Baterya internal nga istruktura: dako nga kapasidad

Kami nagpaabut sa usa ka bag-ong panahon sa kaylap nga paggamit sa limpyo nga enerhiya. Sa usa ka iconic nga talan-awon sa panahon, ang usa mahimong makakita og bag-ong mga sakyanan sama sa Tesla’s electric cars nga nagmaneho sa kadalanan, nga gipaandar dili sa gasolina kondili sa fully charged lithium batteries. Ang mga gasolinahan sa daplin sa dalan pulihan sa mga istasyon sa pag-charge. Ang pinakabag-o nga balita mao nga ang siyudad sa Shanghai karon nagpahibalo sa usa ka polisiya nga walay lisensya alang sa mga electric car sa Tesla ug nagsuporta sa ilang mas paspas nga paghimo sa mga supercharger sa China.

Apan ang masanag nga kaugmaon mahimong madulom sa kamatuoran nga ang mga baterya sa de-koryenteng awto dili lahi sa mga baterya sa cell phone. Ang mga tiggamit sa cell phone kanunay nabalaka bahin sa kinabuhi sa baterya. Daghang mga telepono sa mga tawo puno sa buntag, ug samtang nagkaduol ang hapon, kinahanglan nga i-charge kini kausa sa usa ka adlaw. Ang mga laptop adunay parehas nga problema ug mahimong mahurot ang juice sa pila ka oras. Gikuwestiyon ang utility sa mga de-koryenteng sakyanan tungod kay dili kaayo layo ang ilang pagbiyahe aron mabangga ug kinahanglan nga i-recharge kanunay. Ang Tesla’s Model sa pagkakaron mao lamang ang electric car sa merkado, nga usa ka kalampusan. Ang Modelo mao ang labing makadani sa mata, nga adunay gilay-on nga 480 kilometros sa usa ka bayad.

Ngano nga ang mga baterya dili molungtad? Ang gidaghanon sa enerhiya nga matipigan sa usa ka substansiya sa usa ka luna gitawag nga densidad sa enerhiya. Ang densidad sa enerhiya sa baterya ubos. Sa natad sa enerhiya nga gihimo kada kilo, makagamit kita ug hangtod sa 50 megajoules nga gasolina kada adlaw, samtang ang lithium batteries aberids nga ubos sa 1 megajoule. Ang ubang mga matang sa mga baterya nagsuroysuroy usab sa hilabihan ka ubos nga lebel. Dayag, dili nato mahimo ang baterya nga walay kinutuban; Aron madugangan ang kapasidad sa baterya, mahimo ra naton ipunting ang pagpauswag sa density sa enerhiya sa baterya, apan adunay daghang mga kalisud. Unsa ang mga kalisdanan niini nga teknolohiya? Giinterbyu sa reporter si Liu Run, associate professor of chemistry sa Zhejiang University, ug gisusi ang misteryo sa internal structure sa kasagarang gigamit nga lithium battery (lithium battery sa mubo).

Ang mga electrolyte hinungdanon kaayo

Tungod sa pagbalhin sa mga electron, ang baterya makahatag og kusog. Sa diha nga ang baterya konektado sa sirkito, ang switch gipalong ug ang kasamtangan anaa. Niini nga punto, ang mga electron mogawas gikan sa negatibong terminal ug moagos sa sirkito ngadto sa positibong terminal. Sa proseso, ang elektroniko magpadayon sa pagtrabaho sa imong telepono, sama sa pagmaneho sa usa ka Tesla electric car.

Ang mga electron sa lithium batteries gihatag sa lithium. Kung imong pun-on ang baterya sa lithium, dili ba motaas ang densidad sa enerhiya? Ikasubo, aron ang usa ka lithium nga baterya mahimong ma-rechargeable, ang internal nga istruktura niini kinahanglan nga susihon sa mga termino sa piho nga density sa enerhiya. Gipunting ni Liu nga ang internal nga istruktura sa mga baterya sa lithium adunay mga electrolyte, negatibo nga datos, positibo nga datos ug mga kal-ang, nga ang matag usa adunay kaugalingon nga espesyal nga proseso, adunay usa ka talagsaon nga papel ug kinahanglanon. Kini nga istruktura naglimite sa densidad sa enerhiya sa mga baterya sa lithium-ion.

Ang una mao ang mga electrolyte, nga hinungdanon nga mga agianan sa mga baterya. Kung ang usa ka baterya mogawas, ang mga atomo sa lithium mawad-an sa ilang mga electron ug mahimong mga lithium ion, ug kung mag-recharge, kinahanglan silang modagan gikan sa usa ka tumoy sa baterya ngadto sa lain ug balik pag-usab. Matud pa ni Liu. Ang electrolyte nagtipig sa mga lithium ions, sa amihanan ug habagatan nga mga poste sa baterya, ang yawe sa padayon nga pagbisikleta sa baterya. Ang mga electrolyte sama sa mga suba, ang mga lithium ions sama sa mga isda. Kung uga ang suba ug ang mga isda dili makaadto sa pikas nga bahin, ang mga baterya sa lithium dili molihok sa husto.

Ang katahum sa electrolyte mao nga kini nagdala lamang sa mga lithium ions, dili mga electron, nga nagsiguro nga ang baterya mogawas lamang kung ang circuit konektado. Sa samang higayon, ang mga lithium ions, sumala sa electrolyte, molihok sa usa ka han-ay ug maayo nga gihubit nga paagi, mao nga ang mga electron kanunay nga molihok sa usa ka direksyon, nga naghimo sa usa ka kasamtangan.

Lig-on nga positibo ug negatibo nga mga poste

Ang mga electrolyte wala maghatag gahum, apan kini bug-at ug kinahanglanon alang sa mga baterya sa lithium-ion. Busa nganong wala nay mas negatibo nga datos base sa graphite? Ang graphite, ang materyal nga gigamit sa paghimo sa mga tingga sa lapis, dili responsable sa paghatag og mga electron. ‘Kini aron masiguro nga ang oras sa pag-charge husto,’ miingon si G. Liu.