Tosaíonn ceallraí ian litiam a rush an bealach ar fad, ag druidim le ceallraí cumhachta

Sa bhliain 1800, chum Alessandro Volta, fisiceoir Iodálach, an cruach Volta, an chéad cheallraí i stair an duine. Rinneadh an chéad cheallraí de leatháin since (anóid) agus copar (catóide) agus páipéar sáithithe in uisce salann (leictrilít), rud a léirigh féidearthacht shaorga leictreachais.

Ó shin i leith, mar fheiste is féidir le sruth leanúnach agus cobhsaí a sholáthar, tá taithí ag cadhnraí níos mó ná 200 bliain d'fhorbairt agus leanann siad ag freastal ar éileamh daoine ar úsáid solúbtha leictreachais.

Le blianta beaga anuas, leis an éileamh mór ar fhuinneamh in-athnuaite agus imní méadaithe faoi thruailliú an chomhshaoil, tá cadhnraí tánaisteacha (nó cadhnraí) ar féidir leo cineálacha eile fuinnimh a thiontú go fuinneamh leictreach agus é a stóráil i bhfoirm fuinneamh ceimiceach ag leanúint ar aghaidh ag tabhairt athruithe ar an bhfuinneamh. córas.

Léiríonn forbairt ceallraí litiam dul chun cinn na sochaí ó ghné eile. Go deimhin, tá forbairt go mear ar fhóin phóca, ríomhairí, ceamaraí agus feithiclí leictreacha bunaithe ar aibíocht na teicneolaíochta ceallraí litiam.

Chen Gen Tá breith agus imní ceallraí litiam ag druidim

Breith ceallraí litiam

Tá cuaillí dearfacha agus diúltacha ag an gceallraí. Déantar an cuaille dearfach, ar a dtugtar an catóide freisin, d'ábhair níos cobhsaí, agus is gnách go ndéantar an cuaille diúltach, ar a dtugtar an anóid freisin, d'ábhair miotail "an-ghníomhach". Déantar na cuaillí dearfacha agus diúltacha a dheighilt ag electrolyte agus a stóráil i bhfoirm fuinnimh cheimiceach.

Táirgeann an t-imoibriú ceimiceach idir an dá phol iain agus leictreoin. Gluaiseann na hiain agus na leictreoin seo sa cheallraí, rud a chuireann iallach ar leictreoin bogadh amach, ag cruthú timthriall agus ag giniúint leictreachais.

Sna 1970í, spreag an ghéarchéim ola sna Stáit Aontaithe, in éineacht le héileamh cumhachta nua i réimsí míleata, eitlíochta, leigheas agus réimsí eile, cuardach ar chadhnraí in-athluchtaithe chun fuinneamh glan in-athnuaite a stóráil.

De na miotail go léir, tá acmhainneacht shonrach domhantarraingthe agus leictreoid an-íseal ag litiam. I bhfocail eile, is féidir le córas ceallraí litiam an dlús fuinnimh uasta a bhaint amach go teoiriciúil, mar sin is é litiam rogha nádúrtha dearthóirí ceallraí.

Mar sin féin, tá litiam an-imoibríoch agus féadann sé sruthán agus pléascadh nuair a nochtar uisce nó aer. Dá bhrí sin, tá taming litiam tar éis éirí an eochair d'fhorbairt ceallraí. Ina theannta sin, is féidir le litiam freagairt go héasca le huisce ag teocht an tseomra. Má tá litiam miotail le húsáid i gcórais ceallraí, tá sé riachtanach leictrilítí neamh-uiscí a thabhairt isteach.

I 1958, mhol Harris leictrilít orgánach a úsáid mar leictrilít ceallraí miotail. I 1962, Lockheed Mission and SpaceCo. Chuir Chilton Jr. de chuid míleata na SA Agus Cook an smaoineamh ar aghaidh maidir le "córas leictrilít neamh-uiscí litiam".

