Lityum batareyaning rivojlanish tarixi
O'nlab yillar davom etgan rivojlanishdan so'ng, lityum batareyalar keng qo'llanildi va jadal rivojlandi. Endi ular an'anaviy energiya manbalarining o'rnini bosuvchi vositaga aylandi. Lityum batareyalar qanday rivojlanish jarayonidan o'tdi? Keling, ko'rib chiqaylik:
1. 1970-yillarda Exxon kompaniyasining MS Whittingham birinchi lityum batareyani yaratish uchun katod materiali sifatida titanium sulfid va anod materiali sifatida metall lityumdan foydalangan.
2. 1980 yilda J. Gudenough lityum kobalt oksidi lityum-ionli batareyalar uchun katod materiali sifatida ishlatilishi mumkinligini aniqladi.
3. 1982 yilda Illinoys texnologiya institutidan R.R.Agarval va JR Selman litiy ionlari grafitni interkalatsiyalash xususiyatiga ega ekanligini aniqladilar. Bu jarayon tez va qaytarilmas. Shu bilan birga, metall lityumdan tayyorlangan lityum batareyalarning xavfsizlik xavfi katta e'tiborni tortdi. Shuning uchun odamlar grafitga o'rnatilgan litiy ionlarining xususiyatlaridan foydalangan holda qayta zaryadlanuvchi batareyalar yasashga harakat qilishdi. Birinchi mavjud litiy-ionli grafit elektrod Bell Laboratories tomonidan muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazildi.
4. 1983 yilda M. Thackeray, J. Gudenough va boshqalar marganets shpinelining arzonligi, barqarorligi va mukammal o'tkazuvchanligi va lityum o'tkazuvchanligi bilan ajoyib katodli material ekanligini aniqladilar. Uning parchalanish harorati yuqori va oksidlanish darajasi lityum kobalt oksidiga qaraganda ancha past. Qisqa tutashuv yoki ortiqcha zaryad bo'lsa ham, u yonish va portlash xavfidan qochishi mumkin.
5. 1989 yilda A. Manthiram va J. Gudenough polimer anionli musbat elektrod yuqori kuchlanish hosil qilishini aniqladilar.
6. 1991 yilda Sony birinchi tijorat lityum-ion batareyasini chiqardi. Keyinchalik, lityum-ion batareyalar maishiy elektronika yuzini inqilob qildi.
7. 1996 yilda Padhi va Gudenough lityum temir fosfat (LiFePO4) kabi olivin tuzilishga ega bo'lgan fosfatlar an'anaviy katod materiallaridan ustunroq ekanligini aniqladilar va shuning uchun hozirgi asosiy katod materiallariga aylandi.
Lityum metallning juda faol kimyoviy xossalari tufayli lityum metallni qayta ishlash, saqlash va ishlatish juda yuqori ekologik talablarga ega. Shuning uchun lityum batareyalarni ishlab chiqarish maxsus ekologik sharoitlarda amalga oshirilishi kerak. Biroq, lityum batareyalarning ko'plab afzalliklari tufayli lityum batareyalar elektron asboblar, raqamli va maishiy texnikada keng qo'llaniladi. Biroq, ko'pchilik lityum batareyalar ikkilamchi batareyalardir va bir martalik batareyalar ham mavjud. Bir nechta ikkilamchi batareyalarning ishlash muddati va xavfsizligi yomon.
