Tha bataraidhean lithium air ar-a-mach a dhèanamh air mar a bhios sinn a’ cumhachdachadh ar n-innealan dealanach. Bho fhònaichean sgairteil gu carbadan dealain, tha na solar cumhachd aotrom is èifeachdach seo air a bhith nam pàirt riatanach de ar beatha làitheil. Ach, tha leasachadhcruinneachaidhean bataraidh lithiumChan eil e air a bhith rèidh. Tha e air a dhol tro chuid de dh’atharrachaidhean is leasachaidhean mòra thar nam bliadhnaichean. San artaigil seo, nì sinn sgrùdadh air eachdraidh bataraidhean lithium agus mar a tha iad air atharrachadh gus coinneachadh ris na feumalachdan lùtha a tha a’ sìor fhàs againn.
Chaidh a’ chiad bataraidh lithium-ion a leasachadh le Stanley Whittingham aig deireadh nan 1970an, a’ comharrachadh toiseach ar-a-mach bataraidhean lithium. Bidh bataraidh Whittingham a’ cleachdadh disulfide titanium mar an catod agus meatailt lithium mar an anod. Ged a tha dùmhlachd lùtha àrd aig an t-seòrsa bataraidh seo, chan eil e malairteach air sgàth draghan sàbhailteachd. Tha meatailt lithium gu math ath-ghnìomhach agus faodaidh e teicheadh teirmeach adhbhrachadh, ag adhbhrachadh teintean no spreadhaidhean bataraidh.
Ann an oidhirp gus faighinn thairis air na cùisean sàbhailteachd co-cheangailte ri bataraidhean lithium-metal, rinn John B. Goodenough agus an sgioba aige aig Oilthigh Oxford lorgan ùr-ghnàthach anns na 1980n. Fhuair iad a-mach, le bhith a’ cleachdadh catod meatailt ocsaid an àite meatailt lithium, gum b’ urrainnear cunnart teicheadh teirmeach a chuir às. Rinn catodes lithium cobalt oxide Goodenough ath-bhualadh air a’ ghnìomhachas agus dh’fhosgail iad 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 bataraidhean lithium anns na 1990an nuair a leasaich Yoshio Nishi agus an sgioba aige aig Sony a’ chiad bataraidh lithium-ion malairteach. Chuir iad anode meatailt lithium ath-ghnìomhach an àite anode grafait nas seasmhaiche, a’ leasachadh sàbhailteachd bataraidhean tuilleadh. Air sgàth an dùmhlachd lùtha àrd agus an ùine-beatha cearcall fada, thàinig na bataraidhean sin gu bhith nan stòr cumhachd àbhaisteach airson innealan dealanach so-ghiùlain leithid coimpiutairean-uchd agus fònaichean-làimhe.
Tràth anns na 2000an, 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 pacaidean bataraidh lithium, leis nach eil an cleachdadh air a chuingealachadh ri electronics so-ghiùlain tuilleadh. Bidh carbadan dealain le cumhachd pacaidean bataraidh lithium a’ tabhann roghainn eile nas glaine, nas seasmhaiche na carbadan traidiseanta le cumhachd peatrail.
Mar a bhios iarrtas airson pacaidean bataraidhean lithium a’ fàs, tha oidhirpean rannsachaidh ag amas air an dùmhlachd lùtha aca a mheudachadh agus an coileanadh iomlan a leasachadh. B’ e aon adhartas mar sin toirt a-steach anodan stèidhichte air silicon. Tha comas teòiridheach àrd aig silicon airson ianan lithium a stòradh, agus faodaidh seo dùmhlachd lùtha bataraidhean a mheudachadh gu mòr. Ach, tha dùbhlain mu choinneamh anodan silicon leithid atharrachaidhean mòra ann an tomhas-lìonaidh rè chuairtean cosgais-sgaoilidh, agus mar thoradh air sin bidh beatha a’ chearcaill nas giorra. Tha luchd-rannsachaidh ag obair gu gnìomhach gus faighinn thairis air na dùbhlain sin gus làn chomas anodan stèidhichte air silicon fhuasgladh.
Is e raon rannsachaidh eile cruinneachaidhean bataraidhean lithium cruaidh-staid. Bidh na bataraidhean seo a’ cleachdadh electrolytes cruaidh an àite nan electrolytes leaghaidh a lorgar ann am bataraidhean lithium-ion traidiseanta. Tha grunn bhuannachdan aig bataraidhean cruaidh-staid, nam measg sàbhailteachd nas fheàrr, dùmhlachd lùtha nas àirde, agus beatha cearcall nas fhaide. Ach, tha an cleachdadh malairteach 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 àm ri teachd cruinneachaidhean bataraidhean lithium a’ coimhead gealltanach. Tha an t-iarrtas airson stòradh lùtha a’ sìor dhol am meud, air a stiùireadh leis a’ mhargaidh charbadan dealain a tha a’ sìor fhàs agus an t-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 cearcall nas fhaide. Bidh pàirt riatanach aig cruinneachaidhean bataraidhean lithium anns an atharrachadh gu àm ri teachd lùtha nas glaine, nas seasmhaiche.
Gus geàrr-chunntas a dhèanamh, tha eachdraidh leasachaidh pacaidean bataraidhean lithium air a bhith na fhianais air ùr-ghnàthachadh daonna agus a’ sireadh solar cumhachd nas sàbhailte agus nas èifeachdaiche. Bho làithean tràtha bataraidhean meatailt lithium gu na bataraidhean lithium-ion adhartach a bhios sinn a’ cleachdadh an-diugh, tha sinn air adhartasan mòra fhaicinn ann an teicneòlas stòraidh lùtha. Mar a chumas sinn oirnn a’ putadh crìochan na tha comasach, cumaidh pacaidean bataraidhean lithium orra ag atharrachadh agus a’ cumadh àm ri teachd stòradh lùtha.
Ma tha ùidh agad ann an cruinneachaidhean bataraidhean lithium, cuir fios gu Radiance gusfaigh luachan.
Àm puist: 24 dhen t-Samhain 2023