بطارية الليثيوم هي الخيار الأفضل للبطاريات المحمولة

بدأت نشأة بطاريات الليثيوم باكتشاف عنصر "الليثيوم". في عام ١٨١٧، استخرج كيميائي سويدي الليثيوم لأول مرة من عينة معدنية من جزيرة سويدية. اسم الليثيوم مستوحى من الكلمة اليونانية "حجر" و"حجر". على الرغم من أنه يبدو ثقيلاً، إلا أنه في الواقع أخف عنصر صلب معروف حتى الآن.

لا بد أنك كنتَ على درايةٍ كبيرةٍ بالجدول الدوري الكيميائي في المرحلة الإعدادية. من الجدول الدوري الكيميائي، يمكننا معرفة أن الكتلة الذرية النسبية لليثيوم تنتمي إلى المجموعة الأولى أو الدورة الثانية. وهو أكثر المعادن نشاطًا بين العناصر المعروفة (بما في ذلك العناصر المشعة). عندما كنتُ في المدرسة الثانوية، أجرى مُعلّمي تجربةً. عندما كنتُ أُلقي قطعةً من الليثيوم في الماء أو أُفجرها في الهواء، كانت تحترق بسرعة.

الليثيوم غير مستقر للغاية، فكيف يمكن أن يصبح بطارية ليثيوم لا غنى عنها في الحياة الحديثة؟

لكي تكون ناقلًا جيدًا للطاقة، من الضروري تخزين ونقل أكبر قدر ممكن من الطاقة بأقل حجم ووزن ممكنين. من عنصر الليثيوم إلى بطارية الليثيوم، يعود ذلك إلى الخصائص الثلاث لبطارية الليثيوم:

1: الكتلة النسبية لذرة الليثيوم صغيرة

2: قدرة إلكترونية قوية

3: نسبة نقل الإلكترون عالية

يمكن استنتاج هذه النقاط الثلاث في الجدول الدوري للعناصر. العناصر في أعلى الجدول الدوري أفضل من العناصر التي أسفله، والعناصر على اليسار أفضل من تلك التي على اليمين. بالطبع، قد يقول البعض إن الهيدروجين ليس أفضل ناقل للطاقة. بالطبع، لا أنكر أن الهيدروجين هو أفضل ناقل للطاقة في الطبيعة. وإلا، فلماذا تتزايد الأبحاث المتعلقة بخلايا وقود الهيدروجين؟ لا يمكن القول إلا إن الهيدروجين هو آفاق التطوير المستقبلية، والتكنولوجيا الحالية ليست ناضجة بعد.

لذا فإن اختيار الليثيوم كبطارية يعتمد على الحل الأمثل النسبي الذي يمكننا إيجاده بين جميع العناصر الموجودة على الأرض.

مزايا بطارية الليثيوم (تحليل يعتمد على الهاتف المحمول والسيارة الكهربائية)

١. طاقة عالية. حجم صغير وسعة كبيرة. لنأخذ الهاتف المحمول كمثال، حيث تتسع بطارية صغيرة الحجم بسعة ٤٠٠٠ مللي أمبير/ساعة.

2. مع عمر خدمة طويل، يحتاج الهاتف المحمول إلى الشحن كل ليلة، وعدد الشحن والتفريغ كبير جدًا، ولكن بطارية الليثيوم يمكنها تحقيق أكثر من آلاف المرات من الشحن والتفريغ.

3. جهد عالي التصنيف، جهد عمل واحد أو أكثر، مناسب لاستخدام الأجهزة الكهربائية الصغيرة.

4. مع قدرة تحمل عالية للطاقة، يمكن لبطارية ليثيوم أيون فوسفات الحديد الليثيوم أن تصل إلى سعة شحن وتفريغ تتراوح من 15 إلى 30 سنتًا، وهو ما يناسب المركبات الكهربائية لتحقيق تسارع بدء التشغيل عالي الكثافة، وهذا هو السبب في أن تسارع المركبات الكهربائية لمسافة 100 متر سريع جدًا بشكل عام.

٥. معدل التفريغ الذاتي منخفض جدًا، وعادةً ما يكون أقل من ١٪ شهريًا. عند إيقاف تشغيل الهاتف، ستبقى البطارية موصولة بالكهرباء لفترة طويلة.

6. إنه خفيف الوزن، مما يجعل الهواتف المحمولة أسهل في الحمل، ويمكن أن يجعل السيارات الكهربائية أخف وزنا وأسرع.

7. القدرة على التكيف مع درجات الحرارة العالية والمنخفضة، ويمكن استخدامه في بيئة - 20 ℃ - 60 ℃، بما يتماشى بشكل أساسي مع درجة حرارة معيشتنا (هذا هو السبب في أن الهاتف المحمول سوف يتجمد عندما تكون درجة الحرارة أقل من - 30 درجة في شمال شرق الصين)

بناءً على هذه المزايا السبع، تحظى بطاريات الليثيوم بشعبية واسعة في حياتنا. تُصنّع شركة تيسلا، وهي شركة رائدة في صناعة السيارات الكهربائية، سيارات صديقة للبيئة تعمل ببطاريات الليثيوم. يستخدم مصنعو البطاريات بطاريات الليثيوم لجعل الأجهزة محمولة.

الغرض من جائزة نوبل هو منح الجائزة لشعوب العالم الذين قدموا أهم المساهمات للبشرية في مجالات الفيزياء والكيمياء وعلم وظائف الأعضاء أو الطب والأدب والسلام والاقتصاد.

في الوقت الحاضر، يمكننا أن نحمل هاتفًا محمولًا يزن أقل من 150 جرامًا للذهاب للتسوق.

بطاريات الليثيوم ليست مثالية. لنأخذ الأجهزة المحمولة كمثال. في الوقت الحالي، تقلص حجم بطاريات الليثيوم إلى أقصى حد. في ظل المساحة الصغيرة للهواتف المحمولة، سيتم حل مسألة تحقيق حجم صغير وسعة كبيرة، وإمكانية شحن الهاتف مرة واحدة شهريًا، واحدة تلو الأخرى في المستقبل. على سبيل المثال، من المتوقع أن تحقق تقنية الانشطار النووي تقدمًا كبيرًا خلال العقود القليلة القادمة، ويمكن تصغير حجمها أو حتى جعلها بالغة الصغر. لذلك، سيكون لخلايا الوقود النووي المحمولة مجال تطوير واسع.

ومع ذلك، لا يمكن إنكار أن بطاريات الليثيوم قدمت مساهمات كبيرة للبشر في مجال الكيمياء، ولا تزال بطاريات الليثيوم هي الخيار الأفضل بين البطاريات المحمولة.