Яңа энергиянең нигез ташы: Литий батареяларының үсеше һәм принцибы белән танышыгыз

Литий батареялары - электрохимик реакциясе литий ионнарының уңай һәм тискәре электродлар арасында миграциясенә нигезләнгән киң таралган кабат зарядлана торган батарея төре. Литий батареялары югары энергия тыгызлыгы, озак хезмәт итү һәм түбән үз-үзеннән разрядлану тизлеге кебек өстенлекләргә ия, шуңа күрә алар төрле электрон җайланмаларда һәм электр машиналарында киң кулланыла.

Литий батареяларының эш принцибы литий ионнарының уңай һәм тискәре электродлар арасында миграциясенә нигезләнгән. Зарядка процессы вакытында литий ионнары уңай материалдан (гадәттә литий кобальтаты кебек оксидтан) аерыла, электролит аша үтә һәм аннары тискәре материалга (гадәттә углерод материалына) кертелә. Разрядка процессы вакытында литий ионнары тискәре материалдан аерыла һәм электролит аша уңай материалга күчә, ток һәм электр энергиясе барлыкка китерә, бу тышкы җиһазларны эшләтеп җибәрә.

Литий батареяларының эшләү принцибын түбәндәге адымнарга гадиләштереп күрсәтергә мөмкин:

1. Зарядка процессы вакытында литий батареясының тискәре электроды тышкы электроннарны йота. Электр нейтраль булып калу өчен, уңай электрод электроннарны тышка чыгарырга мәҗбүр булачак, һәм электроннарын югалткан литий ионнары тискәре электродка тартылачак һәм электролит аша тискәре электродка күчәчәк. Шулай итеп, тискәре электрод электроннарны тулыландыра һәм литий ионнарын саклый.

2. Разрядка чыкканда, электроннар тышкы схема аша уңай электродка кайта, һәм литий ионнары да тискәре электрод материалыннан аерыла, процесс барышында сакланган электр энергиясен чыгара һәм электролит аша уңай электродка кире кайта, һәм электроннар литий кушылмасы структурасын торгызу өчен кайтару реакциясендә катнашу өчен кушыла.

3. Зарядка һәм разрядка процессында, чынлыкта, бу литий ионнарының электроннарны куып җитү процессы, аның барышында электр энергиясен саклау һәм чыгаруга ирешелә.

Литий батареяларының үсеше берничә этаптан узды. 1970 еллар башында литий-металл батареялары беренче тапкыр кулланылышка кертелде, ләкин литий-металлның югары активлыгы һәм куркынычсызлык мәсьәләләре аркасында аларның кулланылыш даирәсе чикләнгән иде. Соңрак литий-ион батареялары литий-металл батареяларының куркынычсызлык проблемасын хәл итү өчен металл булмаган литий кушылмаларын уңай электрод материаллары буларак кулланучы төп технологиягә әйләнде. 1990 елларда литий-полимер батареялары барлыкка килде, алар полимер гельләрен электролит буларак кулланып, батареяларның куркынычсызлыгын һәм энергия тыгызлыгын яхшырттылар. Соңгы елларда литий-күкерт батареялары һәм каты халәтле литий батареялары кебек яңа литий батарея технологияләре дә үсеш ала.

Хәзерге вакытта литий-ион батареялары иң еш кулланыла торган һәм иң өлгергән батарея технологиясе булып кала. Ул югары энергия тыгызлыгына, озын цикллы хезмәт итү вакытына һәм үз-үзеннән разрядлану тизлегенә ия, һәм ул мобиль телефоннарда, ноутбукларда, электр машиналарында һәм башка өлкәләрдә киң кулланыла. Моннан тыш, литий-полимер батареялары югары энергия тыгызлыгы һәм нечкә дизайн үзенчәлекләре аркасында нечкә һәм җиңел җайланмалар һәм сымсыз колакчыннар кебек өлкәләрдә дә киң кулланыла.

Кытай литий батареялары өлкәсендә гаҗәеп алга китте. Кытай - дөньяда литий батареяларын җитештерүче һәм кулланучы иң зур илләрнең берсе. Кытайның литий батареялары сәнәгате чылбыры тулы, чимал сатып алудан алып батарея җитештерүгә кадәр билгеле бер масштабка һәм техник көчкә ия. Кытайның литий батареялары компанияләре технологик тикшеренүләр һәм эшләнмәләр, җитештерү куәте һәм базар өлешендә мөһим алга киттеләр. Моннан тыш, Кытай хөкүмәте литий батареялары сәнәгатен үстерү һәм инновацияләрне стимуллаштыру өчен берничә ярдәм сәясәте кертте. Литий батареялары электрон җайланмалар һәм электр машиналары кебек өлкәләрдә төп энергия чишелешенә әйләнде.