ლითიუმის ბატარეის კლასტერის განვითარების ისტორია

ლითიუმის ბატარეის პაკეტებმა რევოლუცია მოახდინეს ჩვენი ელექტრონული მოწყობილობების ენერგიის გზით. სმარტფონებიდან დაწყებული ელექტრო მანქანებით, ეს მსუბუქი და ეფექტური ელექტრომომარაგება გახდა ჩვენი ყოველდღიური ცხოვრების განუყოფელი ნაწილი. ამასთან, განვითარებალითიუმის ბატარეის მტევანიარ ყოფილა გლუვი მცურავი. მან წლების განმავლობაში გაიარა რამდენიმე ძირითადი ცვლილება და წინსვლა. ამ სტატიაში ჩვენ შეისწავლით ლითიუმის ბატარეის პაკეტების ისტორიას და როგორ განვითარდა ისინი ჩვენი ენერგიის მზარდი საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.

პირველი ლითიუმის იონური ბატარეა შეიმუშავა სტენლი უიტინგემმა 1970-იანი წლების ბოლოს, რაც აღინიშნა ლითიუმის ბატარეის რევოლუციის დასაწყისის შესახებ. უიტინგემის ბატარეა იყენებს ტიტანის დისულფიდს, როგორც კათოდს და ლითიუმის მეტალს, როგორც ანოდი. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ტიპის ბატარეას აქვს მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, ის კომერციულად არ არის სიცოცხლისუნარიანი უსაფრთხოების პრობლემების გამო. ლითიუმის ლითონი ძალზე რეაქტიულია და შეიძლება გამოიწვიოს თერმული გაქცევა, რაც იწვევს ბატარეის ხანძარს ან აფეთქებებს.

ლითიუმის ლითონის ბატარეებთან დაკავშირებული უსაფრთხოების საკითხების დასაძლევად, ჯონ ბ. გუდენგმა და მისმა გუნდმა ოქსფორდის უნივერსიტეტში 1980 -იან წლებში აღმოჩენილ აღმოჩენებს გააკეთეს. მათ დაადგინეს, რომ ლითიუმის ლითონის ნაცვლად ლითონის ოქსიდის კათოდური გამოყენებით, შეიძლება აღმოიფხვრას თერმული გაქცევის რისკი. Goodenough– ის ლითიუმის კობალტის ოქსიდის კათოდებმა რევოლუცია მოახდინეს ინდუსტრიაში და გზა გაუხსნეს უფრო მოწინავე ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის, რომელსაც დღეს ვიყენებთ.

შემდეგი მნიშვნელოვანი წინსვლა ლითიუმის ბატარეის პაკეტებში მოვიდა 90-იან წლებში, როდესაც Yoshio Nishi და მისი გუნდი Sony- ში შეიმუშავეს პირველი კომერციული ლითიუმ-იონური ბატარეა. მათ შეცვალეს უაღრესად რეაქტიული ლითიუმის ლითონის ანოდი უფრო სტაბილური გრაფიტის ანოდით, რაც კიდევ უფრო აუმჯობესებს ბატარეის უსაფრთხოებას. მათი მაღალი ენერგიის სიმკვრივისა და გრძელი ციკლის ხანგრძლივობის გამო, ეს ბატარეები სწრაფად იქცა დენის სტანდარტული წყაროს პორტატული ელექტრონული მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა ლაპტოპები და მობილური ტელეფონები.

2000 -იანი წლების დასაწყისში, ლითიუმის ბატარეის პაკეტებმა იპოვნეს ახალი პროგრამები საავტომობილო ინდუსტრიაში. ტესლამ, რომელიც დაარსდა მარტინ ებერჰარდმა და მარკ ტარპენინგმა, წამოიწყეს პირველი კომერციულად წარმატებული ელექტრო მანქანა, რომელსაც ლითიუმ-იონური ბატარეები აქვს. ეს მნიშვნელოვან ნაბიჯს წარმოადგენს ლითიუმის ბატარეის პაკეტების შემუშავებაში, რადგან მათი გამოყენება აღარ შემოიფარგლება პორტატული ელექტრონიკით. ლითიუმის ბატარეის პაკეტებით იკვებება ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებები გთავაზობთ უფრო სუფთა, უფრო მდგრად ალტერნატივას ტრადიციული ბენზინით მომუშავე მანქანებისთვის.

