Літыевыя акумулятары зрабілі рэвалюцыю ў тым, як мы сілкуем нашы электронныя прылады. Ад смартфонаў да электрамабіляў, гэтыя лёгкія і эфектыўныя крыніцы харчавання сталі неад'емнай часткай нашага паўсядзённага жыцця. Аднак развіццёкластары літыевых батарэйне было гладкім. За гады яна зведала некаторыя істотныя змены і ўдасканаленні. У гэтым артыкуле мы разгледзім гісторыю літыевых акумулятарных блокаў і тое, як яны развіваліся, каб задаволіць нашы растучыя патрэбы ў энергіі.
Першы літый-іённы акумулятар быў распрацаваны Стэнлі Уітынгемам у канцы 1970-х гадоў, што паклала пачатак рэвалюцыі літыевых акумулятараў. У акумулятары Уітынгема выкарыстоўваецца дысульфід тытана ў якасці катода, а металічны літый — у якасці анода. Нягледзячы на тое, што гэты тып акумулятара мае высокую шчыльнасць энергіі, ён камерцыйна нежыццяздольны з-за праблем бяспекі. Металічны літый вельмі рэактыўны і можа выклікаць цеплавы разгон, што прывядзе да пажару або выбуху акумулятара.
У спробе пераадолець праблемы бяспекі, звязаныя з літый-металічнымі батарэямі, Джон Б. Гудэнаў і яго каманда з Оксфардскага ўніверсітэта зрабілі рэвалюцыйныя адкрыцці ў 1980-х гадах. Яны выявілі, што, выкарыстоўваючы катод з аксіду металу замест літыя, можна ліквідаваць рызыку цеплавога разгону. Катоды Гудэнаў на аснове аксіду літыя і кобальту зрабілі рэвалюцыю ў галіне і праклалі шлях для больш прасунутых літый-іённых батарэй, якія мы выкарыстоўваем сёння.
Наступны буйны прагрэс у галіне літыевых акумулятараў адбыўся ў 1990-х гадах, калі Ёсіа Нішы і яго каманда ў Sony распрацавалі першы камерцыйны літый-іённы акумулятар. Яны замянілі высокарэактыўны літый-металічны анод больш стабільным графітавым анодам, што яшчэ больш палепшыла бяспеку акумулятараў. Дзякуючы высокай шчыльнасці энергіі і доўгаму тэрміну службы гэтыя акумулятары хутка сталі стандартнай крыніцай харчавання для партатыўных электронных прылад, такіх як ноўтбукі і мабільныя тэлефоны.
У пачатку 2000-х гадоў літыевыя акумулятарныя батарэі знайшлі новае прымяненне ў аўтамабільнай прамысловасці. Кампанія Tesla, заснаваная Марцінам Эберхардам і Маркам Тарпенінгам, выпусціла першы камерцыйна паспяховы электрамабіль, які працуе на літый-іённых батарэях. Гэта важная вяха ў развіцці літыевых акумулятарных батарэй, бо іх выкарыстанне больш не абмяжоўваецца партатыўнай электронікай. Электрамабілі з літыевымі акумулятарнымі батарэямі прапануюць больш чыстую і ўстойлівую альтэрнатыву традыцыйным аўтамабілям з бензінавым рухавіком.
Па меры росту попыту на літыевыя акумулятарныя блокі, даследчыя намаганні сканцэнтраваны на павелічэнні іх шчыльнасці энергіі і паляпшэнні іх агульнай прадукцыйнасці. Адным з такіх дасягненняў стала ўкараненне крэмніевых анодаў. Крэмній мае высокую тэарэтычную здольнасць захоўваць іёны літыя, што можа значна павялічыць шчыльнасць энергіі акумулятараў. Аднак крэмніевыя аноды сутыкаюцца з такімі праблемамі, як рэзкія змены аб'ёму падчас цыклаў зарадкі-разрадкі, што прыводзіць да скарачэння тэрміну службы цыклу. Даследчыкі актыўна працуюць над пераадоленнем гэтых праблем, каб раскрыць увесь патэнцыял крэмніевых анодаў.
Яшчэ адна вобласць даследаванняў — гэта кластары цвёрдацельных літый-іённых акумулятараў. У гэтых акумулятарах выкарыстоўваюцца цвёрдыя электраліты замест вадкіх электралітаў, якія выкарыстоўваюцца ў традыцыйных літый-іённых акумулятарах. Цвёрдацельныя акумулятары маюць шэраг пераваг, у тым ліку большую бяспеку, больш высокую шчыльнасць энергіі і больш працяглы тэрмін службы. Аднак іх камерцыялізацыя ўсё яшчэ знаходзіцца на ранняй стадыі, і для пераадолення тэхнічных праблем і зніжэння вытворчых выдаткаў неабходныя далейшыя даследаванні і распрацоўкі.
Зазіраючы ў будучыню, можна сказаць, што кластары літыевых акумулятараў выглядаюць шматабяцальнымі. Попыт на назапашванне энергіі працягвае расці з-за росту рынку электрамабіляў і попыту на інтэграцыю аднаўляльных крыніц энергіі. Даследаванні сканцэнтраваны на распрацоўцы акумулятараў з больш высокай шчыльнасцю энергіі, магчымасцямі больш хуткай зарадкі і больш працяглым тэрмінам службы. Кластары літыевых акумулятараў будуць адыгрываць жыццёва важную ролю ў пераходзе да больш чыстай і ўстойлівай энергетычнай будучыні.
Карацей кажучы, гісторыя развіцця літыевых акумулятарных блокаў сведчыць пра інавацыі чалавецтва і імкненне да больш бяспечных і эфектыўных крыніц харчавання. Ад першых дзён літыевых металічных акумулятараў да перадавых літыевых іённых акумулятараў, якія мы выкарыстоўваем сёння, мы назіралі значны прагрэс у тэхналогіі захоўвання энергіі. Па меры таго, як мы працягваем пашыраць межы магчымага, літыевыя акумулятарныя блокі будуць працягваць развівацца і фармаваць будучыню захоўвання энергіі.
Калі вас цікавяць кластары літыевых батарэй, звяжыцеся з Radiance.атрымаць прапанову.
Час публікацыі: 24 лістапада 2023 г.