Liitiumaku pakendid on muutnud oma elektrooniliste seadmete toiteks. Nutitelefonidest kuni elektrisõidukiteni on need kerged ja tõhusad toiteallikad muutunud meie igapäevaelu lahutamatuks osaks. Kuid arengliitiumaku klastridpole olnud sujuv purjetamine. See on aastate jooksul läbi elanud mõned suured muudatused ja edusammud. Selles artiklis uurime liitiumaku pakkide ajalugu ja seda, kuidas need on arenenud meie kasvavate energiavajaduste rahuldamiseks.
Esimese liitiumioonaku töötas välja Stanley Whittingham 1970ndate lõpus, tähistades liitiumaku revolutsiooni algust. Whittinghami aku kasutab katoodina titaani disulfiid ja anoodina liitiummetall. Kuigi seda tüüpi akudel on suur energiatihedus, ei ole see ohutusprobleemide tõttu kaubanduslikult elujõuline. Liitiumatall on väga reaktiivne ja võib põhjustada termilist põgenemist, põhjustades aku tulekahjusid või plahvatusi.
Liitiummetalli akudega seotud ohutusprobleemidest ülesaamiseks tegid John B. Goodenough ja tema meeskond Oxfordi ülikoolis 1980ndatel murrangulisi avastusi. Nad leidsid, et liitiummetalli asemel metalloksiidi katoodi kasutades võiks termilise põgenemise riski kaotada. Goodenough's Liitium koobaltoksiidi katoodid tegid tööstuse revolutsiooni ja sillutasid teed arenenud liitium-ioon akudele, mida me täna kasutame.
Järgmine suurem edasiminek liitiumpatareides saabus 1990ndatel, kui Yoshio Nishi ja tema meeskond Sonys töötasid välja esimese kaubandusliku liitium-ioonaku. Nad asendasid väga reaktiivse liitiummetalli anoodi stabiilsema grafiidi anoodiga, parandades veelgi aku ohutust. Suure energiatiheduse ja pika tsükli tööaja tõttu said need akud kiiresti kaasaskantavate elektroonikaseadmete, näiteks sülearvutite ja mobiiltelefonide standardallikaks.
2000. aastate alguses leidsid liitiumaku pakendid autotööstuses uusi rakendusi. Martin Eberhardi ja Mark Tarpenningu asutatud Tesla tõi välja esimese kaubanduslikult eduka elektriauto, mille toiteallikaks oli liitium-ioonakud. See tähistab olulist verstaposti liitiumakupakkide väljatöötamisel, kuna nende kasutamine ei piirdu enam kaasaskantava elektroonikaga. Liitiumakukomplektide toiteallikaks pakuvad elektrisõidukid puhtamat, jätkusuutlikumat alternatiivi traditsioonilistele bensiinimootoriga sõidukitele.
Kuna nõudlus liitiumpatareide järele kasvab, keskenduvad uurimistööd nende energiatiheduse suurendamisele ja üldise jõudluse parandamisele. Üks selline edasiminek oli ränipõhiste anoodide kasutuselevõtt. Ränil on kõrge teoreetiline võime liitiumioonide säilitamiseks, mis võib märkimisväärselt suurendada akude energiatihedust. Silicon Anoodid seisavad aga silmitsi selliste väljakutsetega nagu drastilised mahumuutused laenguraiuse tsüklite ajal, mille tulemuseks on lühendatud tsükli tööiga. Teadlased töötavad aktiivselt nende väljakutsete ületamiseks, et avada ränipõhiste anoodide täielik potentsiaal.
Veel üks uurimisvaldkond on tahkis liitium akuklastrid. Need akud kasutavad traditsiooniliste liitium-ioonpatareides leiduvate vedelate elektrolüütide asemel tahkeid elektrolüüte. Tahkispatareid pakuvad mitmeid eeliseid, sealhulgas suurem ohutus, suurem energiatihedus ja pikem tsükli tööiga. Kuid nende turustamine on alles varases staadiumis ning tehniliste väljakutsete ületamiseks ja tootmiskulude vähendamiseks on vaja täiendavat uurimist ja arendust.
Tulevikku vaadates näib liitiumaku klastrite tulevik paljutõotav. Nõudlus energia ladustamise järele kasvab jätkuvalt, ajendatuna kasvav elektrisõidukite turg ja nõudlus taastuvenergia integreerimise järele. Teadusuuringute jõupingutused on keskendunud suurema energiatihedusega akude arendamisele, kiirema laadimisvõime ja pikema tsükli tööajaga. Liitiumakuklastrid mängivad üliolulist rolli üleminekul puhtamale ja säästlikumale energiale.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et liitiumpatareide arenguajalugu on olnud tunnistajaks inimeste innovatsioonile ning ohutumate ja tõhusamate toiteallikate poole püüdlemisele. Alates liitiummetalli patareide algusaegadest kuni tänapäeval kasutatavate täiustatud liitium-ioonpatareideni oleme olnud tunnistajaks energiasalvestuse tehnoloogiale märkimisväärselt. Kuna jätkame võimaliku piiride surumist, arenevad liitium akud jätkuvalt energiasalvestuse tuleviku kujunemist ja kujundamist.
Kui olete huvitatud liitiumpatarei klastritest, tervitage ühendust Radiance'igaHankige pakkumine.
Postiaeg: 24. november 20123