Keyinchalik, Yaponiya'ning Sony korporatsiyasi salbiy elektrod sifatida uglerod materiali va musbat elektrod sifatida lityum o'z ichiga olgan birikma bilan lityum batareyani ixtiro qildi. Zaryadlash va tushirish jarayonida metall lityum yo'q, faqat lityum ionlari mavjud. Bu lityum-ion batareyadir. Batareya zaryadlanganda batareyaning musbat elektrodida lityum ionlari hosil bo'ladi va hosil bo'lgan lityum ionlari elektrolit orqali salbiy elektrodga o'tadi. Salbiy elektrod sifatida uglerod qatlamli tuzilishga ega. U juda ko'p mikroporlarga ega. Salbiy elektrodga yetib boruvchi litiy ionlari uglerod qatlamining mikroporalariga singib ketgan. Lityum ionlari qancha ko'p kiritilsa, zaryadlash qobiliyati shunchalik yuqori bo'ladi. Xuddi shunday, batareya zaryadsizlanganda (ya'ni, biz batareyadan foydalanadigan jarayon), salbiy elektrodning uglerod qatlamiga o'rnatilgan litiy ionlari chiqariladi va yana ijobiy elektrodga o'tadi. Litiy ionlari musbat elektrodga qanchalik ko'p qaytsa, tushirish qobiliyati shunchalik yuqori bo'ladi. Biz odatda batareya quvvati deb ataydigan narsa zaryadsizlanish hajmini anglatadi. Li-ionni zaryadlash va tushirish jarayonida lityum ionlari musbat elektroddan salbiy elektrodga musbat elektrodga harakatlanish holatida bo'ladi. Li-ion batareyalar tebranadigan stulga o'xshaydi. Tebranadigan stulning ikki uchi batareyaning ikkita qutbi bo'lib, litiy ioni tebranuvchi stulda sportchi kabi oldinga va orqaga yuguradi. Shunday qilib, Li-ion batareyalar, shuningdek, stul batareyalari deb ataladi.
Mobil telefonlar, noutbuklar va boshqa mahsulotlar kabi raqamli mahsulotlarning keng qo'llanilishi bilan lityum-ion batareyalar bunday mahsulotlarda mukammal ishlash bilan keng qo'llanildi va so'nggi yillarda asta-sekin boshqa mahsulot ilovalariga aylandi. 1998 yilda Tianjin Energiya tadqiqot instituti lityum-ion batareyalarni tijorat ishlab chiqarishni boshladi. An'anaga ko'ra, odamlar lityum-ion batareyalarni lityum batareyalar deb atashadi, ammo bu ikki turdagi batareyalar boshqacha. Endi lityum-ion batareyalar asosiy oqimga aylandi.
& quot;Xitoy's lityum batareyalar sanoati bozori talabi prognozi va investitsiyalarni strategik rejalashtirish tahlili hisoboti" ma'lumotlariga ko'ra, Xitoy's lityumining eng muhim muammosi. akkumulyator sanoati sanoat zanjiriga to'xtovsiz sarmoyadir, tartibsiz raqobat kuchayib, quyi oqim talabi zaiflashishda davom etmoqda va sanoat Xitoyda oldinga siljish uchun kurashmoqda. Lityum batareyalar sanoatining rivojlanish yo'li asosan asosiy o'sish va shakllanishdir. Korxonalar asosan bitta biznes operatsiyasi hisoblanadi. Xususiyatlari: cheklangan quvvat, kichik o'lcham, yuqori omon qolish bosimi va qiyin barqaror rivojlanish. Biroq, yangi energiya vositalari uchun keng bozor maydoni va hukumat siyosatining doimiy qo'llab-quvvatlanishi tufayli, Xitoyning' lityum batareyalar sanoati zanjiriga sarmoya kiritilishi kamaymadi va sanoatda tartibsiz raqobat kuchaydi.
