Шинэ эрчим хүчний тулгын чулуу: Литиум батерейны хөгжил, зарчмыг уншина уу

Литиум батерейнууд нь эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд лити ионуудын шилжилт хөдөлгөөнд суурилдаг цахилгаан химийн урвал нь цэнэглэдэг батерейны нийтлэг төрөл юм. Литиум батерей нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, удаан эдэлгээтэй, өөрөө цэнэггүй цэнэг багатай зэрэг давуу талтай тул төрөл бүрийн электрон төхөөрөмж, цахилгаан машинд өргөн хэрэглэгддэг.

Лити батерейны ажиллах зарчим нь эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд литийн ионуудын шилжилт хөдөлгөөнд суурилдаг. Цэнэглэх явцад литийн ионууд эерэг материалаас (ихэвчлэн литийн кобальтат гэх мэт исэл) ялгарч, электролитээр дамжин өнгөрч, сөрөг материалд (ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн материал) ордог. Цэнэглэх явцад литийн ионууд сөрөг материалаас салж, электролитээр дамжин эерэг материал руу шилжиж, гүйдэл болон цахилгаан энерги үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гадны төхөөрөмжийг ажиллуулахад хүргэдэг.

Лити батерейны ажиллах зарчмыг дараах үе шатуудад хялбарчилж болно.

1. Цэнэглэх явцад лити батерейны сөрөг электрод нь гадны электронуудыг шингээх болно. Цахилгаан саармаг хэвээр байхын тулд эерэг электрод нь электроныг гадагш гаргахаас өөр аргагүйд хүрч, электроноо алдсан литийн ионууд сөрөг электрод руу татагдаж, электролитээр дамжин сөрөг электрод руу шилжих болно. Ийм байдлаар сөрөг электрод нь электроныг нөхөж, литийн ионуудыг хадгалдаг.

2. Цэнэглэх үед электронууд гадаад хэлхээгээр эерэг электрод руу буцаж, литийн ионууд сөрөг электродын материалаас салж, процесст хуримтлагдсан цахилгаан энерги ялгарч, электролитээр дамжуулан эерэг электрод руу буцаж шилжинэ. ба электронуудыг нэгтгэж, литийн нэгдлийн бүтцийг сэргээхийн тулд багасгах урвалд оролцдог.

3. Цэнэглэх, цэнэггүй болгох үйл явц нь үнэндээ энэ нь литийн ионууд электронуудыг хөөх үйл явц бөгөөд энэ үед цахилгаан энергийг хадгалах, гаргахад хүрдэг.

Лити батерейны хөгжил хэд хэдэн үе шатыг туулсан. 1970-аад оны эхээр литийн металл батерейг анх нэвтрүүлсэн боловч лити металлын өндөр идэвхжил, аюулгүй байдлын асуудлаас болж тэдгээрийн хэрэглээний хамрах хүрээ хязгаарлагдмал байв. Дараа нь лити-ион батерей нь литийн металл батерейны аюулгүй байдлын асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд металл бус лити нэгдлүүдийг эерэг электродын материал болгон ашигладаг үндсэн технологи болсон. 1990-ээд онд полимер гелийг электролит болгон ашиглаж, батерейны аюулгүй байдал, эрчим хүчний нягтралыг сайжруулсан лити полимер батерейнууд гарч ирэв. Сүүлийн жилүүдэд лити-хүхрийн батерей, хатуу төлөвт лити батерей зэрэг лити батерейны шинэ технологиуд хөгжиж байна.

Одоогийн байдлаар лити-ион батерейнууд нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг батерейны технологи хэвээр байна. Энэ нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай, урт хугацааны ашиглалтын хугацаатай, өөрөө цэнэглэх хурд багатай бөгөөд гар утас, зөөврийн компьютер, цахилгаан машин болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Нэмж дурдахад лити полимер батерейг эрчим хүчний өндөр нягтрал, нимгэн дизайны онцлогоос шалтгаалан нимгэн, хөнгөн төхөөрөмж, утасгүй чихэвч зэрэг салбарт өргөнөөр ашигладаг.

Хятад улс лити батерейны салбарт гайхалтай ахиц дэвшил гаргасан. Хятад бол лити батерейны дэлхийн хамгийн том үйлдвэрлэгч, хэрэглэгчдийн нэг юм. Хятадын литийн батерейны үйлдвэрлэлийн сүлжээ бүрэн дүүрэн, түүхий эд худалдан авахаас эхлээд батерейны үйлдвэрлэл хүртэл тодорхой цар хүрээ, техникийн хүчин чадалтай. Хятадын литиум батерейны компаниуд технологийн судалгаа хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал, зах зээлд эзлэх хувь зэрэгт чухал ахиц дэвшил гаргасан байна. Үүнээс гадна, Хятадын засгийн газар мөн литийн батерейны үйлдвэрлэлийг хөгжүүлж, шинийг санаачлахад дэмжлэг үзүүлэх хэд хэдэн бодлого хэрэгжүүлсэн. Лити батерей нь электрон төхөөрөмж, цахилгаан машин зэрэг салбарт эрчим хүчний гол шийдэл болсон.