Литий батареялары электрондық құрылғыларды қуаттандыру жолында төңкеріс жасады. Смартфондардан бастап электр көліктеріне дейін бұл жеңіл және тиімді қуат көздері күнделікті өміріміздің ажырамас бөлігіне айналды. Дегенмен, дамуылитий батареяларының кластерлерітегіс жүзу болған жоқ. Ол бірнеше жылдар ішінде үлкен өзгерістер мен жетістіктерді бастан өткерді. Бұл мақалада біз литий батареяларының жинақтарының тарихын және олардың өсіп келе жатқан энергия қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қалай дамығанын зерттейміз.
Бірінші литий-ионды аккумуляторды Стэнли Уиттингем 1970 жылдардың аяғында жасап шығарды, бұл литий батареялары төңкерісінің басталуын білдіреді. Уиттингемнің аккумуляторы катод ретінде титан дисульфидін және анод ретінде литий металын пайдаланады. Батареяның бұл түрі жоғары қуат тығыздығына ие болғанымен, қауіпсіздік мәселелеріне байланысты коммерциялық тұрғыдан тиімді емес. Литий металы жоғары реактивті болып табылады және батареяның өртенуіне немесе жарылуына себеп болатын термиялық қашуды тудыруы мүмкін.
Литий-металл батареяларымен байланысты қауіпсіздік мәселелерін еңсеру мақсатында Джон Б. Гуденоу және оның Оксфорд университетіндегі командасы 1980 жылдары жаңашыл жаңалықтар жасады. Олар литий металының орнына металл оксидінің катодын пайдалану арқылы термиялық қашу қаупін жоюға болатынын анықтады. Гуденофтың литий-кобальт оксиді катодтары салада төңкеріс жасады және біз бүгінгі күні қолданатын жетілдірілген литий-ионды батареяларға жол ашты.
Литий батареялар пакеттеріндегі келесі үлкен жетістік 1990 жылдары Йошио Ниши және оның Sony компаниясында бірінші коммерциялық литий-ионды аккумуляторды жасаған кезде болды. Олар жоғары реактивті литий металды анодты тұрақты графит анодына ауыстырып, батарея қауіпсіздігін одан әрі жақсартты. Энергияның жоғары тығыздығы мен ұзақ қызмет ету мерзімінің арқасында бұл батареялар тез арада ноутбуктер мен ұялы телефондар сияқты портативті электрондық құрылғылар үшін стандартты қуат көзіне айналды.
2000 жылдардың басында литий батареялары автомобиль өнеркәсібінде жаңа қолданбаларды тапты. Мартин Эберхард пен Марк Тарпеннинг негізін қалаған Tesla литий-иондық аккумуляторлармен жұмыс істейтін алғашқы коммерциялық табысты электр көлігін шығарды. Бұл литий батареяларының жинақтарын дамытудағы маңызды кезеңді білдіреді, өйткені оларды пайдалану енді портативті электроникамен шектелмейді. Литий батареяларымен жұмыс істейтін электр көліктері бензинмен жүретін дәстүрлі көліктерге қарағанда таза, тұрақтырақ балама ұсынады.
Литий батареяларына сұраныс артқан сайын, зерттеу жұмыстары олардың энергия тығыздығын арттыруға және олардың жалпы өнімділігін жақсартуға бағытталған. Осындай жетістіктердің бірі кремний негізіндегі анодтарды енгізу болды. Кремний литий иондарын сақтау үшін жоғары теориялық сыйымдылыққа ие, бұл батареялардың энергия тығыздығын айтарлықтай арттыра алады. Дегенмен, кремний анодтары заряд-разряд циклдері кезінде көлемнің күрт өзгеруі сияқты қиындықтарға тап болады, бұл циклдің қызмет ету мерзімін қысқартады. Зерттеушілер кремний негізіндегі анодтардың толық әлеуетін ашу үшін осы қиындықтарды жеңу үшін белсенді жұмыс істеуде.
Зерттеудің тағы бір саласы - қатты күйдегі литий батареяларының кластерлері. Бұл батареялар дәстүрлі литий-ионды батареяларда кездесетін сұйық электролиттердің орнына қатты электролиттерді пайдаланады. Қатты күйдегі батареялар қауіпсіздікті, жоғары қуат тығыздығын және ұзақ циклды қамтитын бірнеше артықшылықтарды ұсынады. Дегенмен, оларды коммерцияландыру әлі ерте сатыда және техникалық қиындықтарды жеңу және өндірістік шығындарды азайту үшін одан әрі зерттеулер мен әзірлемелер қажет.
Болашаққа қарап, литий батареяларының кластерлерінің болашағы перспективалы болып көрінеді. Энергияны сақтауға сұраныс өсіп келе жатқан электр көліктер нарығы мен жаңартылатын энергия интеграциясына сұранысқа байланысты өсуде. Зерттеу күш-жігері жоғары энергия тығыздығы, жылдам зарядтау мүмкіндіктері және ұзақ қызмет ету мерзімі бар батареяларды жасауға бағытталған. Литий батареяларының кластерлері таза, тұрақты энергия болашағына көшуде маңызды рөл атқарады.
Қорытындылай келе, литий батареяларының жинақтарының даму тарихы адамның инновациялары мен қауіпсіз және тиімдірек қуат көздеріне ұмтылуының куәсі болды. Литий металл аккумуляторларының алғашқы күндерінен бастап біз бүгінде қолданатын озық литий-иондық батареяларға дейін біз энергия сақтау технологиясында айтарлықтай жетістіктерге куә болдық. Біз мүмкін болатын нәрселердің шекарасын ілгерілетуді жалғастыра отырып, литий батареяларының жинақтары дами береді және энергия сақтаудың болашағын қалыптастырады.
Егер сізді литий батареяларының кластерлері қызықтырса, Radiance компаниясына хабарласыңыздәйексөз алыңыз.
Жіберу уақыты: 24 қараша 2023 ж