Лити батерейнууд нь бидний цахим төхөөрөмжөө тэжээх аргад хувьсгал хийсэн.Ухаалаг утаснаас эхлээд цахилгаан машин хүртэл эдгээр хөнгөн, хэмнэлттэй цахилгаан хангамжууд нь бидний өдөр тутмын амьдралын салшгүй хэсэг болсон.Гэсэн хэдий ч хөгжлийнлити батерейны кластеруудгөлгөр байсангүй.Энэ нь олон жилийн туршид томоохон өөрчлөлт, дэвшлийг туулсан.Энэ нийтлэлд бид литийн батерейны түүх болон бидний өсөн нэмэгдэж буй эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын тулд хэрхэн өөрчлөгдсөнийг судлах болно.
Анхны лити-ион батерейг 1970-аад оны сүүлээр Стэнли Уиттингем бүтээсэн нь лити батерейны хувьсгалын эхлэлийг тавьсан юм.Whittingham-ийн батерей нь титан дисульфидыг катод болгон, литийн металыг анод болгон ашигладаг.Хэдийгээр энэ төрлийн батерей нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай ч аюулгүй байдлын үүднээс арилжааны хувьд ашиггүй юм.Лити металл нь маш идэвхтэй бөгөөд дулааны гүйдэл үүсгэж, батерейны гал эсвэл дэлбэрэлт үүсгэдэг.
Лити металл батерейтай холбоотой аюулгүй байдлын асуудлуудыг даван туулахын тулд Оксфордын их сургуулийн Жон Б.Гуденоф болон түүний баг 1980-аад онд шинэ нээлт хийсэн.Тэд литийн металлын оронд метал ислийн катодыг ашигласнаар дулааны гүйлтийн эрсдлийг арилгах боломжтой болохыг олж мэдэв.Goodenough-ийн литийн кобальт ислийн катодууд нь үйлдвэрлэлд хувьсгал хийж, бидний өнөөгийн хэрэглэж буй илүү дэвшилтэт лити-ион батерейны замыг зассан.
Литиум батерейны дараагийн томоохон дэвшил нь 1990-ээд онд Ёшио Ниши болон түүний Sony-ийн баг анхны арилжааны лити-ион батерейг бүтээснээр гарсан.Тэд өндөр реактив лити металлын анодыг илүү тогтвортой бал чулуун анодоор сольсноор батерейны аюулгүй байдлыг улам сайжруулсан.Эдгээр батерейнууд нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, урт хугацааны ашиглалтын улмаас зөөврийн компьютер, гар утас зэрэг зөөврийн электрон төхөөрөмжүүдийн стандарт тэжээлийн эх үүсвэр болсон.
2000-аад оны эхээр лити батерейны багц нь автомашины салбарт шинэ хэрэглээг олсон.Мартин Эберхард, Марк Тарпеннинг нарын үүсгэн байгуулсан Тесла лити-ион батерейгаар ажилладаг анхны цахилгаан машиныг худалдаанд гаргажээ.Энэ нь литийн батерейны багцыг хөгжүүлэх чухал үе шатыг харуулж байна, учир нь тэдгээрийн хэрэглээ зөвхөн зөөврийн электроникоор хязгаарлагдахаа больсон.Лити батерейгаар ажилладаг цахилгаан машинууд нь уламжлалт бензинээр ажилладаг автомашинаас илүү цэвэр, тогтвортой хувилбарыг санал болгодог.
Литиум батерейны эрэлт хэрэгцээ өсөхийн хэрээр судалгааны хүчин чармайлт нь эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлэх, ерөнхий гүйцэтгэлийг сайжруулахад чиглэгдэж байна.Ийм нэг дэвшил бол цахиурт суурилсан анодыг нэвтрүүлсэн явдал юм.Цахиур нь литийн ионыг хадгалах онолын өндөр хүчин чадалтай бөгөөд энэ нь батерейны эрчим хүчний нягтыг ихээхэн нэмэгдүүлэх боломжтой юм.Гэсэн хэдий ч цахиурын анодууд нь цэнэгийн цэнэгийн мөчлөгийн үед эзлэхүүнийг эрс өөрчлөх зэрэг сорилтуудтай тулгардаг бөгөөд энэ нь мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг богиносгодог.Судлаачид цахиурт суурилсан анодын бүрэн боломжийг нээхийн тулд эдгээр сорилтыг даван туулахын тулд идэвхтэй ажиллаж байна.
Судалгааны өөр нэг чиглэл бол хатуу төлөвт литийн батерейны кластерууд юм.Эдгээр батерейнууд нь уламжлалт лити-ион батерейнд байдаг шингэн электролитийн оронд хатуу электролитийг ашигладаг.Хатуу төлөвт батерей нь аюулгүй байдал, эрчим хүчний нягтрал, ашиглалтын хугацаа уртасгах зэрэг хэд хэдэн давуу талтай.Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг арилжаалах нь эхний шатандаа байгаа бөгөөд техникийн сорилтыг даван туулах, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахын тулд цаашид судалгаа, боловсруулалт хийх шаардлагатай байна.
Урагшаа харахад лити батерейны кластеруудын ирээдүй ирээдүйтэй мэт санагдаж байна.Өсөн нэмэгдэж буй цахилгаан тээврийн хэрэгслийн зах зээл, сэргээгдэх эрчим хүчний интеграцчлалын эрэлт зэргээс шалтгаалан эрчим хүч хадгалах эрэлт нэмэгдсээр байна.Судалгааны хүчин чармайлт нь өндөр эрчим хүчний нягтрал, илүү хурдан цэнэглэх чадвартай, урт хугацааны мөчлөгтэй батерейг хөгжүүлэхэд чиглэгддэг.Литиум батерейны кластерууд нь илүү цэвэр, тогтвортой эрчим хүчний ирээдүй рүү шилжихэд чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.
Дүгнэж хэлэхэд, литийн батерейны багцын хөгжлийн түүх нь хүн төрөлхтний инноваци, илүү аюулгүй, илүү үр ашигтай цахилгаан хангамжийг эрэлхийлсэн гэрч болсон.Лити-метал батерейны эхэн үеэс өнөөг хүртэл хэрэглэж байгаа дэвшилтэт лити-ион батерей хүртэл бид эрчим хүч хадгалах технологийн томоохон дэвшлийн гэрч болсон.Бид боломжтой зүйлсийн хил хязгаарыг давах тусам лити батерейны багцууд хөгжиж, эрчим хүчний хуримтлалын ирээдүйг тодорхойлох болно.
Хэрэв та литийн батерейны кластеруудыг сонирхож байгаа бол Radiance-тай холбоо барина уунэг эшлэлийг авах.
Шуудангийн цаг: 2023-11-24