Asas tenaga baharu: Baca perkembangan dan prinsip bateri litium

Bateri litium ialah jenis biasa bateri boleh dicas semula yang tindak balas elektrokimianya adalah berdasarkan penghijrahan ion litium antara elektrod positif dan negatif. Bateri litium mempunyai kelebihan ketumpatan tenaga yang tinggi, jangka hayat yang panjang dan kadar nyahcas diri yang rendah, jadi ia digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti elektronik dan kenderaan elektrik.

Prinsip kerja bateri litium adalah berdasarkan penghijrahan ion litium antara elektrod positif dan negatif. Semasa proses pengecasan, ion litium dibebaskan daripada bahan positif (biasanya oksida seperti litium kobaltat), melalui elektrolit, dan kemudian dimasukkan ke dalam bahan negatif (biasanya bahan karbon). Semasa proses nyahcas, ion litium diasingkan daripada bahan negatif dan bergerak melalui elektrolit ke bahan positif, menghasilkan tenaga arus dan elektrik, yang mendorong peralatan luaran berfungsi.

Prinsip kerja bateri litium boleh dipermudahkan ke dalam langkah-langkah berikut:

1. Semasa proses pengecasan, elektrod negatif bateri litium akan menyerap elektron luar. Untuk kekal neutral secara elektrik, elektrod positif akan dipaksa untuk melepaskan elektron ke luar, dan ion litium yang telah kehilangan elektron akan tertarik ke elektrod negatif dan bergerak melalui elektrolit ke elektrod negatif. Dengan cara ini, elektrod negatif mengisi semula elektron dan menyimpan ion litium.

2. Apabila menunaikan, elektron kembali ke elektrod positif melalui litar luaran, dan ion litium juga dikeluarkan daripada bahan elektrod negatif, melepaskan tenaga elektrik yang disimpan dalam proses, dan bergerak kembali ke elektrod positif melalui elektrolit, dan elektron digabungkan untuk mengambil bahagian dalam tindak balas pengurangan untuk memulihkan struktur sebatian litium.

3. Dalam proses cas dan nyahcas, sebenarnya, ia adalah proses ion litium mengejar elektron, di mana penyimpanan dan pelepasan tenaga elektrik dicapai.

Pembangunan bateri litium telah melalui beberapa peringkat. Pada awal 1970-an, bateri logam litium mula diperkenalkan, tetapi disebabkan aktiviti tinggi dan isu keselamatan logam litium, skop penggunaannya adalah terhad. Selepas itu, bateri litium-ion telah menjadi teknologi arus perdana, yang menggunakan sebatian litium bukan logam sebagai bahan elektrod positif untuk menyelesaikan masalah keselamatan bateri logam litium. Pada tahun 1990-an, bateri polimer litium muncul, menggunakan gel polimer sebagai elektrolit, meningkatkan keselamatan dan ketumpatan tenaga bateri. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi bateri litium baharu seperti bateri litium-sulfur dan bateri litium keadaan pepejal juga telah dibangunkan.

Pada masa ini, bateri litium-ion masih merupakan teknologi bateri yang paling biasa digunakan dan paling matang. Ia mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi, hayat kitaran yang panjang dan kadar nyahcas diri yang rendah, dan digunakan secara meluas dalam telefon bimbit, komputer riba, kenderaan elektrik dan bidang lain. Di samping itu, bateri polimer litium juga digunakan secara meluas dalam bidang seperti peranti nipis dan ringan serta fon kepala tanpa wayar, kerana ketumpatan tenaga yang tinggi dan ciri reka bentuk nipis.

China telah mencapai kemajuan yang luar biasa dalam bidang bateri litium. China ialah salah satu pengeluar dan pengguna bateri litium terbesar di dunia. Rantaian industri bateri litium China telah lengkap, daripada perolehan bahan mentah kepada pembuatan bateri mempunyai skala dan kekuatan teknikal tertentu. Syarikat bateri litium China telah mencapai kemajuan penting dalam penyelidikan dan pembangunan teknologi, kapasiti pengeluaran dan bahagian pasaran. Selain itu, kerajaan China juga telah memperkenalkan satu siri dasar sokongan untuk menggalakkan pembangunan dan inovasi industri bateri litium. Bateri litium telah menjadi penyelesaian tenaga utama dalam bidang seperti peranti elektronik dan kenderaan elektrik.