Naujos energijos kertinis akmuo: perskaitykite ličio baterijų kūrimą ir veikimo principą

Ličio baterijos yra įprastas įkraunamų baterijų tipas, kurio elektrocheminė reakcija pagrįsta ličio jonų migracija tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų. Ličio baterijos turi didelį energijos tankį, ilgą tarnavimo laiką ir mažą savaiminio išsikrovimo greitį, todėl yra plačiai naudojamos įvairiuose elektroniniuose įrenginiuose ir elektrinėse transporto priemonėse.

Ličio baterijų veikimo principas pagrįstas ličio jonų migracija tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų. Įkrovimo proceso metu ličio jonai išsiskiria iš teigiamos medžiagos (dažniausiai oksido, pavyzdžiui, ličio kobaltato), praeina per elektrolitą ir įterpiami į neigiamą medžiagą (dažniausiai anglies medžiagą). Iškrovimo proceso metu ličio jonai yra atskiriami nuo neigiamos medžiagos ir per elektrolitą juda į teigiamą medžiagą, generuodami srovę ir elektros energiją, kuri varo išorinę įrangą.

Ličio baterijų veikimo principą galima supaprastinti į šiuos veiksmus:

1. Įkrovimo proceso metu neigiamas ličio akumuliatoriaus elektrodas sugers išorinius elektronus. Kad išliktų elektriškai neutralus, teigiamas elektrodas bus priverstas išleisti elektronus į išorę, o praradę elektronus ličio jonai bus pritraukti prie neigiamo elektrodo ir per elektrolitą pajudės į neigiamą elektrodą. Tokiu būdu neigiamas elektrodas papildo elektronus ir kaupia ličio jonus.

2. Išsikrovimo metu elektronai grįžta į teigiamą elektrodą per išorinę grandinę, o ličio jonai taip pat pašalinami iš neigiamo elektrodo medžiagos, o proceso metu išleidžiama sukaupta elektros energija ir per elektrolitą grįžta atgal į teigiamą elektrodą. o elektronai sujungiami, kad dalyvautų redukcijos reakcijoje, kad būtų atkurta ličio junginio struktūra.

3. Įkrovimo ir iškrovimo procese iš tikrųjų tai yra procesas, kai ličio jonai vejasi elektronus, kurių metu pasiekiamas elektros energijos kaupimas ir išleidimas.

Ličio baterijų kūrimas perėjo kelis etapus. Aštuntojo dešimtmečio pradžioje pirmą kartą buvo pristatytos ličio metalo baterijos, tačiau dėl didelio ličio metalo aktyvumo ir saugos problemų jų taikymo sritis buvo ribota. Vėliau ličio jonų baterijos tapo pagrindine technologija, kuri naudoja nemetalinius ličio junginius kaip teigiamų elektrodų medžiagas, kad išspręstų ličio metalo baterijų saugos problemą. Dešimtajame dešimtmetyje atsirado ličio polimerų baterijos, kuriose kaip elektrolitai buvo naudojami polimeriniai geliai, pagerinantys baterijų saugumą ir energijos tankį. Pastaraisiais metais taip pat buvo kuriamos naujos ličio baterijų technologijos, tokios kaip ličio ir sieros baterijos ir kietojo kūno ličio baterijos.

Šiuo metu ličio jonų baterijos vis dar yra dažniausiai naudojama ir brandžiausia baterijų technologija. Jis turi didelį energijos tankį, ilgą ciklo tarnavimo laiką ir mažą savaiminio išsikrovimo greitį ir yra plačiai naudojamas mobiliuosiuose telefonuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose, elektrinėse transporto priemonėse ir kitose srityse. Be to, dėl didelio energijos tankio ir plonos konstrukcijos ypatumų ličio polimerų baterijos taip pat plačiai naudojamos tokiose srityse kaip ploni ir lengvi įrenginiai bei belaidės ausinės.

Kinija padarė didelę pažangą ličio baterijų srityje. Kinija yra viena didžiausių ličio baterijų gamintojų ir vartotojų pasaulyje. Kinijos ličio baterijų pramonės grandinė yra baigta, nuo žaliavų pirkimo iki baterijų gamybos turi tam tikrą mastą ir techninį stiprumą. Kinijos ličio baterijų įmonės padarė didelę pažangą technologijų tyrimų ir plėtros, gamybos pajėgumų ir rinkos dalies srityse. Be to, Kinijos vyriausybė taip pat įvedė keletą paramos politikos priemonių, kad paskatintų ličio baterijų pramonės plėtrą ir naujoves. Ličio baterijos tapo pagrindiniu energijos sprendimu tokiose srityse kaip elektroniniai prietaisai ir elektrinės transporto priemonės.