როგორც ლითიუმის ბატარეის პაკეტებზე მოთხოვნა იზრდება, კვლევის მცდელობები ორიენტირებულია მათი ენერგიის სიმკვრივის გაზრდაზე და მათი საერთო შესრულების გაუმჯობესებაზე. ერთი ასეთი წინსვლა იყო სილიკონის დაფუძნებული ანოდების დანერგვა. სილიკონს აქვს მაღალი თეორიული შესაძლებლობები ლითიუმის იონების შესანახად, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ბატარეების ენერგიის სიმკვრივე. ამასთან, Silicon Anodes– ს წინაშე დგას ისეთი გამოწვევები, როგორიცაა მკვეთრი მოცულობის ცვლილებები დატენვის ციკლების დროს, რის შედეგადაც შემცირდება ციკლის სიცოცხლე. მკვლევარები აქტიურად მუშაობენ ამ გამოწვევების დასაძლევად, სილიკონის დაფუძნებული ანოდების სრული პოტენციალის განბლოკვის მიზნით.

კვლევის კიდევ ერთი სფეროა მყარი სახელმწიფო ლითიუმის ბატარეის მტევანი. ეს ბატარეები იყენებენ მყარ ელექტროლიტებს ნაცვლად თხევადი ელექტროლიტების ნაცვლად, რომელიც ნაპოვნია ტრადიციულ ლითიუმ-იონური ბატარეებში. მყარი მდგომარეობის ბატარეები გთავაზობთ რამდენიმე უპირატესობას, მათ შორის უფრო დიდ უსაფრთხოებას, ენერგიის უფრო მაღალ სიმკვრივეს და უფრო მეტ ციკლის სიცოცხლეს. ამასთან, მათი კომერციალიზაცია ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა და საჭიროა შემდგომი გამოკვლევა და განვითარება ტექნიკური გამოწვევების დასაძლევად და წარმოების ხარჯების შესამცირებლად. 

ველით, ლითიუმის ბატარეის მტევნების მომავალი პერსპექტიულია. ენერგიის შენახვის მოთხოვნა კვლავ იზრდება, რაც გამოწვეულია მზარდი ელექტრო მანქანების ბაზარზე და განახლებადი ენერგიის ინტეგრაციის მოთხოვნაზე. კვლევითი ძალისხმევა ორიენტირებულია ბატარეების განვითარებაზე უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივით, დატენვის უფრო სწრაფი შესაძლებლობებით და უფრო გრძელი ციკლის სიცოცხლეზე. ლითიუმის ბატარეის მტევანი მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს სუფთა, უფრო მდგრადი ენერგიის მომავალზე გადასვლაში.

მოკლედ რომ ვთქვათ, ლითიუმის ბატარეის პაკეტების განვითარების ისტორია შეესწრო ადამიანის ინოვაციას და უსაფრთხო და უფრო ეფექტური ელექტრომომარაგებისკენ სწრაფვას. ლითიუმის ლითონის ბატარეების ადრეული დროიდან დაწყებული ლითიუმ-იონური ბატარეების მოწინავე ბატარეებამდე, რომელსაც დღეს ვიყენებთ, ჩვენ ვნახეთ მნიშვნელოვანი წინსვლა ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიაში. როდესაც ჩვენ ვაგრძელებთ შესაძლებლობების საზღვრებს, ლითიუმის ბატარეის პაკეტები გააგრძელებენ განვითარებას და აყალიბებენ ენერგიის შენახვის მომავალს.

თუ თქვენ გაინტერესებთ ლითიუმის ბატარეის მტევანი, კეთილი იყოს თქვენი მობრძანებამიიღეთ ციტირება.