Batareyanın daxili quruluşu: böyük tutum

Biz təmiz enerjidən geniş istifadənin yeni dövrünü gözləyirik. Dövrün ikonik səhnəsində, Tesla-nın benzinlə deyil, tam doldurulmuş litium batareyaları ilə işləyən elektrik avtomobilləri kimi yeni avtomobillərin küçələrdə hərəkət etdiyini görmək olar. Yol boyu yanacaqdoldurma məntəqələri enerji doldurma məntəqələri ilə əvəz olunacaq. Ən son xəbər odur ki, Şanxay şəhəri indi Teslanın elektrik avtomobilləri üçün lisenziyasız siyasət elan edib və onların Çində daha sürətli kompressor istehsalını dəstəkləyir.

Lakin parlaq gələcək elektrik avtomobil akkumulyatorlarının cib telefonlarının akkumulyatorlarından o qədər də fərqlənməməsi ilə qaranlıq ola bilər. Mobil telefon istifadəçiləri tez-tez batareyanın ömründən narahat olurlar. Bir çox insanların telefonları səhər saatlarında dolu olur, günorta yaxınlaşdıqca gündə bir dəfə şarj etmək zərurəti yaranır. Noutbuklarda da eyni problem var və bir neçə saat ərzində suyu bitə bilər. Elektrikli avtomobillərin faydalılığı şübhə altına alınıb, çünki onlar qəzaya uğramaq üçün kifayət qədər uzaqlara getmirlər və tez-tez doldurulmalıdırlar. Teslanın Modeli hazırda bazarda yeganə elektrikli avtomobildir ki, bu da böyük uğurdur. Model ən çox diqqəti cəlb edən modeldir, bir şarjla 480 kilometr məsafə qət edir.

Niyə batareyalar dayanmır? Bir maddənin müəyyən bir məkanda saxlaya biləcəyi enerji miqdarına enerji sıxlığı deyilir. Batareyanın enerji sıxlığı azdır. Hər kiloqram üçün istehsal olunan enerji baxımından biz gündə 50 meqajoule qədər benzin istifadə edə bilərik, litium batareyalar isə orta hesabla 1 meqajouldan azdır. Digər növ batareyalar da son dərəcə aşağı səviyyədə işləyir. Aydındır ki, biz batareyanı sonsuz edə bilmərik; Batareyanın tutumunu artırmaq üçün yalnız batareyanın enerji sıxlığını yaxşılaşdırmağa diqqət yetirə bilərik, lakin bir çox çətinliklər var. Bu texnologiyanın hansı çətinlikləri var? Jurnalist Zhejiang Universitetinin kimya üzrə dosenti Liu Run ilə müsahibə götürdü və tez-tez istifadə olunan litium batareyanın (qısaca litium batareya) daxili quruluşunun sirrini təhlil etdi.

Elektrolitlər çox vacibdir

Elektronların ötürülməsi sayəsində batareya enerji təmin edə bilər. Batareya dövrəyə qoşulduqda, açar söndürülür və cərəyan açılır. Bu nöqtədə elektronlar mənfi terminaldan qaçır və dövrə vasitəsilə müsbət terminala axır. Bu prosesdə elektronika Tesla elektrik avtomobilini sürmək kimi telefonunuzu işlək vəziyyətdə saxlayacaq.

Litium batareyalarındakı elektronlar litium tərəfindən təmin edilir. Batareyanı litiumla doldursanız, enerji sıxlığı artmazmı? Təəssüf ki, litium batareyanın təkrar doldurula bilməsi üçün onun daxili strukturu xüsusi enerji sıxlığı baxımından qiymətləndirilməlidir. Liu diqqətə çatdırdı ki, litium batareyaların daxili strukturunda elektrolitlər, mənfi məlumatlar, müsbət məlumatlar və boşluqlar var ki, bunların hər biri özünəməxsus prosesə malikdir, unikal rol oynayır və əvəzedilməzdir. Bu struktur litium-ion batareyalarının enerji sıxlığını məhdudlaşdırır.

Birincisi, batareyalarda vacib borular olan elektrolitlərdir. Batareya boşaldıqda, litium atomları elektronlarını itirərək litium ionlarına çevrilir və doldurularkən batareyanın bir ucundan o biri ucuna və yenidən geri qaçmalı olurlar. Liu dedi. Elektrolit litium ionlarını batareyanın şimal və cənub qütblərində saxlayır ki, bu da batareyanın davamlı dövriyyəsinin açarıdır. Elektrolitlər çaylara, litium ionları isə balıqlara bənzəyir. Çay qurudursa və balıq o biri sahilə çıxa bilmirsə, litium batareyaları düzgün işləməyəcək.

Elektrolitin gözəlliyi ondadır ki, o, elektronları deyil, yalnız litium ionlarını daşıyır və batareyanın yalnız dövrə qoşulduqda boşalmasını təmin edir. Eyni zamanda, litium ionları, elektrolitə uyğun olaraq, nizamlı və dəqiq müəyyən edilmiş bir şəkildə hərəkət edir, buna görə də elektronlar həmişə bir istiqamətdə hərəkət edərək, bir cərəyan yaradır.

Sabit müsbət və mənfi qütblər

Elektrolitlər enerji vermir, lakin onlar ağırdır və litium-ion batareyaları üçün vacibdir. Bəs niyə qrafit əsasında daha çox mənfi məlumatlar yoxdur? Qələm telləri hazırlamaq üçün istifadə olunan material olan qrafit elektronları təmin etmək üçün məsuliyyət daşımır. “Bu, doldurma vaxtının düzgün olduğundan əmin olmaq üçündür” dedi cənab Liu.