Dhear Chilton agus Cook cineál nua ceallraí, a úsáideann miotail litiam mar chatóid, Ag, Cu, Ni halides mar chatóid, agus salann miotail pointe leá íseal lic1-AlCl3 tuaslagtha i carbónáit próipiléine mar leictrilít. Cé go ndéanann fadhb na ceallraí fanacht sa choincheap seachas indéantacht tráchtála, is é obair Chilton agus Cook tús le taighde ceallraí litiam.

I 1970, rinne Panasonic Electric Co. na Seapáine agus míleata na Stát Aontaithe ábhar catóide nua a shintéisiú go neamhspleách - fluairíd charbóin beagnach ag an am céanna. D'ullmhaigh Panasonic Electric Co., Ltd an fluairíd charbóin criostalach le léiriú móilíneach (CFx) N (0.5 ≤ x ≤ 1) go rathúil agus úsáidtear é mar anóid ceallraí litiam. Is céim thábhachtach é aireagán ceallraí fluairíd litiam i stair fhorbairt ceallraí litiam. Is é seo an chéad uair "comhdhúil leabaithe" a thabhairt isteach i ndearadh ceallraí litiam.

Mar sin féin, d'fhonn muirear inchúlaithe agus urscaoileadh ceallraí litiam a bhaint amach, is é an eochair inchúlaithe imoibriú ceimiceach. Ag an am sin, d'úsáid an chuid is mó de na cadhnraí neamh-in-athluchtaithe anóidí litiam agus leictrilítí orgánacha. D'fhonn cadhnraí in-athluchtaithe a bhaint amach, thosaigh eolaithe ag déanamh staidéir ar chur isteach inchúlaithe na n-ian litiam isteach sa leictreoid dhearfach de shuilfíd miotail trasdula cisealta.

Fuair ​​Stanley Whittingham ó ExxonMobil amach gur féidir an t-imoibriú ceimiceach intercalation a thomhas trí úsáid a bhaint as TiS2 cisealta mar ábhar catóide, agus is é LiTiS2 an táirge urscaoilte.

I 1976, bhain an ceallraí a d'fhorbair Whittingham éifeachtacht tosaigh maith. Mar sin féin, tar éis muirearú agus urscaoileadh arís agus arís eile ar feadh roinnt uaireanta, foirmíodh dendrites litiam sa cheallraí. D'fhás na dendrites ón cuaille diúltach go dtí an cuaille dearfach, ag cruthú ciorcad gearr, rud a chuir an baol ann an leictrilít a adhaint agus ar deireadh thiar theip.

I 1989, mar gheall ar thimpiste dóiteáin cadhnraí tánaisteacha litiam/moluibdín, tharraing formhór na gcuideachtaí ach amháin cúpla siar ó fhorbairt cadhnraí litiam miotail tánaisteacha. Stopadh go bunúsach le forbairt cadhnraí tánaisteacha miotail litiam toisc nach bhféadfaí an fhadhb sábháilteachta a réiteach.

Mar gheall ar dhroch-éifeacht na modhnuithe éagsúla, tá an taighde ar cheallraí tánaisteach miotail litiam stagnant. Ar deireadh, roghnaigh na taighdeoirí réiteach radacach: ceallraí cathaoir rocking le comhdhúile leabaithe mar chuaillí dearfacha agus diúltacha cadhnraí tánaisteacha miotail litiam.

Sna 1980í, rinne Goodnow staidéar ar struchtúr ábhar catóide litiam cóbalate cisealta agus ocsaíd nicil ag Ollscoil Oxford, Sasana. Mar fhocal scoir, thuig na taighdeoirí gur féidir níos mó ná leath de litiam a bhaint as an ábhar catóide inchúlaithe. Mar thoradh ar an toradh seo ar deireadh rugadh The.

I 1991, sheol SONY Company an chéad ceallraí litiam tráchtála (graifít anóid, cumaisc litiam catóide, salann litiam leachtach leictreoid tuaslagtha i dtuaslagóir orgánach). Mar gheall ar shaintréithe dlús ardfhuinnimh agus foirmlithe éagsúla is féidir a oiriúnú do thimpeallachtaí úsáide éagsúla, tá cadhnraí litiam tráchtálaithe agus in úsáid go forleathan sa mhargadh