Energia berriaren oinarria: irakurri litiozko baterien garapena eta printzipioa

Litiozko bateriak ohiko bateria kargagarri bat dira, zeinen erreakzio elektrokimikoa elektrodo positibo eta negatiboen artean litio ioien migrazioan oinarritzen den. Litiozko bateriak energia dentsitate handiko, bizitza luzeko eta autodeskarga-tasa baxuaren abantailak dituzte, beraz, asko erabiltzen dira hainbat gailu elektroniko eta ibilgailu elektrikoetan.

Litiozko baterien lan-printzipioa elektrodo positiboen eta negatiboen artean litio-ioien migrazioan oinarritzen da. Kargatzeko prozesuan, litio ioiak material positibotik askatzen dira (normalean, litio kobaltatoa bezalako oxido bat), elektrolitotik igarotzen dira eta, ondoren, material negatiboan sartzen dira (normalean karbonozko materiala). Deskarga prozesuan, litio ioiak material negatibotik bereizten dira eta elektrolitoan zehar material positiborantz mugitzen dira, korrontea eta energia elektrikoa sortuz, kanpoko ekipoak lanera bultzatzen dituena.

Litiozko baterien funtzionamendu-printzipioa urrats hauetan sinplifikatu daiteke:

1. Kargatzeko prozesuan, litiozko bateriaren elektrodo negatiboak kanpoko elektroiak xurgatuko ditu. Elektrikoki neutroa izaten jarraitzeko, elektrodo positiboak kanpoaldera elektroiak askatu behar izango ditu, eta elektroiak galdu dituzten litio ioiak elektrodo negatibora erakarri eta elektrolitoan zehar elektrodo negatibora eramango dira. Modu honetan, elektrodo negatiboak elektroiak berritzen ditu eta litio ioiak gordetzen ditu.

2. Deskargatzean, elektroiak elektrodo positibora itzultzen dira kanpoko zirkuituaren bidez, eta litio ioiak elektrodo negatiboko materialetik ere kentzen dira, prozesuan gordetako energia elektrikoa askatuz eta elektrolitoaren bidez elektrodo positibora itzultzen dira, eta elektroiak konbinatzen dira murrizketa-erreakzioan parte hartzeko, litio-konposatuaren egitura berreskuratzeko.

3. Karga- eta deskarga-prozesuan, hain zuzen ere, litio-ioiek elektroien atzetik dabiltzan prozesua da, eta bertan energia elektrikoa biltegiratzea eta askatzea lortzen da.

Litiozko baterien garapenak hainbat fase igaro ditu. 1970eko hamarkadaren hasieran, litio metalezko bateriak sartu ziren lehen aldiz, baina litio metalaren jarduera eta segurtasun arazo handiak zirela eta, haien aplikazio-esparrua mugatua zen. Ondoren, litio-ioizko bateriak teknologia nagusi bihurtu dira, litiozko konposatu ez-metalikoak elektrodo positibo gisa erabiltzen dituen litio metalezko baterien segurtasun-arazoa konpontzeko. 1990eko hamarkadan, litio polimerozko bateriak agertu ziren, elektrolito gisa polimero gelak erabiliz, baterien segurtasuna eta energia-dentsitatea hobetuz. Azken urteotan, litiozko bateria teknologia berriak, hala nola, litio-sufrezko bateriak eta egoera solidoko litiozko bateriak ere garatzen ari dira.

Gaur egun, litio-ioizko bateriak dira oraindik gehien erabiltzen eta helduen den bateria teknologia. Energia-dentsitate handia, ziklo-bizitza luzea eta autodeskarga-tasa baxua ditu, eta oso erabilia da telefono mugikorretan, ordenagailu eramangarrietan, ibilgailu elektrikoetan eta beste esparru batzuetan. Horrez gain, litio-polimeroko bateriak ere asko erabiltzen dira gailu mehe eta arinak eta haririk gabeko entzungailuak bezalako esparruetan, energia-dentsitate handiko eta diseinu mehearen ezaugarriengatik.

Txinak aurrerapen nabarmenak egin ditu litiozko baterien arloan. Txina munduko litiozko baterien ekoizle eta kontsumitzaile handienetako bat da. Txinako litiozko baterien industria-katea osatuta dago, lehengaien erosketatik bateriaren fabrikazioraino eskala eta indar tekniko jakin bat ditu. Txinako litiozko bateria enpresek aurrerapen garrantzitsuak egin dituzte teknologiaren ikerketan eta garapenean, ekoizpen gaitasunean eta merkatu kuotan. Horrez gain, Txinako gobernuak laguntza-politika batzuk ere ezarri ditu litiozko baterien industriaren garapena eta berrikuntza bultzatzeko. Litiozko bateriak energia-irtenbide garrantzitsu bat bihurtu dira gailu elektronikoak eta ibilgailu elektrikoak bezalako arloetan.