La pedra angular de la nova energia: llegiu el desenvolupament i el principi de les bateries de liti
Les bateries de liti són un tipus comú de bateries recarregables la reacció electroquímica de les quals es basa en la migració d'ions de liti entre els elèctrodes positius i negatius. Les bateries de liti tenen els avantatges d'una alta densitat d'energia, una llarga vida útil i una baixa taxa d'autodescàrrega, de manera que s'utilitzen àmpliament en diversos dispositius electrònics i vehicles elèctrics.
El principi de funcionament de les bateries de liti es basa en la migració d'ions de liti entre els elèctrodes positius i negatius. Durant el procés de càrrega, els ions de liti s'alliberen del material positiu (normalment un òxid com el cobaltat de liti), passen a través de l'electròlit i després s'insereixen al material negatiu (normalment un material de carboni). Durant el procés de descàrrega, els ions de liti es separen del material negatiu i es mouen a través de l'electròlit fins al material positiu, generant corrent i energia elèctrica, que impulsa l'equip extern a treballar.
El principi de funcionament de les bateries de liti es pot simplificar en els passos següents:
1. Durant el procés de càrrega, l'elèctrode negatiu de la bateria de liti absorbirà electrons externs. Per mantenir-se elèctricament neutre, l'elèctrode positiu es veurà obligat a alliberar electrons a l'exterior i els ions de liti que han perdut electrons seran atrets per l'elèctrode negatiu i es mouran a través de l'electròlit fins a l'elèctrode negatiu. D'aquesta manera, l'elèctrode negatiu reomple electrons i emmagatzema ions de liti.
2. Quan es descarreguen, els electrons tornen a l'elèctrode positiu a través del circuit extern, i els ions de liti també s'eliminen del material de l'elèctrode negatiu, alliberant l'energia elèctrica emmagatzemada en el procés i tornant a l'elèctrode positiu a través de l'electròlit, i els electrons es combinen per participar en la reacció de reducció per restaurar l'estructura del compost de liti.
3. En el procés de càrrega i descàrrega, de fet, és el procés dels ions de liti que persegueixen electrons, durant el qual s'aconsegueix l'emmagatzematge i l'alliberament d'energia elèctrica.
El desenvolupament de les bateries de liti ha passat per múltiples etapes. A principis de la dècada de 1970, es van introduir per primera vegada les bateries de metall de liti, però a causa de l'alta activitat i problemes de seguretat del metall de liti, el seu àmbit d'aplicació era limitat. Posteriorment, les bateries d'ions de liti s'han convertit en la tecnologia principal, que utilitza compostos de liti no metàl·lics com a materials d'elèctrode positiu per resoldre el problema de seguretat de les bateries de metall de liti. A la dècada de 1990 van aparèixer les bateries de polímer de liti, utilitzant gels de polímer com a electròlits, millorant la seguretat i la densitat energètica de les bateries. En els darrers anys, també s'han desenvolupat noves tecnologies de bateries de liti, com ara bateries de sofre de liti i bateries de liti d'estat sòlid.
Actualment, les bateries d'ions de liti segueixen sent la tecnologia de bateries més utilitzada i més madura. Té una alta densitat d'energia, una llarga vida útil i una baixa taxa d'autodescàrrega, i s'utilitza àmpliament en telèfons mòbils, ordinadors portàtils, vehicles elèctrics i altres camps. A més, les bateries de polímer de liti també s'utilitzen àmpliament en camps com ara dispositius prims i lleugers i auriculars sense fil, a causa de la seva alta densitat d'energia i característiques de disseny prim.
La Xina ha avançat notablement en el camp de les bateries de liti. La Xina és un dels majors productors i consumidors de bateries de liti del món. La cadena de la indústria de bateries de liti de la Xina està completa, des de l'adquisició de matèries primeres fins a la fabricació de bateries, té una certa escala i força tècnica. Les empreses de bateries de liti de la Xina han fet un avenç important en la investigació i desenvolupament tecnològic, la capacitat de producció i la quota de mercat. A més, el govern xinès també ha introduït una sèrie de polítiques de suport per fomentar el desenvolupament i la innovació de la indústria de les bateries de liti. Les bateries de liti s'han convertit en una solució energètica important en àrees com els dispositius electrònics i els vehicles elèctrics.