Жаңы энергиянын негизи: Литий батарейкаларынын өнүгүшүн жана принциптерин окуңуз

Литий батарейкалар - бул электрохимиялык реакциясы оң жана терс электроддор арасындагы литий иондорунун миграциясына негизделген кайра заряддалуучу батареянын кеңири таралган түрү. Литий батарейкалар жогорку энергия тыгыздыгы, узак өмүр жана төмөн өзүн-өзү разряд чен артыкчылыктарга ээ, ошондуктан алар көп түрдүү электрондук аппараттар жана электр транспорт колдонулат.

Литий батареяларынын иштөө принциби оң жана терс электроддор арасында литий иондорунун миграциясына негизделген. Заряддоо процессинде литий иондору оң материалдан (көбүнчө оксид, мисалы литий кобальтаты) бөлүнүп чыгып, электролит аркылуу өтүп, андан кийин терс материалга (көбүнчө көмүртек материалы) киргизилет. Разряд процессинде литий иондору терс материалдан бөлүнүп, электролит аркылуу оң материалга өтүп, ток жана электр энергиясын пайда кылып, тышкы жабдууларды иштөөгө түртөт.

Литий батарейкаларынын иштөө принциби төмөнкү кадамдарга жөнөкөйлөштүрүлүшү мүмкүн:

1. Заряддоо процессинде литий батарейканын терс электроддору тышкы электрондорду соруп алат. Электрдик нейтралдуу бойдон калуу үчүн оң электрод электрондорду сыртка чыгарууга аргасыз болот, ал эми электрондорун жоготкон литий иондору терс электродго тартылып, электролит аркылуу терс электродго өтөт. Мына ушундай жол менен терс электрод электрондорду толуктап, литий иондорун сактайт.

2. Заряддоодо, электрондор сырткы чынжыр аркылуу оң электродго кайтып, литий иондору да терс электроддун материалынан чыгарылып, процессте сакталган электр энергиясын бошотуп, электролит аркылуу оң электродго кайра жылат, жана электрондор литий кошулмасынын структурасын калыбына келтирүү үчүн калыбына келтирүү реакциясына катышуу үчүн бириктирилет.

3. Заряддоо жана разряд процессинде чындыгында бул литий иондорунун электрондорду кууп чыгуу процесси, анын жүрүшүндө электр энергиясын сактоо жана чыгаруу ишке ашат.

Литий батарейкаларды иштеп чыгуу бир нече этаптарды басып өттү. 1970-жылдардын башында литий металл батареялары биринчи жолу киргизилген, бирок литий металлдын жогорку активдүүлүгү жана коопсуздук маселелеринен улам, аларды колдонуу чөйрөсү чектелген. Кийинчерээк, литий-иондук батареялар литий металл батареяларынын коопсуздук маселесин чечүү үчүн оң электрод материалдары катары металл эмес литий кошулмаларын колдонгон негизги технология болуп калды. 1990-жылдары литий полимердик батарейкалар пайда болуп, электролиттер катары полимердик гелдерди колдонуп, батареялардын коопсуздугун жана энергиянын тыгыздыгын жакшыртышкан. Акыркы жылдары литий-күкүрттүү батареялар жана катуу абалдагы литий батареялары сыяктуу жаңы литий батареяларынын технологиялары да өнүгүп жатат.

Азыркы учурда литий-иондук батарейкалар дагы эле эң көп колдонулган жана эң жетилген батарея технологиясы болуп саналат. Бул жогорку энергия тыгыздыгы, узак цикл өмүрү жана төмөн өзүн-өзү разряд курсу бар, жана көп уюлдук телефондордо, ноутбук компьютерлерде, электр унааларында жана башка тармактарда колдонулат. Кошумчалай кетсек, литий полимердик батарейкалар энергиянын жогорку тыгыздыгына жана жука дизайн өзгөчөлүктөрүнөн улам, жука жана жеңил түзмөктөр жана зымсыз гарнитура сыяктуу тармактарда кеңири колдонулат.

Кытай литий батарейкалар тармагында көрүнүктүү ийгиликтерге жетишти. Кытай дүйнөдөгү эң ири литий батареяларын өндүрүүчүлөрдүн жана керектөөчүлөрдүн бири. Кытайдын литий батарея өнөр жай чынжыр толук, чийки зат сатып алуудан тартып батарея өндүрүүгө чейин белгилүү бир масштабда жана техникалык күчкө ээ. Кытайдын литий батарейка компаниялары технологиялык изилдөө жана өнүктүрүү, өндүрүштүк кубаттуулук жана рынок үлүшү боюнча маанилүү ийгиликтерге жетишти. Мындан тышкары, Кытай өкмөтү да литий батарея өнөр жайын өнүктүрүү жана инновацияларды колдоо үчүн бир катар колдоо саясатын киргизди. Литий батарейкалар электрондук шаймандар жана электр унаалары сыяктуу тармактарда негизги энергетикалык чечим болуп калды.