Redaktoryň belligi: Elektrik tehnologiýasy ýaşyl topragyň geljegi, batareýa tehnologiýasy bolsa elektrik tehnologiýasynyň esasyny we elektrik tehnologiýasynyň giň gerimli ösüşini çäklendirmegiň açarydyr. Häzirki esasy akkumulýator tehnologiýasy, gowy energiýa dykyzlygy we ýokary netijeliligi bolan litiý-ion batareýalarydyr. Şeýle-de bolsa, litiý ýokary çykdajyly we çäkli çeşmeler bilen seýrek elementdir. Şol bir wagtyň özünde, täzelenip bilýän energiýa çeşmeleriniň ulanylmagy artdygyça, litiý-ion batareýalarynyň energiýa dykyzlygy indi ýeterlik däl. nähili jogap bermeli? Maýank Jain geljekde ulanylyp bilinjek käbir batareýa tehnologiýalaryna göz aýlady. Asyl makala: Batareýa tehnologiýasynyň geljegi ady bilen orta neşir edildi
Energyer energiýadan doly we şol energiýany ele almak we gowy ulanmak üçin elimizden gelenini edýäris. Gaýtadan dikeldilýän energiýa geçişinde has gowy iş edenem bolsak, energiýa saklamakda kän öňegidişlik gazanyp bilmedik.
Häzirki wagtda batareýa tehnologiýasynyň iň ýokary standarty litiý-ion batareýalarydyr. Bu batareýa iň gowy energiýa dykyzlygy, ýokary netijeliligi (takmynan 99%) we uzak ömri bar ýaly.
Näme boldy? Alýan täzelenýän energiýamyzyň ösmegi bilen litiý-ion batareýalarynyň energiýa dykyzlygy indi ýeterlik däl.
Batareýalary partiýalarda öndürmegi dowam etdirip bilýändigimiz sebäpli, bu gaty bir kän bir zat däl ýaly, ýöne mesele litiýiň seýrek duş gelýän metaldygy sebäpli, gymmaty pes däl. Batareýany öndürmek üçin çykdajylar azalsa-da, energiýa saklamaga zerurlyk hem çalt artýar.
Lityum ion batareýasy öndürilenden soň, energiýa pudagyna uly täsir etjek derejä ýetdik.
Gazylyp alynýan ýangyçlaryň has ýokary energiýa dykyzlygy hakykat we bu gaýtadan dikeldilýän energiýa doly garaşlylyga geçmegine päsgel berýän ullakan täsir ediji faktor. Bize agramymyzdan has köp energiýa çykarýan batareýalar gerek.
Lityum-ion batareýalarynyň işleýşi
Lityum batareýalarynyň iş mehanizmi adaty AA ýa-da AAA himiki batareýalaryna meňzeýär. Olarda anod we katod terminallary we arasynda elektrolit bar. Adaty batareýalardan tapawutlylykda, litiý-ion batareýasyndaky zarýad reaksiýasy tersine bolýar, şonuň üçin batareýa birnäçe gezek zarýad berilýär.
Katod (+ terminal) litiý demir fosfatdan, anod (-terminal) grafitden, grafit ugleroddan ýasalýar. Elektrik diňe elektronlaryň akymydyr. Bu batareýalar anod bilen katodyň arasynda litiý ionlaryny herekete getirip elektrik öndürýär.
Zarýad berlende, ionlar anoda geçýärler we boşadylanda ionlar katoda ylgaýarlar.
Ionlaryň bu hereketi, elektronlaryň zynjyrdaky hereketine sebäp bolýar, şonuň üçin litiý ionynyň hereketi we elektronyň hereketi baglanyşyklydyr.
Silikon anod batareýasy
BMW ýaly iri awtoulag kompaniýalarynyň köpüsi kremniy anod batareýalaryny ösdürmäge maýa goýýarlar. Adaty litiý-ion batareýalary ýaly bu batareýalar hem litiý anodlary ulanýarlar, ýöne uglerod esasly anodlaryň ýerine kremnini ulanýarlar.
Anod hökmünde kremniý grafitden has gowudyr, sebäbi litiý saklamak üçin 4 uglerod atomy, 1 kremniy atomy 4 litiý ionyny saklap bilýär. Bu düýpli täzeleniş ... kremnini grafitden 3 esse güýçli etmek.
