A pedra angular da nova energia: Leia o desenvolvimento e o princípio das baterias de lítio

As baterias de lítio são um tipo comum de bateria recarregável cuja reação eletroquímica é baseada na migração de íons de lítio entre os eletrodos positivo e negativo. As baterias de lítio têm as vantagens de alta densidade de energia, longa vida útil e baixa taxa de autodescarga, por isso são amplamente utilizadas em diversos dispositivos eletrônicos e veículos elétricos.

O princípio de funcionamento das baterias de lítio baseia-se na migração de íons de lítio entre os eletrodos positivo e negativo. Durante o processo de carregamento, os íons de lítio são liberados do material positivo (geralmente um óxido como o cobaltato de lítio), passam pelo eletrólito e são então inseridos no material negativo (geralmente um material de carbono). Durante o processo de descarga, os íons de lítio são separados do material negativo e passam pelo eletrólito até o material positivo, gerando corrente e energia elétrica, que acionam o funcionamento do equipamento externo.

O princípio de funcionamento das baterias de lítio pode ser simplificado nas seguintes etapas:

1. Durante o processo de carregamento, o eletrodo negativo da bateria de lítio absorverá elétrons externos. Para permanecer eletricamente neutro, o eletrodo positivo será forçado a liberar elétrons para o exterior, e os íons de lítio que perderam elétrons serão atraídos para o eletrodo negativo e passarão através do eletrólito até o eletrodo negativo. Desta forma, o eletrodo negativo reabastece elétrons e armazena íons de lítio.

2. Ao descarregar, os elétrons retornam ao eletrodo positivo através do circuito externo, e os íons de lítio também são removidos do material do eletrodo negativo, liberando a energia elétrica armazenada no processo e voltando para o eletrodo positivo através do eletrólito, e os elétrons são combinados para participar da reação de redução para restaurar a estrutura do composto de lítio.

3. No processo de carga e descarga, na verdade, é o processo em que os íons de lítio perseguem os elétrons, durante o qual se consegue o armazenamento e a liberação de energia elétrica.

O desenvolvimento de baterias de lítio passou por vários estágios. No início da década de 1970, as baterias de metal de lítio foram introduzidas pela primeira vez, mas devido à alta atividade e aos problemas de segurança do metal de lítio, seu escopo de aplicação era limitado. Posteriormente, as baterias de íon-lítio tornaram-se a tecnologia dominante, que usa compostos de lítio não metálicos como materiais de eletrodo positivo para resolver o problema de segurança das baterias de metal de lítio. Na década de 1990, surgiram as baterias de polímero de lítio, utilizando géis poliméricos como eletrólitos, melhorando a segurança e a densidade energética das baterias. Nos últimos anos, novas tecnologias de baterias de lítio, como baterias de lítio-enxofre e baterias de lítio de estado sólido, também têm se desenvolvido.

Atualmente, as baterias de íons de lítio ainda são a tecnologia de bateria mais comumente usada e mais madura. Possui alta densidade de energia, ciclo de vida longo e baixa taxa de autodescarga, e é amplamente utilizado em telefones celulares, notebooks, veículos elétricos e outros campos. Além disso, as baterias de polímero de lítio também são amplamente utilizadas em áreas como dispositivos finos e leves e fones de ouvido sem fio, devido à sua alta densidade de energia e características de design fino.

A China fez progressos notáveis ​​no campo das baterias de lítio. A China é um dos maiores produtores e consumidores mundiais de baterias de lítio. A cadeia da indústria de baterias de lítio da China é completa, desde a aquisição de matérias-primas até a fabricação de baterias, com certa escala e força técnica. As empresas de baterias de lítio da China fizeram progressos importantes em pesquisa e desenvolvimento tecnológico, capacidade de produção e participação de mercado. Além disso, o governo chinês também introduziu uma série de políticas de apoio para incentivar o desenvolvimento e a inovação da indústria de baterias de lítio. As baterias de lítio tornaram-se uma importante solução energética em áreas como dispositivos eletrônicos e veículos elétricos.