Tha pacaidean bataraidh lithium air cruth-atharrachadh a dhèanamh air an dòigh sa bheil sinn a’ toirt cumhachd do na h-innealan dealanach againn. Bho fhònaichean sgairteil gu carbadan dealain, tha na solarachaidhean cumhachd aotrom is èifeachdach seo air a thighinn gu bhith nam pàirt riatanach de ar beatha làitheil. Ach, tha leasachadh nacruinneachaidhean bataraidh lithiumchan eil seòladh rèidh. Tha e air a dhol tro atharrachaidhean mòra agus adhartasan thar nam bliadhnaichean. San artaigil seo, nì sinn sgrùdadh air eachdraidh pacaidean bataraidh lithium agus mar a tha iad air a thighinn air adhart gus coinneachadh ris na feumalachdan lùtha againn a tha a’ sìor fhàs.
Chaidh a’ chiad bataraidh lithium-ion a leasachadh le Stanley Whittingham aig deireadh nan 1970n, a’ comharrachadh toiseach ar-a-mach bataraidh lithium. Bidh bataraidh Whittingham a’ cleachdadh titanium disulfide mar an catod agus lithium metal mar an anod. Ged a tha dùmhlachd lùth àrd aig an seòrsa bataraidh seo, chan eil e comasach gu malairteach air sgàth draghan sàbhailteachd. Tha meatailt lithium gu math reactive agus faodaidh e ruith teirmeach adhbhrachadh, ag adhbhrachadh teintean bataraidh no spreadhadh.
Ann an oidhirp gus faighinn thairis air na cùisean sàbhailteachd co-cheangailte ri bataraidhean lithium meatailt, rinn John B. Goodenough agus an sgioba aige aig Oilthigh Oxford lorgan ùr-nodha anns na 1980n. Fhuair iad a-mach le bhith a’ cleachdadh catod meatailt ogsaid an àite lithium meatailt, gum faodadh an cunnart bho theachd-a-mach teirmeach a bhith air a chuir às. Rinn cathodes lithium cobalt oxide Goodenough cruth-atharrachadh air a’ ghnìomhachas agus dh’ ullaich an t-slighe airson na bataraidhean lithium-ion nas adhartaiche a bhios sinn a’ cleachdadh an-diugh.
Thàinig an ath adhartas mòr ann am pacaidean bataraidh lithium anns na 1990n nuair a leasaich Yoshio Nishi agus an sgioba aige aig Sony a’ chiad bataraidh lithium-ion malairteach. Chuir iad anod grafait nas seasmhaiche an àite an anod meatailt lithium fìor reactive, a’ leasachadh sàbhailteachd bataraidh tuilleadh. Air sgàth an dùmhlachd lùth àrd agus am beatha rothaireachd fada, gu luath thàinig na bataraidhean sin gu bhith nan stòr cumhachd àbhaisteach airson innealan dealanach so-ghiùlain leithid coimpiutairean-uchd agus fònaichean-làimhe.
Tràth anns na 2000n, lorg pacaidean bataraidh lithium tagraidhean ùra ann an gnìomhachas nan càraichean. Chuir Tesla, a stèidhich Martin Eberhard agus Mark Tarpenning, air bhog a’ chiad chàr dealain soirbheachail gu malairteach le cumhachd bataraidhean lithium-ion. Tha seo a’ comharrachadh clach-mhìle chudromach ann an leasachadh phasgan bataraidh lithium, leis nach eil an cleachdadh a-nis cuingealaichte ri electronics so-ghiùlain. Tha carbadan dealain le cumhachd bho phasgan bataraidh lithium a’ tabhann roghainn nas glaine agus nas seasmhaiche na carbadan traidiseanta le cumhachd gasoline.
Mar a bhios iarrtas airson pacaidean bataraidh lithium a’ fàs, tha oidhirpean rannsachaidh ag amas air an dùmhlachd lùtha àrdachadh agus an coileanadh iomlan a leasachadh. B’ e aon adhartas den leithid toirt a-steach anodes stèidhichte air silicon. Tha comas teòiridheach àrd aig Silicon airson ions lithium a stòradh, a dh’ fhaodadh dùmhlachd lùth bataraidhean àrdachadh gu mòr. Ach, tha dùbhlain mu choinneimh anodes silicon leithid atharrachaidhean mòra ann an tomhas-lìonaidh rè cuairtean cosgais-sgaoilidh, a’ leantainn gu beatha rothaireachd nas giorra. Tha luchd-rannsachaidh gu gnìomhach ag obair gus faighinn thairis air na dùbhlain sin gus làn chomas anodes stèidhichte air silicon fhuasgladh.
Is e raon sgrùdaidh eile cruinneachaidhean bataraidh lithium stàite cruaidh. Bidh na bataraidhean sin a’ cleachdadh electrolytes cruaidh an àite na electrolytes leaghaidh a lorgar ann am bataraidhean lithium-ion traidiseanta. Tha grunn bhuannachdan aig bataraidhean solid-state, a’ gabhail a-steach barrachd sàbhailteachd, dùmhlachd lùtha nas àirde, agus beatha rothaireachd nas fhaide. Ach, tha am malairt aca fhathast aig ìre thràth agus tha feum air tuilleadh rannsachaidh is leasachaidh gus faighinn thairis air dùbhlain theicnigeach agus cosgaisean saothrachaidh a lughdachadh.
A’ coimhead air adhart, tha coltas ann gu bheil cruinneachaidhean bataraidh lithium san àm ri teachd gealltanach. Tha iarrtas airson stòradh lùtha a’ sìor dhol suas, air a stiùireadh leis a’ mhargaidh charbadan dealain a tha a’ sìor fhàs agus iarrtas airson amalachadh lùth ath-nuadhachail. Tha oidhirpean rannsachaidh ag amas air bataraidhean a leasachadh le dùmhlachd lùtha nas àirde, comasan cosgais nas luaithe, agus beatha rothaireachd nas fhaide. Bidh pàirt deatamach aig cruinneachaidhean bataraidh lithium anns a’ ghluasad gu àm ri teachd lùth nas glaine agus nas seasmhaiche.
Gus geàrr-chunntas, tha eachdraidh leasachaidh pacaidean bataraidh lithium air ùr-ghnàthachadh daonna fhaicinn agus an tòir air solar cumhachd nas sàbhailte agus nas èifeachdaiche. Bho làithean tràtha bataraidhean lithium meatailt gu na bataraidhean lithium-ion adhartach a bhios sinn a’ cleachdadh an-diugh, tha sinn air adhartas mòr fhaicinn ann an teicneòlas stòraidh lùtha. Mar a chumas sinn oirnn a’ putadh crìochan na tha comasach, cumaidh pacaidean bataraidh lithium air adhart ag atharrachadh agus a’ cumadh àm ri teachd stòradh lùtha.
Ma tha ùidh agad ann an cruinneachaidhean bataraidh lithium, cuir fios gu Radiance gufaigh cuòt.
Ùine puist: Samhain-24-2023