Bunchloch an fhuinnimh nua: Léigh forbairt agus prionsabal cadhnraí litiam

Is cineál coitianta ceallraí in-athluchtaithe iad cadhnraí litiam a bhfuil a imoibriú leictriceimiceach bunaithe ar imirce na n-ian litiam idir na leictreoidí dearfacha agus diúltacha. Tá na buntáistí a bhaineann le dlús ardfhuinnimh, saolré fada agus ráta íseal féin-urscaoilte ag cadhnraí litiam, agus mar sin úsáidtear iad go forleathan i bhfeistí leictreonacha agus feithiclí leictreacha éagsúla.

Tá prionsabal oibre cadhnraí litiam bunaithe ar imirce na n-ian litiam idir na leictreoidí dearfacha agus diúltacha. Le linn an phróisis muirir, scaoiltear ions litiam as an ábhar dearfach (de ghnáth ocsaíd cosúil le cóbaltáit litiam), pas a fháil tríd an leictrilít, agus ansin cuirtear isteach san ábhar diúltach (ábhar carbóin de ghnáth). Le linn an phróisis urscaoilte, déantar ions litiam a scaradh ón ábhar diúltach agus bogann siad tríd an leictrilít go dtí an t-ábhar dearfach, ag giniúint fuinneamh reatha agus leictreach, a thiomáineann an trealamh seachtrach chun oibriú.

Is féidir prionsabal oibre cadhnraí litiam a shimpliú sna céimeanna seo a leanas:

1. Le linn an phróisis muirir, déanfaidh leictreoid dhiúltach na ceallraí litiam leictreoin sheachtracha a ionsú. D'fhonn fanacht neodrach go leictreach, cuirfear iallach ar an leictreoid dhearfach leictreoin a scaoileadh chuig an taobh amuigh, agus déanfar na hiain litiam a chaill leictreoin a mhealladh chuig an leictreoid diúltach agus bogadh tríd an leictrilít go dtí an leictreoid diúltach. Ar an mbealach seo, athlíonann an leictreoid diúltach leictreoin agus stórálann sé iain litiam.

2. Nuair a bhíonn siad ag scaoileadh, filleann na leictreoin chuig an leictreoid dhearfach tríd an gciorcad seachtrach, agus baintear na hiain litiam freisin as an ábhar leictreoid diúltach, ag scaoileadh an fuinneamh leictreach atá stóráilte sa phróiseas, agus ag bogadh ar ais go dtí an leictreoid dhearfach tríd an leictrilít, agus cuirtear na leictreoin le chéile chun páirt a ghlacadh san imoibriú laghdaithe chun struchtúr an chumaisc litiam a athbhunú.

3. Sa phróiseas muirear agus urscaoilte, go deimhin, is é an próiseas a bhaineann le hiain litiam a bheith ag tóraíocht leictreoin, ina mbaintear amach stóráil agus scaoileadh fuinnimh leictreach.

Tá forbairt cadhnraí litiam imithe trí chéimeanna éagsúla. Go luath sna 1970idí, tugadh cadhnraí miotail litiam isteach ar dtús, ach mar gheall ar ardghníomhaíocht agus saincheisteanna sábháilteachta miotail litiam, bhí a raon feidhme iarratais teoranta. Ina dhiaidh sin, tháinig cadhnraí litiam-ian mar theicneolaíocht phríomhshrutha, a úsáideann comhdhúile litiam neamh-mhiotalacha mar ábhair leictreoid dhearfach chun fadhb sábháilteachta cadhnraí litiam miotail a réiteach. Sna 1990í, bhí cadhnraí polaiméire litiam le feiceáil, ag baint úsáide as glóthacha polaiméire mar electrolytes, feabhas a chur ar shábháilteacht agus dlús fuinnimh na gcadhnraí. Le blianta beaga anuas, tá teicneolaíochtaí nua ceallraí litiam cosúil le cadhnraí litiam-sulfair agus cadhnraí litiam soladach-stáit ag forbairt freisin.

Faoi láthair, tá cadhnraí litiam-ian fós ar an teicneolaíocht ceallraí is coitianta a úsáidtear agus is aibí. Tá dlús ardfhuinnimh aige, saolré timthriall fada agus ráta íseal féin-urscaoilte, agus úsáidtear go forleathan é i bhfóin phóca, ríomhairí glúine, feithiclí leictreacha agus réimsí eile. Ina theannta sin, úsáidtear cadhnraí polaiméire litiam go forleathan freisin i réimsí cosúil le feistí tanaí agus éadroma agus cluasáin gan sreang, mar gheall ar a n-dlús ardfhuinnimh agus a saintréithe dearaidh tanaí.

Tá dul chun cinn suntasach déanta ag an tSín i réimse na gcadhnraí litiam. Tá an tSín ar cheann de na táirgeoirí agus tomhaltóirí cadhnraí litiam is mó ar domhan. Tá slabhra tionscal ceallraí litiam na Síne críochnaithe, ó sholáthar amhábhar go déantúsaíocht ceallraí tá scála áirithe agus neart teicniúil. Tá dul chun cinn tábhachtach déanta ag cuideachtaí ceallraí litiam na Síne i dtaighde agus forbairt teicneolaíochta, cumas táirgthe agus sciar den mhargadh. Ina theannta sin, tá sraith de bheartais tacaíochta tugtha isteach ag rialtas na Síne freisin chun forbairt agus nuálaíocht thionscal na ceallraí litiam a spreagadh. Tá cadhnraí litiam tar éis éirí ina réiteach mór fuinnimh i réimsí cosúil le feistí leictreonacha agus feithiclí leictreacha.