Muňa garamazdan, litiýiň ulanylmagy henizem iki ýüzli gylyç. Bu material henizem gymmat, ýöne önümçilik desgalaryny kremniý öýjüklerine geçirmek has aňsat. Batareýalar düýbünden başga bolsa, zawod düýbünden täzeden işlenmeli bolar, bu bolsa kommutatoryň özüne çekijiliginiň birneme azalmagyna sebäp bolar.
Silikon anodlary arassa kremnini öndürmek üçin gumy bejermek arkaly ýasalýar, ýöne häzirki wagtda gözlegçileriň ýüzbe-ýüz bolýan iň uly problemasy, ulanylanda kremniy anodlaryň çişmegi. Bu batareýanyň çalt peselmegine sebäp bolup biler. Anodlary köpçülikleýin öndürmek hem kyn.
Grafen batareýasy
Grafen, galam bilen birmeňzeş materialy ulanýan uglerod flakasynyň bir görnüşidir, ýöne grafitleri flaklara dakmak üçin köp wagt gerek. Grafen köp ulanylyşda ajaýyp öndürijiligi bilen wasp edilýär we batareýalar hem şolardan biridir.
Käbir kompaniýalar birnäçe minutda doly zarýad alyp bilýän we litiý-ion batareýalaryndan 33 esse çalt zarýad berip bilýän grafen batareýalarynyň üstünde işleýärler. Bu elektrik ulaglary üçin gaty möhümdir.
Köpük batareýasy
Häzirki wagtda adaty batareýalar iki ölçegli. Olar ýa-da litiý batareýasy ýaly gaplanýar ýa-da adaty AA ýa-da litiý-ion batareýasy ýaly togalanýar.
Köpük batareýasy, 3D giňişliginde elektrik zarýadynyň hereketini öz içine alýan täze düşünje.
Bu 3 ölçegli gurluş, zarýad beriş wagtyny çaltlaşdyryp we energiýa dykyzlygyny ýokarlandyryp biler, bular batareýanyň örän möhüm häsiýetleri. Beýleki batareýalaryň köpüsi bilen deňeşdirilende köpük batareýalarynda zyýanly suwuk elektrolitler ýok.
Köpük batareýalary suwuk elektrolitleriň ýerine gaty elektrolitleri ulanýarlar. Bu elektrolit diňe bir litiý ionlaryny geçirmän, eýsem beýleki elektron enjamlaryny hem izolýasiýa edýär.
Batareýanyň otrisatel zarýadyny saklaýan anod köpükli misden ýasalýar we zerur işjeň material bilen örtülýär.
Soňra anodyň töwereginde gaty elektrolit ulanylýar.
Ahyrynda, batareýanyň içindäki boşluklary doldurmak üçin “polo positiveitel pasta” diýilýär.
Alýumin oksidi batareýasy
Bu batareýalar islendik batareýanyň iň uly energiýa dykyzlygyna eýe. Onuň energiýasy häzirki litiý-ion batareýalaryndan has güýçli we ýeňil. Käbir adamlar bu batareýalaryň 2000 kilometr elektrik ulagy bilen üpjün edip biljekdigini öňe sürýärler. Bu düşünje näme? Maglumat üçin, Teslanyň iň ýokary syýahat aralygy 600 kilometre deňdir.
Bu batareýalardaky mesele, zarýad alyp bolmaýar. Alýumin gidroksidi öndürýärler we suw esasly elektrolitde alýumin we kislorodyň reaksiýasy arkaly energiýa goýberýärler. Batareýalaryň ulanylmagy alýumini anod hökmünde sarp edýär.
Natriý batareýasy
Häzirki wagtda ýapon alymlary litiýiň ýerine natriý ulanýan batareýalary taýýarlamagyň üstünde işleýärler.
Natriý batareýalary teoretiki taýdan litiý batareýalaryndan 7 esse ýokary bolany üçin bu zyýanly bolar. Anotherene bir uly artykmaçlygy, natriý seýrek element bolan litiý bilen deňeşdirilende, ýer ätiýaçlyklarynda altynjy baý elementdir.
Iş wagty: 02-2019-njy dekabry