Kevirê bingehîn ê enerjiya nû: Pêşveçûn û prensîba bataryayên lîtiumê bixwînin

Pîlên lîtium celebek hevpar a bataryayên dakêşbar in ku reaksiyona elektrokîmyayî li ser bingeha koçkirina îyonên lîtiumê di navbera elektrodên erênî û neyînî de ye. Pîlên lîtium xwedan avantajên dendika enerjiyê ya bilind, jiyana dirêj û rêjeya xwe-vekêşana kêm in, ji ber vê yekê ew bi berfirehî di cûrbecûr amûrên elektronîkî û wesayîtên elektrîkê de têne bikar anîn.

Prensîba xebatê ya bataryayên lîtiumê li ser bingeha koçkirina îyonên lîtiumê di navbera elektrodên erênî û neyînî de ye. Di pêvajoya barkirinê de, îyonên lîtiumê ji maddeya erênî (bi gelemperî oksîdek wekî lîtium kobaltate) têne berdan, di elektrolîtê re derbas dibin, û dûv re têxin nav materyalê neyînî (bi gelemperî materyalek karbonê). Di dema pêvajoya dakêşanê de, îyonên lîtiumê ji materyalê neyînî têne veqetandin û bi elektrolîtê berbi materyalê erênî ve diçin, niha û enerjiya elektrîkê çêdikin, ku amûrên derveyî dixebitîne.

Prensîba xebatê ya bataryayên lîtium dikare di gavên jêrîn de hêsan bibe:

1. Di pêvajoya barkirinê de, elektrodê neyînî ya pîlê lîtium dê elektronên derveyî bikişîne. Ji bo ku ji hêla elektrîkê ve bêalî bimîne, elektroda erênî dê neçar bibe ku elektronan berbi derve berde, û îyonên lîtiumê yên ku elektron winda kirine dê berbi elektroda neyînî ve werin kişandin û bi elektrolîtê ve biçin elektroda neyînî. Bi vî awayî, elektrodê neyînî elektronan dadigire û îyonên lîtiumê hilîne.

2. Dema ku dakêşin, elektron bi riya dorhêla derveyî vedigerin elektroda erênî, û îyonên lîtium jî ji materyalê elektrodê neyînî têne derxistin, enerjiya elektrîkê ya hilanîn di pêvajoyê de berdide, û bi elektrolîtê vegere elektroda erênî. û elektron bi hev re têne berhev kirin da ku beşdarî reaksiyona kêmkirinê bibin da ku avahiya pêkhateya lîtiumê sererast bikin.

3. Di pêvajoya barkirin û avêtinê de, bi rastî, ew pêvajoya îyonên lîtiumê ye ku li dû elektronan digerin, di dema ku hilanîn û serbestberdana enerjiya elektrîkê pêk tê.

Pêşveçûna bataryayên lîtium di gelek qonax de derbas bûye. Di destpêka salên 1970-an de, bataryayên metalê yên lîtiumê yekem car hatin pêşkêş kirin, lê ji ber çalakî û pirsgirêkên ewlehiyê yên metal lîtium, qada serîlêdana wan sînordar bû. Dûv re, bataryayên lîtium-ion bûne teknolojiya sereke, ku pêkhateyên lîtiumê yên ne-metalîkî wekî materyalên elektrodê erênî bikar tîne da ku pirsgirêka ewlehiyê ya bataryayên metalê yên lîtiumê çareser bike. Di salên 1990-an de, bataryayên polîmer ên lîtiumê xuya bûn, ku gêlên polîmer wekî elektrolîtan bikar tînin, ewlehî û dendika enerjiyê ya bataryayê baştir dikin. Di van salên dawî de, teknolojiyên nû yên bataryayên lîtiumê yên wekî bataryayên lîtium-sulfurê û bataryayên lîtiumê yên hişk jî pêşve diçin.

Heya nuha, bataryayên lîtium-ion hîn jî teknolojiya batterê ya herî gelemperî û gihîştî ne. Ew xwedan tîrêjiya enerjiyê ya bilind, jiyana çerxa dirêj û rêjeya xwe-derxistina kêm e, û bi berfirehî di têlefonên desta, komputerên notebook, wesayîtên elektrîkê û warên din de tê bikar anîn. Wekî din, bataryayên polîmer ên lîtiumê di warên wekî amûrên zirav û sivik û guhên bêtêl de jî bi berfirehî têne bikar anîn, ji ber ku tansiyona wan a bilind û taybetmendiyên sêwirana zirav.

Çîn di warê bataryayên lîtiumê de pêşkeftinek berbiçav bi dest xistiye. Çîn yek ji mezintirîn hilberîner û xerîdarên bataryayên lîtiumê ye. Zincîra pîşesaziya bataryayê ya lîtiumê ya Chinaînê temam e, ji kirîna maddeya xav bigire heya çêkirina batterê xwedan pîvanek û hêzek teknîkî ye. Pargîdaniyên bataryayên lîtiumê yên Chinaînê di lêkolîn û pêşkeftina teknolojiyê, kapasîteya hilberînê û para bazarê de pêşkeftinek girîng bi dest xistine. Wekî din, hukûmeta Chineseînî di heman demê de rêzek polîtîkayên piştgiriyê jî destnîşan kiriye da ku pêşkeftin û nûjeniya pîşesaziya battera lîtiumê teşwîq bike. Pîlên lîtium di warên wekî amûrên elektronîkî û wesayîtên elektrîkê de bûne çareseriyek enerjiyê ya sereke.