Літыевыя акумулятары зрабілі рэвалюцыю ў тым, як мы забяспечваем харчаванне нашых электронных прылад.Ад смартфонаў да электрамабіляў, гэтыя лёгкія і эфектыўныя блокі харчавання сталі неад'емнай часткай нашага паўсядзённага жыцця.Аднак развіццё вкластары літыевых батарэйне было гладка.За гэтыя гады ён зведаў некаторыя сур'ёзныя змены і ўдасканаленні.У гэтым артыкуле мы даследуем гісторыю літыевых батарэй і тое, як яны развіваліся, каб задаволіць нашы растучыя патрэбы ў энергіі.
Першая літый-іённая батарэя была распрацавана Стэнлі Уітынгемам у канцы 1970-х гадоў, што паклала пачатак рэвалюцыі літыевых батарэй.Акумулятар Whittingham выкарыстоўвае дысульфід тытана ў якасці катода і металічны літый у якасці анода.Хоць гэты тып акумулятара мае высокую шчыльнасць энергіі, ён камерцыйна нежыццяздольны з меркаванняў бяспекі.Металічны літый мае высокую рэакцыйную здольнасць і можа выклікаць цеплавы ўцёк, выклікаючы ўзгаранне або выбух батарэі.
У спробе пераадолець праблемы бяспекі, звязаныя з літый-металічнымі батарэямі, Джон Б. Гудэнаф і яго каманда з Оксфардскага ўніверсітэта зрабілі наватарскія адкрыцці ў 1980-х гадах.Яны выявілі, што пры выкарыстанні катода з аксіду металу замест металічнага літыя можна ліквідаваць рызыку цеплавога ўцёкаў.Літый-кабальт-аксідныя катоды Goodenough зрабілі рэвалюцыю ў індустрыі і праклалі шлях для больш дасканалых літый-іённых батарэй, якія мы выкарыстоўваем сёння.
Наступнае вялікае дасягненне ў галіне літыевых акумулятараў адбылося ў 1990-я гады, калі Ёсіа Нішы і яго каманда з Sony распрацавалі першую камерцыйную літый-іённую батарэю.Яны замянілі металічны літыевы анод з высокай рэакцыйнай здольнасцю на больш стабільны графітавы анод, яшчэ больш палепшыўшы бяспеку батарэі.Дзякуючы высокай шчыльнасці энергіі і доўгаму тэрміну службы гэтыя батарэі хутка сталі стандартнай крыніцай харчавання для партатыўных электронных прылад, такіх як ноўтбукі і мабільныя тэлефоны.
У пачатку 2000-х гадоў літыевыя акумулятары знайшлі новае прымяненне ў аўтамабільнай прамысловасці.Кампанія Tesla, заснаваная Марцінам Эберхардам і Маркам Тарпенінгам, выпусціла першы камерцыйна паспяховы электрамабіль, які працуе ад літый-іённых батарэй.Гэта азначае важную вяху ў распрацоўцы літыевых батарэй, паколькі іх выкарыстанне больш не абмяжоўваецца партатыўнай электронікай.Электрамабілі, якія працуюць ад літыевых акумулятараў, з'яўляюцца больш чыстай і экалагічнай альтэрнатывай традыцыйным аўтамабілям з бензінавым рухавіком.
Паколькі попыт на літыевыя акумулятарныя батарэі расце, намаганні даследаванняў сканцэнтраваны на павышэнні іх шчыльнасці энергіі і паляпшэнні іх агульнай прадукцыйнасці.Адным з такіх дасягненняў стала ўвядзенне анодаў на аснове крэмнія.Крэмній мае высокую тэарэтычную здольнасць захоўваць іёны літыя, што можа значна павялічыць шчыльнасць энергіі батарэй.Аднак крамянёвыя аноды сутыкаюцца з такімі праблемамі, як рэзкія змены аб'ёму падчас цыклаў зарада-разраду, што прыводзіць да скарачэння тэрміну службы цыкла.Даследчыкі актыўна працуюць над пераадоленнем гэтых праблем, каб раскрыць увесь патэнцыял анодаў на аснове крэмнія.
Яшчэ адзін напрамак даследаванняў - кластары цвёрдацельных літыевых батарэй.У гэтых батарэях выкарыстоўваюцца цвёрдыя электраліты замест вадкіх электралітаў, якія змяшчаюцца ў традыцыйных літый-іённых батарэях.Цвёрдацельныя батарэі даюць некалькі 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 неабходныя далейшыя даследаванні і распрацоўкі для пераадолення тэхнічных праблем і зніжэння вытворчых выдаткаў.
Забягаючы наперад, будучыня кластараў літыевых акумулятараў здаецца шматспадзеўнай.Попыт на захоўванне энергіі працягвае расці, абумоўлены ростам рынку электрамабіляў і попытам на інтэграцыю аднаўляльных крыніц энергіі.Даследчыя намаганні сканцэнтраваны на распрацоўцы акумулятараў з больш высокай шчыльнасцю энергіі, магчымасцямі больш хуткай зарадкі і больш доўгім тэрмінам службы.Кластары літыевых акумулятараў будуць гуляць важную ролю ў пераходзе да больш чыстай і ўстойлівай энергетычнай будучыні.
Падводзячы вынік, гісторыя распрацоўкі літыевых акумулятараў стала сведкам інавацый чалавека і імкнення да больш бяспечных і эфектыўных крыніц харчавання.Ад першых дзён літый-металічных батарэй да перадавых літый-іённых батарэй, якія мы выкарыстоўваем сёння, мы сталі сведкамі значных дасягненняў у тэхналогіі захоўвання энергіі.Паколькі мы працягваем пашыраць межы магчымага, літыевыя акумулятары будуць працягваць развівацца і вызначаць будучыню назапашвання энергіі.
Калі вы зацікаўлены ў кластарах літыевых батарэй, звярніцеся да Radianceатрымаць цытату.
Час публікацыі: 24 лістапада 2023 г