Past darajadagi ishlab chiqarish aloqasi jiddiy ortiqcha quvvatga ega va yuqori darajali havolada investitsiyalar etarli emas va lityum batareya xom ashyosining narxi pasayishda davom etdi. Sanoatni rivojlantirish yo'lidan iste'molchi elektronika sohasiga asoslangan holda, elektr asboblari va elektr velosipedlari kabi kichik va o'rta lityum batareyalarni rivojlanish imkoniyatlari sifatida foydalanish, so'ngra gibrid batareyalar va nihoyat sof elektr batareyalari uchun normal rivojlanish yo'lidir. Hozirgi vaqtda elektr asboblari va elektr velosipedlari hali ham nikel-kadmiy va qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar tomonidan hukmronlik qilmoqda va lityum batareyalarni qo'llash asta-sekin rivojlanmoqda; asosiy gibrid texnologiyasi chet elda va gibrid avtomobil mahsulotlari asosan xorijiy brendlardir. Milliy qo'llab-quvvatlash nuqtai nazaridan, toza elektr transport vositalariga ko'proq egil. Biroq, sof elektr materiallari va texnologiyalari hali ham keng miqyosda qo'llanilishidan uzoq bo'lganligi sababli, talab etarli emas va lityum batareyalar sanoati zanjiri to'xtovsiz sarmoyaviy, ammo zaif talabning noqulay vaziyatiga duch kelmoqda.
Yo'l og'ir bo'lsa-da, istiqbollari hali ham porloq. Mahalliy yuqori oqim batareyasi materiallari allaqachon joriy etish davridan chiqib, tez o'sish davriga kirdi. Hozirgi vaqtda xalqaro ilg'or darajadagi bir qator materiallar kompaniyalari paydo bo'ldi. Ushbu kompaniyalar asosiy texnologiyalarni rivojlantirishga e'tibor qaratadi va ular bilan quyi oqim mijozlarining turli ehtiyojlari uchun mahsulotlarni birgalikda ishlab chiqish uchun hamkorlik qiladi. Kuchli texnik rivojlanish qobiliyatlari va mijozlarga xizmat ko'rsatish imkoniyatlari tufayli u mijozlar e'tirofiga sazovor bo'ldi va doimiy ravishda eng yaxshi akkumulyator ishlab chiqaruvchilarining ta'minot zanjiri tizimiga kirdi. Hamkorlik va hamkorlik orqali o'z kuchlarini yanada oshiring va yaxshi doiraga erishing.
Asosiy texnologiyaning jadal rivojlanishi va bir qator mahalliy moddiy gigantlar orasida bozor ulushini doimiy ravishda oshirish bilan kuchli kuchli bo'lib qoladi. Bu bizning e'tiborimiz. O'rta oqim Cell va quyi oqim paketi nuqtai nazaridan, ko'plab muhim iste'molchi qurilmalari hozirda Xitoyni yig'ish bazasi sifatida tanlaydi. Bu shuningdek, Yaponiya va Koreya akkumulyator batareyalari va akkumulyator yig'ish zavodlarining Xitoyda ham joylashishiga imkon berdi va mahalliy ishlab chiqaruvchilarning ishlab chiqarish quvvati ham jadal rivojlanmoqda. O'rta oqim hujayra segmentida, mahsulot narxining asta-sekin pasayishiga dosh berish uchun, tobora ko'proq ishlab chiqaruvchilar batareyalarni yig'ish va qayta ishlashni, jumladan Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD va boshqalarni, ayniqsa kvadrat batareyalarda va to'liq ishg'ol qilingan polimer batareyalar. Batareya xujayrasi yig'ilishining ta'minot roli. Prizmatik batareyalarning ko'pchiligi mobil telefon mahsulotlarida qo'llanilganligi sababli, ularning deyarli barchasi akkumulyator batareyalari zavodlari tomonidan yig'iladi. Polimer batareyalarning deyarli barcha yagona xujayralari akkumulyator batareyalari zavodlari tomonidan mustaqil ravishda to'liq yig'iladi. Faqat bir nechta seriyali va parallel ilovalar montaj zavodi tomonidan yig'iladi va qayta ishlanadi. Midstream Cell va downstream Pack asta-sekin o'tmishdagi sof yuqori-past oqim munosabatlaridan hamkorlik va raqobatbardosh munosabatlarga aylandi. Kelajakda raqobat o'rtasidagi munosabatlar asta-sekin o'sib boradi.
