Az új energia sarokköve: Olvassa el a lítium akkumulátorok fejlesztését és elvét

A lítium akkumulátorok az újratölthető akkumulátorok gyakori típusai, amelyek elektrokémiai reakciója a lítium-ionok pozitív és negatív elektródák közötti migrációján alapul. A lítium akkumulátorok előnye a nagy energiasűrűség, a hosszú élettartam és az alacsony önkisülési ráta, ezért széles körben használják különféle elektronikai eszközökben és elektromos járművekben.

A lítium akkumulátorok működési elve a lítium ionok vándorlásán alapul a pozitív és negatív elektródák között. A töltési folyamat során lítium-ionok szabadulnak fel a pozitív anyagból (általában egy oxidból, például lítium-kobaltátból), áthaladnak az elektroliton, majd bekerülnek a negatív anyagba (általában szénanyagba). A kisülési folyamat során a lítium-ionok elkülönülnek a negatív anyagtól, és az elektroliton keresztül a pozitív anyaghoz jutnak, áramot és elektromos energiát generálva, ami a külső berendezést működésre készteti.

A lítium akkumulátorok működési elve a következő lépésekre egyszerűsíthető:

1. A töltési folyamat során a lítium akkumulátor negatív elektródája elnyeli a külső elektronokat. Annak érdekében, hogy elektromosan semleges maradjon, a pozitív elektróda kénytelen lesz elektronokat kiszabadítani, és az elektronokat vesztett lítium-ionok a negatív elektródhoz vonzódnak, és az elektroliton keresztül a negatív elektródhoz jutnak. Ily módon a negatív elektróda feltölti az elektronokat és tárolja a lítium-ionokat.

2. Kisütéskor az elektronok a külső áramkörön keresztül visszatérnek a pozitív elektródához, és a negatív elektród anyagából a lítiumionok is eltávolítódnak, a folyamat során felszabadul a tárolt elektromos energia, és az elektroliton keresztül visszakerülnek a pozitív elektródához, és az elektronok egyesülnek, hogy részt vegyenek a redukciós reakcióban, hogy helyreállítsák a lítiumvegyület szerkezetét.

3. A töltés és kisütés folyamatában valójában az a folyamat, amikor a lítium-ionok üldözik az elektronokat, amely során az elektromos energia tárolása és felszabadítása valósul meg.

A lítium akkumulátorok fejlesztése több szakaszon ment keresztül. Az 1970-es évek elején jelentek meg először a lítium fém akkumulátorok, de a fém lítium nagy aktivitása és biztonsági kérdései miatt alkalmazási körük korlátozott volt. Ezt követően a lítium-ion akkumulátorok váltak a fő technológiává, amely nem fémes lítiumvegyületeket használ pozitív elektródaanyagként a lítium-fém akkumulátorok biztonsági problémáinak megoldására. Az 1990-es években megjelentek a lítium-polimer akkumulátorok, amelyek elektrolitként polimer géleket használtak, javítva az akkumulátorok biztonságát és energiasűrűségét. Az elmúlt években új lítium akkumulátor technológiák, például lítium-kén akkumulátorok és szilárdtest lítium akkumulátorok is fejlődtek.

Jelenleg még mindig a lítium-ion akkumulátorok a leggyakrabban használt és legfejlettebb akkumulátortechnológia. Nagy energiasűrűséggel, hosszú élettartammal és alacsony önkisülési sebességgel rendelkezik, és széles körben használják mobiltelefonokban, notebook számítógépekben, elektromos járművekben és más területeken. Ezenkívül a lítium-polimer akkumulátorokat széles körben használják olyan területeken is, mint a vékony és könnyű eszközök, valamint a vezeték nélküli fejhallgatók, nagy energiasűrűségük és vékony kialakítási jellemzőik miatt.

Kína figyelemre méltó előrelépést tett a lítium akkumulátorok területén. Kína a világ egyik legnagyobb lítium akkumulátor gyártója és fogyasztója. A kínai lítium akkumulátor-ipari lánc teljes, a nyersanyagbeszerzéstől az akkumulátorgyártásig bizonyos léptékű és műszaki erősséggel rendelkezik. A kínai lítium akkumulátorokat gyártó vállalatok jelentős előrelépést értek el a technológiai kutatás és fejlesztés, a termelési kapacitás és a piaci részesedés terén. Emellett a kínai kormány egy sor támogatási politikát is bevezetett a lítiumelem-ipar fejlesztésének és innovációjának ösztönzése érdekében. A lítium akkumulátorok jelentős energiamegoldássá váltak olyan területeken, mint az elektronikai eszközök és az elektromos járművek.