Крайъгълният камък на новата енергия: Прочетете развитието и принципа на литиевите батерии

Литиевите батерии са често срещан тип акумулаторна батерия, чиято електрохимична реакция се основава на миграцията на литиеви йони между положителните и отрицателните електроди. Литиевите батерии имат предимствата на висока енергийна плътност, дълъг живот и ниска степен на саморазреждане, така че те се използват широко в различни електронни устройства и електрически превозни средства.

Принципът на работа на литиевите батерии се основава на миграцията на литиеви йони между положителните и отрицателните електроди. По време на процеса на зареждане литиевите йони се освобождават от положителния материал (обикновено оксид като литиев кобалтат), преминават през електролита и след това се вкарват в отрицателния материал (обикновено въглероден материал). По време на процеса на разреждане литиевите йони се отделят от отрицателния материал и се движат през електролита към положителния материал, генерирайки ток и електрическа енергия, което задвижва външното оборудване да работи.

Принципът на работа на литиевите батерии може да се опрости в следните стъпки:

1. По време на процеса на зареждане, отрицателният електрод на литиевата батерия ще абсорбира външни електрони. За да остане електрически неутрален, положителният електрод ще бъде принуден да освободи електрони навън, а литиевите йони, които са загубили електрони, ще бъдат привлечени от отрицателния електрод и ще се преместят през електролита към отрицателния електрод. По този начин отрицателният електрод допълва електроните и съхранява литиеви йони.

2. При разреждане електроните се връщат към положителния електрод през външната верига, а литиевите йони също се отстраняват от материала на отрицателния електрод, освобождавайки съхранената електрическа енергия в процеса и се връщат обратно към положителния електрод през електролита, и електроните се комбинират, за да участват в реакцията на редукция за възстановяване на структурата на литиевото съединение.

3. В процеса на зареждане и разреждане, всъщност това е процесът на литиеви йони, преследващи електрони, по време на който се постига съхранение и освобождаване на електрическа енергия.

Развитието на литиевите батерии е преминало през няколко етапа. В началото на 70-те години литиево-металните батерии бяха въведени за първи път, но поради високата активност и проблемите с безопасността на литиево-металния метал, обхватът на тяхното приложение беше ограничен. Впоследствие литиево-йонните батерии се превърнаха в основната технология, която използва неметални литиеви съединения като положителни електродни материали за решаване на проблема с безопасността на литиево-металните батерии. През 90-те години се появиха литиево-полимерни батерии, използващи полимерни гелове като електролити, подобрявайки безопасността и енергийната плътност на батериите. През последните години се развиват нови технологии за литиеви батерии като литиево-серни батерии и литиеви батерии в твърдо състояние.

В момента литиево-йонните батерии все още са най-често използваната и най-зрялата технология за батерии. Има висока енергийна плътност, дълъг живот на цикъла и ниска степен на саморазреждане и се използва широко в мобилни телефони, преносими компютри, електрически превозни средства и други области. В допълнение, литиево-полимерните батерии също се използват широко в области като тънки и леки устройства и безжични слушалки, поради тяхната висока енергийна плътност и тънък дизайн.

Китай постигна забележителен напредък в областта на литиевите батерии. Китай е един от най-големите производители и потребители на литиеви батерии в света. Веригата на производството на литиеви батерии в Китай е завършена, от доставката на суровини до производството на батерии има определен мащаб и техническа сила. Китайските компании за литиеви батерии постигнаха важен напредък в технологичните изследвания и разработки, производствения капацитет и пазарния дял. В допълнение, китайското правителство също така въведе серия от политики за подкрепа за насърчаване на развитието и иновациите в индустрията за литиеви батерии. Литиевите батерии се превърнаха в основно енергийно решение в области като електронни устройства и електрически превозни средства.