. Upang manatiling neutral sa kuryente, ang positibong elektrod ay mapipilitang maglabas ng mga elektron palabas, at ang mga lithium ion na nawalan ng mga elektron ay maaakit sa negatibong elektrod at lilipat sa electrolyte patungo sa negatibong elektrod. Sa ganitong paraan, pinupunan ng negatibong elektrod ang mga elektron at iniimbak ang mga lithium ion.

2. Kapag naglalabas ng kuryente, ang mga electron ay bumabalik sa positibong elektrod sa pamamagitan ng panlabas na circuit, at ang mga lithium ion ay tinatanggal din mula sa negatibong materyal ng elektrod, na naglalabas ng nakaimbak na enerhiyang elektrikal sa proseso, at bumabalik sa positibong elektrod sa pamamagitan ng electrolyte, at ang mga electron ay pinagsama upang lumahok sa reaksyon ng pagbawas upang maibalik ang istruktura ng lithium compound.

3. Sa proseso ng pag-charge at discharge, sa katunayan, ito ay ang proseso ng mga lithium ion na humahabol sa mga electron, kung saan nakakamit ang pag-iimbak at paglabas ng enerhiyang elektrikal.

Ang pag-unlad ng mga bateryang lithium ay dumaan sa maraming yugto. Noong mga unang taon ng dekada 1970, unang ipinakilala ang mga bateryang lithium metal, ngunit dahil sa mataas na aktibidad at mga isyu sa kaligtasan ng lithium metal, limitado ang saklaw ng kanilang aplikasyon. Kasunod nito, ang mga bateryang lithium-ion ay naging pangunahing teknolohiya, na gumagamit ng mga non-metallic lithium compound bilang mga positibong materyales sa elektrod upang malutas ang problema sa kaligtasan ng mga bateryang lithium metal. Noong dekada 1990, lumitaw ang mga bateryang lithium polymer, gamit ang mga polymer gel bilang mga electrolyte, na nagpapabuti sa kaligtasan at densidad ng enerhiya ng mga baterya. Sa mga nakaraang taon, umuunlad din ang mga bagong teknolohiya ng bateryang lithium tulad ng mga bateryang lithium-sulfur at mga bateryang solid-state lithium.

Sa kasalukuyan, ang mga bateryang lithium-ion pa rin ang pinakakaraniwang ginagamit at pinaka-maunlad na teknolohiya ng baterya. Ito ay may mataas na densidad ng enerhiya, mahabang cycle life at mababang self-discharge rate, at malawakang ginagamit sa mga mobile phone, notebook computer, electric vehicle at iba pang larangan. Bukod pa rito, ang mga bateryang lithium polymer ay malawakang ginagamit din sa mga larangan tulad ng manipis at magaan na device at wireless headphone, dahil sa kanilang mataas na densidad ng enerhiya at mga katangian ng manipis na disenyo.

Ang Tsina ay nakagawa ng kahanga-hangang pag-unlad sa larangan ng mga bateryang lithium. Ang Tsina ay isa sa pinakamalaking prodyuser at konsyumer ng mga bateryang lithium sa mundo. Ang kadena ng industriya ng bateryang lithium ng Tsina ay kumpleto, mula sa pagkuha ng mga hilaw na materyales hanggang sa paggawa ng baterya ay may tiyak na saklaw at lakas teknikal. Ang mga kumpanya ng bateryang lithium ng Tsina ay nakagawa ng mahalagang pag-unlad sa pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya, kapasidad ng produksyon at bahagi sa merkado. Bukod pa rito, ang gobyerno ng Tsina ay nagpakilala rin ng isang serye ng mga patakaran sa suporta upang hikayatin ang pag-unlad at inobasyon ng industriya ng bateryang lithium. Ang mga bateryang lithium ay naging isang pangunahing solusyon sa enerhiya sa mga larangan tulad ng mga elektronikong aparato at mga de-kuryenteng sasakyan.