Litijeva baterija je najboljša izbira za prenosne baterije
Zgodovina litijevih baterij se je začela z odkritjem "litija". Leta 1817 je švedski kemik prvič ekstrahiral litij iz mineralnega vzorca s švedskega otoka. Ime litij je navdihnjeno z grško besedo "kamen" in "kamen". Čeprav se sliši "težek", je v resnici najlažji trdni element, ki je doslej znan.
Kemijski periodni sistem vam je bil verjetno zelo znan, ko ste bili v osnovni šoli. Iz kemijskega periodnega sistema lahko izvemo, da relativna atomska masa litija ustreza prvi skupini ali drugemu ciklu. Je najaktivnejša kovina med znanimi elementi (vključno z radioaktivnimi elementi). Ko sem bil v srednji šoli, je moj učitelj izvedel poskus. Ko sem vrgel kos litija v vodo ali eksplodiral v zrak, je hitro zgorel.
Litijeva baterija je tako nestabilna, kako lahko postane nepogrešljiva v sodobnem življenju?
Da bi bil dober nosilec energije, je treba shraniti in prenesti več energije z najmanjšo možno prostornino in težo. Od litijevega elementa do litijeve baterije je to posledica treh značilnosti litijeve baterije
1: Relativna masa atoma litija je majhna
2: Močna elektronska zmogljivost
3: Visoko razmerje prenosa elektronov
Te tri točke lahko sklepamo v periodnem sistemu elementov. Elementi na vrhu periodnega sistema so boljši od elementov spodaj, elementi na levi pa so boljši od tistih na desni. Seveda bodo nekateri rekli, da vodik ne bi smel biti najboljši nosilec energije? Seveda ne zanikam, da je vodik najboljši nosilec energije v naravi. Zakaj bi sicer raziskave vodikovih gorivnih celic vzhajale? Vodik lahko rečemo le, da je razvojna meja prihodnosti, trenutna tehnologija pa še ni zrela.
Torej izbira litija kot baterije temelji na relativno optimalni rešitvi, ki jo lahko najdemo med vsemi elementi na Zemlji.
Prednosti litijeve baterije (analiza na podlagi mobilnega telefona in električnega vozila)
1. Visoka poraba energije. Majhna velikost in velika zmogljivost. Vzemimo za primer mobilni telefon, baterija tako majhne velikosti lahko shrani veliko kapaciteto 4000 mAh.
2. Zaradi dolge življenjske dobe je treba mobilni telefon polniti vsako noč, število polnjenj in praznjenj pa je zelo veliko, vendar lahko litijeva baterija doseže več kot tisoč polnjenj in praznjenj.
3. Visoka nazivna napetost, ena delovna napetost ali, primerna za uporabo majhnih električnih aparatov.
4. Litij-ionska baterija z litijevim železovim fosfatom z visoko nosilnostjo lahko doseže 15-30c zmogljivost polnjenja in praznjenja, kar je priročno za električna vozila za doseganje visokointenzivnega zagonskega pospeška, zato je pospešek električnih vozil na 100 metrov običajno zelo hiter.
5. Stopnja samopraznjenja je zelo nizka, običajno manjša od 1 % na mesec. Ko je mobilni telefon izklopljen, bo elektrika prisotna dlje časa.
6. Je lahek, omogoča lažje prenašanje mobilnih telefonov in lahko naredi električne avtomobile lažje in hitrejše.
7. Prilagodljivost visokim in nizkim temperaturam, lahko se uporablja v okolju od -20 ℃ do 60 ℃, kar je v bistvu v skladu z našo življenjsko temperaturo (zato se mobilni telefon na severovzhodu Kitajske zamrzne, ko je temperatura pod -30 °)
Zaradi teh sedmih prednosti so lahko litijeve baterije tako priljubljene v življenju. Tesla, velik proizvajalec električnih avtomobilov, izdeluje okolju prijazne avtomobile z litijevimi baterijami. Proizvajalci baterij uporabljajo litijeve baterije za izdelavo prenosnih naprav.
Namen Nobelove nagrade je podeliti ljudem sveta, ki so dali najpomembnejši prispevek k človeštvu na področju fizike, kemije, fiziologije ali medicine, književnosti, miru in ekonomije.
Dandanes lahko s seboj po nakupih vzamemo mobilni telefon, ki tehta manj kot 150 g.
Litijeve baterije niso popolne. Vzemimo za primer mobilne naprave. Trenutno je prostornina litijevih baterij skrajno stisnjena. Vprašanja, kako doseči majhno prostornino in veliko kapaciteto pri majhnih mobilnih telefonih ter kdaj lahko mobilni telefon polnite enkrat na mesec, se bodo v prihodnosti reševala eno za drugim. Na primer, tehnologija jedrske fisije bi lahko v naslednjih nekaj desetletjih naredila velik preboj in jo je mogoče miniaturizirati ali celo mikro velikosti, zato bodo imele prenosne jedrske gorivne celice širok razvojni prostor.
Vendar pa je neizpodbitno, da so litijeve baterije močno prispevale k človeštvu na področju kemije, litijeve baterije pa so še vedno najboljša izbira med prenosnimi baterijami.