Yeni enerjinin təməl daşı: Litium batareyalarının inkişafı və prinsipini oxuyun
Litium batareyaları, elektrokimyəvi reaksiyası müsbət və mənfi elektrodlar arasında litium ionlarının miqrasiyasına əsaslanan təkrar doldurulan batareyanın ümumi növüdür. Litium batareyaları yüksək enerji sıxlığı, uzun ömür və aşağı öz-özünə boşalma dərəcəsi üstünlüklərinə malikdir, buna görə də müxtəlif elektron cihazlarda və elektrik nəqliyyat vasitələrində geniş istifadə olunur.
Litium batareyalarının iş prinsipi müsbət və mənfi elektrodlar arasında litium ionlarının miqrasiyasına əsaslanır. Doldurma prosesi zamanı litium ionları müsbət materialdan (adətən litium kobaltat kimi oksiddən) ayrılır, elektrolitdən keçir və sonra mənfi materiala (adətən karbon materialı) daxil edilir. Boşalma prosesi zamanı litium ionları mənfi materialdan ayrılır və elektrolit vasitəsilə müsbət materiala keçir, cərəyan və elektrik enerjisi əmələ gətirir ki, bu da xarici avadanlıqları işə salır.
Litium batareyalarının iş prinsipi aşağıdakı addımlara qədər sadələşdirilə bilər:
1. Doldurma prosesi zamanı litium batareyanın mənfi elektrodu xarici elektronları udacaq. Elektrik cəhətdən neytral qalmaq üçün müsbət elektrod elektronları xaricə buraxmağa məcbur olacaq və elektronlarını itirmiş litium ionları mənfi elektroda çəkiləcək və elektrolitdən keçərək mənfi elektroda keçəcək. Bu şəkildə mənfi elektrod elektronları doldurur və litium ionlarını saxlayır.
2. Boşaltma zamanı elektronlar xarici dövrə vasitəsilə müsbət elektroda qayıdır və litium ionları da mənfi elektrod materialından çıxarılaraq, prosesdə saxlanılan elektrik enerjisini buraxır və elektrolit vasitəsilə müsbət elektroda geri qayıdır, və elektronlar litium birləşməsinin strukturunu bərpa etmək üçün reduksiya reaksiyasında iştirak etmək üçün birləşdirilir.
3. Doldurma və boşalma prosesində, əslində, litium ionlarının elektronları təqib etməsi prosesidir, bu müddət ərzində elektrik enerjisinin saxlanması və sərbəst buraxılması əldə edilir.
Litium batareyalarının inkişafı bir neçə mərhələdən keçdi. 1970-ci illərin əvvəllərində litium metal batareyalar ilk dəfə təqdim edildi, lakin litium metalın yüksək aktivliyi və təhlükəsizlik məsələlərinə görə onların tətbiq dairəsi məhdud idi. Sonradan, litium-ion batareyaları, litium metal batareyaların təhlükəsizlik problemini həll etmək üçün qeyri-metal litium birləşmələrini müsbət elektrod materialları kimi istifadə edən əsas texnologiyaya çevrildi. 1990-cı illərdə polimer gelləri elektrolit kimi istifadə edərək, batareyaların təhlükəsizliyini və enerji sıxlığını yaxşılaşdıran litium polimer batareyaları ortaya çıxdı. Son illərdə litium-kükürdlü batareyalar və bərk hallı litium batareyaları kimi yeni litium batareya texnologiyaları da inkişaf edir.
Hal-hazırda, litium-ion batareyalar hələ də ən çox istifadə olunan və ən yetkin batareya texnologiyasıdır. Yüksək enerji sıxlığına, uzun dövr ömrünə və aşağı özünü boşaltma dərəcəsinə malikdir və cib telefonlarında, notebook kompüterlərində, elektrik nəqliyyat vasitələrində və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, litium polimer batareyalar yüksək enerji sıxlığı və nazik dizayn xüsusiyyətlərinə görə nazik və yüngül cihazlar və simsiz qulaqlıqlar kimi sahələrdə də geniş istifadə olunur.
Çin litium batareyaları sahəsində diqqətəlayiq irəliləyiş əldə edib. Çin dünyanın ən böyük litium batareyaları istehsalçılarından və istehlakçılarından biridir. Çinin litium batareya sənayesi zənciri tamamlandı, xammal tədarükündən tutmuş batareya istehsalına qədər müəyyən miqyas və texniki gücə malikdir. Çinin litium batareya şirkətləri texnologiya araşdırması və inkişafı, istehsal gücü və bazar payı sahəsində mühüm irəliləyişlər əldə ediblər. Bundan əlavə, Çin hökuməti litium batareya sənayesinin inkişafı və innovasiyasını təşviq etmək üçün bir sıra dəstək siyasəti də təqdim etdi. Litium batareyaları elektron cihazlar və elektrik nəqliyyat vasitələri kimi sahələrdə əsas enerji həllinə çevrilib.