Yangi energiyaning asosi: lityum batareyalarning rivojlanishi va printsipini o'qing

Lityum batareyalar qayta zaryadlanuvchi batareyalarning keng tarqalgan turi bo'lib, ularning elektrokimyoviy reaktsiyasi lityum ionlarining ijobiy va salbiy elektrodlar o'rtasida migratsiyasiga asoslangan. Lityum batareyalar yuqori energiya zichligi, uzoq umr va past o'z-o'zini tushirish tezligi afzalliklariga ega, shuning uchun ular turli xil elektron qurilmalar va elektr transport vositalarida keng qo'llaniladi.

Lityum batareyalarning ishlash printsipi lityum ionlarining ijobiy va salbiy elektrodlar o'rtasida migratsiyasiga asoslangan. Zaryadlash jarayonida lityum ionlari ijobiy materialdan (odatda lityum kobaltat kabi oksiddan) chiqariladi, elektrolitdan o'tadi va keyin salbiy materialga (odatda uglerod materiali) kiritiladi. Chiqarish jarayonida litiy ionlari salbiy materialdan ajralib chiqadi va elektrolitlar orqali ijobiy materialga o'tadi, oqim va elektr energiyasini hosil qiladi, bu esa tashqi uskunani ishga tushiradi.

Lityum batareyalarning ishlash printsipi quyidagi bosqichlarga soddalashtirilishi mumkin:

1. Zaryadlash jarayonida lityum batareyaning salbiy elektrodi tashqi elektronlarni o'zlashtiradi. Elektr neytral bo'lib qolish uchun musbat elektrod elektronlarni tashqariga chiqarishga majbur bo'ladi va elektronlarini yo'qotgan litiy ionlari manfiy elektrodga tortiladi va elektrolitlar orqali manfiy elektrodga o'tadi. Shu tarzda, salbiy elektrod elektronlarni to'ldiradi va litiy ionlarini saqlaydi.

2. Zaryadlashda elektronlar tashqi kontur orqali musbat elektrodga qaytadi va lityum ionlari ham salbiy elektrod materialidan chiqariladi, bu jarayonda saqlangan elektr energiyasini chiqaradi va elektrolitlar orqali musbat elektrodga qaytadi, va elektronlar litiy birikmasining tuzilishini tiklash uchun qaytarilish reaktsiyasida ishtirok etish uchun birlashtiriladi.

3. Zaryadlash va tushirish jarayonida, aslida, bu litiy ionlarining elektronlarni ta'qib qilish jarayoni bo'lib, uning davomida elektr energiyasini saqlash va chiqarishga erishiladi.

Lityum batareyalarning rivojlanishi bir necha bosqichlardan o'tdi. 1970-yillarning boshlarida lityum metall batareyalar birinchi marta taqdim etildi, ammo lityum metallning yuqori faolligi va xavfsizlik masalalari tufayli ularni qo'llash doirasi cheklangan edi. Keyinchalik, lityum-ion batareyalar lityum metall batareyalarning xavfsizlik muammosini hal qilish uchun musbat elektrod materiallari sifatida metall bo'lmagan lityum birikmalaridan foydalanadigan asosiy texnologiyaga aylandi. 1990-yillarda lityum polimer batareyalar paydo bo'ldi, ular polimer jellarini elektrolitlar sifatida ishlatib, batareyalarning xavfsizligi va energiya zichligini oshirdi. So'nggi yillarda lityum-oltingugurtli batareyalar va qattiq holatdagi lityum batareyalar kabi yangi lityum batareya texnologiyalari ham rivojlanmoqda.

Hozirgi vaqtda lityum-ion batareyalar hali ham eng ko'p ishlatiladigan va eng etuk batareya texnologiyasidir. U yuqori energiya zichligi, uzoq umr va past o'z-o'zini tushirish tezligiga ega va mobil telefonlar, noutbuklar, elektr transport vositalari va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Bundan tashqari, lityum polimer batareyalar yuqori energiya zichligi va nozik dizayn xususiyatlari tufayli nozik va engil qurilmalar va simsiz minigarnituralar kabi sohalarda ham keng qo'llaniladi.

Xitoy lityum batareyalar sohasida ajoyib yutuqlarga erishdi. Xitoy dunyodagi eng yirik lityum batareyalar ishlab chiqaruvchilari va iste'molchilaridan biridir. Xitoyning lityum batareyalar sanoati zanjiri to'liq bo'lib, xom ashyoni xarid qilishdan akkumulyator ishlab chiqarishgacha ma'lum miqyos va texnik kuchga ega. Xitoyning lityum batareya kompaniyalari texnologiya tadqiqotlari va rivojlanishi, ishlab chiqarish quvvati va bozor ulushida muhim yutuqlarga erishdi. Bundan tashqari, Xitoy hukumati lityum batareyalar sanoatini rivojlantirish va innovatsiyalarni rag'batlantirish uchun bir qator qo'llab-quvvatlash siyosatini ham joriy qildi. Lityum batareyalar elektron qurilmalar va elektr transport vositalari kabi sohalarda asosiy energiya yechimiga aylandi.