Литий батарейкалары биздин электрондук шаймандарды кубаттандыруу ыкмасын өзгөрттү.Смартфондордон тартып электр унааларына чейин бул жеңил жана натыйжалуу кубат булактары биздин күнүмдүк жашообуздун ажырагыс бөлүгү болуп калды.Бирок, өнүгүүлитий батареяларынын кластерлерижылмакай болгон жок.Бул жыл ичинде кээ бир олуттуу өзгөрүүлөргө жана жылыштарга дуушар болду.Бул макалада биз литий батареяларынын топтомдорунун тарыхын жана алар биздин өсүп жаткан энергия муктаждыктарыбызды канааттандыруу үчүн кантип эволюцияланганын изилдейбиз.
Биринчи литий-иондук батарея 1970-жылдардын аягында Стэнли Уиттингем тарабынан иштелип чыккан, бул литий батарейка революциясынын башталышы болгон.Уиттингемдин аккумулятору катод катары титан дисульфиди, анод катары литий металлын колдонот.Батареянын бул түрү энергиянын тыгыздыгы жогору болсо да, коопсуздукка байланыштуу коммерциялык жактан жарактуу эмес.Литий металлы өтө реактивдүү жана батареянын күйүп кетишине же жарылуусуна алып келип, термикалык качууга алып келиши мүмкүн.
Литий-металл батарейкалар менен байланышкан коопсуздук маселелерин чечүү аракетинде Джон Б. Гуденоф жана анын Оксфорд университетиндеги командасы 1980-жылдары жаңы ачылыштарды жасашкан.Алар литий металлдын ордуна металл оксидинин катодун колдонуу менен термикалык качуу коркунучун жок кылууга болорун аныкташкан.Goodenough компаниясынын литий-кобальт оксидинин катоддору өнөр жайды өзгөртүп, бүгүнкү күндө биз колдонгон өнүккөн литий-иондук батарейкаларга жол ачты.
Литий батареяларынын пакеттериндеги кийинки чоң жетишкендик 1990-жылдары Йошио Ниши жана анын Sony компаниясында биринчи коммерциялык литий-иондук батареяны иштеп чыкканда болду.Алар жогорку реактивдүү литий металл анодун туруктуураак графит анодуна алмаштырып, батареянын коопсуздугун андан ары жакшыртышты.Энергиянын жогорку жыштыгы жана узак циклинин аркасында, бул батарейкалар тез арада ноутбуктар жана уюлдук телефондор сыяктуу көчмө электрондук түзүлүштөр үчүн стандарттуу энергия булагы болуп калды.
2000-жылдардын башында литий батарейкалары автомобиль өнөр жайында жаңы колдонмолорду тапты.Мартин Эберхард жана Марк Тарпеннинг тарабынан негизделген Тесла литий-иондук батарейкалар менен иштеген биринчи коммерциялык ийгиликтүү электр унаасын чыгарды.Бул литий батареяларынын пакеттерин өнүктүрүүдө маанилүү этап болуп саналат, анткени аларды колдонуу көчмө электроника менен гана чектелбейт.Литий батарейкалары менен иштеген электр унаалары бензин менен иштеген салттуу унааларга караганда таза, туруктуураак альтернатива сунуштайт.
Литий батарейкаларына суроо-талап өскөн сайын, изилдөө аракеттери алардын энергия тыгыздыгын жогорулатууга жана алардын жалпы иштешин жакшыртууга багытталган.Мындай жетишкендиктердин бири кремний негизиндеги аноддорду ишке киргизүү болду.Кремний литий иондорун сактоо үчүн жогорку теориялык мүмкүнчүлүккө ээ, ал батареялардын энергия тыгыздыгын бир топ жогорулата алат.Бирок, кремний аноддору заряд-разряд циклдеринде көлөмдүн кескин өзгөрүшү сыяктуу кыйынчылыктарга туш болушат, натыйжада циклдин иштөө мөөнөтү кыскарат.Изилдөөчүлөр кремний негизиндеги аноддордун толук потенциалын ачуу үчүн бул кыйынчылыктарды жеңүү үчүн жигердүү иштеп жатышат.
Изилдөөнүн дагы бир багыты - бул катуу абалдагы литий батареяларынын кластерлери.Бул батареялар салттуу литий-иондук батарейкалардагы суюк электролиттердин ордуна катуу электролиттерди колдонушат.Катуу абалдагы батарейкалар бир нече артыкчылыктарды, анын ичинде коопсуздукту, энергиянын тыгыздыгын жана циклдин узактыгын сунуштайт.Бирок, аларды коммерциялаштыруу али баштапкы этапта жана техникалык кыйынчылыктарды жеңүү жана өндүрүштүк чыгымдарды азайтуу үчүн мындан аркы изилдөө жана иштеп чыгуулар керек.
Келечекте литий батареяларынын кластерлеринин келечеги келечектүү көрүнөт.Энергияны сактоого суроо-талап өсүп жаткан электр унаа рыногуна жана кайра жаралуучу энергия интеграциясына болгон суроо-талапка байланыштуу өсүүдө.Изилдөө аракеттери энергиянын тыгыздыгы жогору, тез кубаттоо мүмкүнчүлүктөрү жана циклдин узактыгы менен батареяларды иштеп чыгууга багытталган.Литий батареяларынын кластерлери таза, туруктуу энергетикалык келечекке өтүүдө маанилүү роль ойнойт.
Жыйынтыктап айтканда, литий батареяларынын топтомдорунун өнүгүү тарыхы адамдын инновацияларына жана коопсуз жана натыйжалуу энергия булактарына умтулуусуна күбө болду.Литий-металл батарейкалардын алгачкы күндөрүнөн баштап биз бүгүнкү күндө колдонуп жаткан өнүккөн литий-иондук батарейкаларга чейин биз энергияны сактоо технологиясында олуттуу жетишкендиктерге күбө болдук.Биз мүмкүн болгон чектерди жылдырууну уланткан сайын, литий батарейкаларынын пакеттери өнүгүүнү жана энергияны сактоонун келечегин түзүүнү улантат.
Эгер сизди литий батареяларынын кластерлери кызыктырса, Radiance менен байланышууга кош келиңизцитата алуу.
Посттун убактысы: 24-ноябрь, 2023-ж