La piedra angular de la nueva energía: lea el desarrollo y el principio de las baterías de litio

Las baterías de litio son un tipo común de batería recargable cuya reacción electroquímica se basa en la migración de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo. Las baterías de litio tienen las ventajas de una alta densidad de energía, una larga vida útil y una baja tasa de autodescarga, por lo que se utilizan ampliamente en diversos dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos.

El principio de funcionamiento de las baterías de litio se basa en la migración de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo. Durante el proceso de carga, los iones de litio se liberan del material positivo (normalmente un óxido como el cobaltato de litio), pasan a través del electrolito y luego se insertan en el material negativo (normalmente un material de carbono). Durante el proceso de descarga, los iones de litio se separan del material negativo y se mueven a través del electrolito hasta el material positivo, generando corriente y energía eléctrica, que hace funcionar el equipo externo.

El principio de funcionamiento de las baterías de litio se puede simplificar en los siguientes pasos:

1. Durante el proceso de carga, el electrodo negativo de la batería de litio absorberá electrones externos. Para permanecer eléctricamente neutro, el electrodo positivo se verá obligado a liberar electrones al exterior, y los iones de litio que han perdido electrones serán atraídos por el electrodo negativo y se moverán a través del electrolito hasta el electrodo negativo. De esta forma, el electrodo negativo repone electrones y almacena iones de litio.

2. Al descargarse, los electrones regresan al electrodo positivo a través del circuito externo, y los iones de litio también se eliminan del material del electrodo negativo, liberando la energía eléctrica almacenada en el proceso y regresando al electrodo positivo a través del electrolito. y los electrones se combinan para participar en la reacción de reducción para restaurar la estructura del compuesto de litio.

3. En el proceso de carga y descarga, de hecho, es el proceso en el que los iones de litio persiguen electrones, durante el cual se logra el almacenamiento y liberación de energía eléctrica.

El desarrollo de las baterías de litio ha pasado por múltiples etapas. A principios de la década de 1970, se introdujeron por primera vez las baterías de litio metálico, pero debido a la alta actividad y los problemas de seguridad del litio metálico, su ámbito de aplicación era limitado. Posteriormente, las baterías de iones de litio se han convertido en la tecnología principal, que utiliza compuestos de litio no metálicos como materiales de electrodos positivos para resolver el problema de seguridad de las baterías de metal litio. En la década de 1990 aparecieron las baterías de polímero de litio, que utilizaban geles poliméricos como electrolitos, mejorando la seguridad y la densidad energética de las baterías. En los últimos años también se han desarrollado nuevas tecnologías de baterías de litio, como las baterías de litio-azufre y las baterías de litio de estado sólido.

En la actualidad, las baterías de iones de litio siguen siendo la tecnología de baterías más utilizada y más madura. Tiene alta densidad de energía, ciclo de vida prolongado y baja tasa de autodescarga, y se usa ampliamente en teléfonos móviles, computadoras portátiles, vehículos eléctricos y otros campos. Además, las baterías de polímero de litio también se utilizan ampliamente en campos como dispositivos delgados y livianos y auriculares inalámbricos, debido a su alta densidad de energía y características de diseño delgado.

China ha logrado avances notables en el campo de las baterías de litio. China es uno de los mayores productores y consumidores de baterías de litio del mundo. La cadena de la industria de baterías de litio de China está completa, desde la adquisición de materias primas hasta la fabricación de baterías, tiene cierta escala y solidez técnica. Las empresas chinas de baterías de litio han logrado importantes avances en investigación y desarrollo de tecnología, capacidad de producción y participación de mercado. Además, el gobierno chino también ha introducido una serie de políticas de apoyo para fomentar el desarrollo y la innovación de la industria de las baterías de litio. Las baterías de litio se han convertido en una importante solución energética en ámbitos como los dispositivos electrónicos y los vehículos eléctricos.