A pedra angular da nova enerxía: le o desenvolvemento e o principio das baterías de litio
As baterías de litio son un tipo común de batería recargable cuxa reacción electroquímica está baseada na migración de ións de litio entre os electrodos positivos e negativos. As baterías de litio teñen as vantaxes de alta densidade de enerxía, longa vida útil e baixa taxa de autodescarga, polo que son amplamente utilizadas en varios dispositivos electrónicos e vehículos eléctricos.
O principio de funcionamento das baterías de litio baséase na migración de ións de litio entre os electrodos positivos e negativos. Durante o proceso de carga, os ións de litio son liberados do material positivo (xeralmente un óxido como o cobaltato de litio), pasan a través do electrólito e, a continuación, insírense no material negativo (normalmente un material de carbono). Durante o proceso de descarga, os ións de litio sepáranse do material negativo e móvense a través do electrólito ata o material positivo, xerando corrente e enerxía eléctrica, o que fai que o equipo externo funcione.
O principio de funcionamento das baterías de litio pódese simplificar nos seguintes pasos:
1. Durante o proceso de carga, o electrodo negativo da batería de litio absorberá electróns externos. Para manterse eléctricamente neutro, o electrodo positivo verase obrigado a liberar electróns ao exterior e os ións de litio que perderon electróns serán atraídos polo electrodo negativo e moveranse a través do electrólito ata o electrodo negativo. Deste xeito, o electrodo negativo reabastece os electróns e almacena ións de litio.
2. Cando se descargan, os electróns volven ao electrodo positivo a través do circuíto externo, e os ións de litio tamén se eliminan do material do electrodo negativo, liberando a enerxía eléctrica almacenada no proceso e volvendo ao electrodo positivo a través do electrólito. e os electróns combínanse para participar na reacción de redución para restaurar a estrutura do composto de litio.
3. No proceso de carga e descarga, de feito, é o proceso de ións de litio perseguindo electróns, durante o cal se consegue o almacenamento e liberación de enerxía eléctrica.
O desenvolvemento das baterías de litio pasou por varias etapas. A principios da década de 1970, introducíronse por primeira vez as baterías de metal de litio, pero debido á alta actividade e problemas de seguridade do metal de litio, o seu alcance de aplicación era limitado. Posteriormente, as baterías de ión-litio convertéronse na tecnoloxía principal, que utiliza compostos de litio non metálicos como materiais de electrodos positivos para resolver o problema de seguridade das baterías de litio metálico. Na década de 1990 apareceron as baterías de polímero de litio, utilizando xeles de polímero como electrólitos, mellorando a seguridade e a densidade enerxética das baterías. Nos últimos anos tamén se están a desenvolver novas tecnoloxías de baterías de litio, como baterías de litio-xofre e baterías de litio de estado sólido.
Na actualidade, as baterías de iones de litio seguen sendo a tecnoloxía de baterías máis utilizada e madura. Ten unha alta densidade de enerxía, un ciclo de vida longo e unha baixa taxa de autodescarga, e úsase amplamente en teléfonos móbiles, ordenadores portátiles, vehículos eléctricos e outros campos. Ademais, as baterías de polímero de litio tamén son moi utilizadas en campos como dispositivos finos e lixeiros e auriculares sen fíos, debido á súa alta densidade de enerxía e ás súas características de deseño fino.
China logrou avances notables no campo das baterías de litio. China é un dos maiores produtores e consumidores mundiais de baterías de litio. A cadea da industria de baterías de litio de China está completa, desde a adquisición de materias primas ata a fabricación de baterías ten unha certa escala e forza técnica. As empresas chinesas de baterías de litio fixeron importantes avances na investigación e desenvolvemento tecnolóxico, na capacidade de produción e na cota de mercado. Ademais, o goberno chinés tamén introduciu unha serie de políticas de apoio para fomentar o desenvolvemento e a innovación da industria das baterías de litio. As baterías de litio convertéronse nunha solución enerxética importante en áreas como dispositivos electrónicos e vehículos eléctricos.