ИНФОРМАЦИЯ
Авторизация
Эволюция литиевых аккумуляторов
 Самые первые литиевые батареи были предназначены для использования в электронных часах. Вспомните, насколько было необычно то, что одна батарейка могла «заставить» часы «тикать» на протяжении лет пяти. Именно на основе таких элементов питания и были разработаны литиевые аккумуляторы. До них мы использовали никель-металл-гидридные, а еще раньше были никель-кадмиевые. На сегодняшний день в некоторых переносных устройствах все еще используются такие батареи, хотя многие страны запретили ввоз кадмия, как одного из наиболее вредных химических элементов. 

С каждым днем все большее количество людей предпочитают LiFеPо4 аккумуляторы. Но обо всем по порядку.
В каждой отрасли нашей жизни (будь то автомобилестроение или электроника) существует необходимость в своих аккумуляторах. И главное условие – эти элементы питания должны быть перемещаемыми. Благодаря литию стало возможным перейти в батареях с полутора до трех вольт. Всемирным полупроводниковым стандартом считается 5В. Чтобы набрать необходимое количество  вольт из полуторных батарей, необходимо было четыре элемента питания. Литиевых аккумуляторов в данном случае будет достаточно только двух. Поэтому довольно быстро такие батареи стали пользоваться популярностью во всем мире. 
 
Еще один фактор – емкость. Если еще несколько лет назад ноутбук мог работать без зарядки до 2,5 часов, то сегодня этот промежуток времени увеличился втрое. С каждым днем автономные источники питания подвергаются все большему и большему совершенствованию. В скором времени можно будет оснастить свой ноутбук таким агрегатом, с которым вы сможете не выключать своего помощника на протяжении 14 часов (а именно столько длится самый долгий беспересадочный перелет).
 
Почему именно литий? Каждый разработчик при создании того или иного устройства учитывает момент массы. Ведь очень важно, чтобы прибор можно было легко и удобно транспортировать. Литий же, в данном случае – это идеальное соотношение удельной энергии и массы. Изначально были созданы литиевые батареи на сульфидах молибдена, титана. Но они не отличались высоким напряжением. Тогда в качестве катода стали использовать кобальтат лития, который  способен к обратимой интеркаляции-деинтеркаляции ионов лития. За счет таких изменений значительно улучшились рабочие характеристики элементов питания: возросло напряжение, увеличилось количество циклов разрядки и зарядки. К тому же расширились рамки рабочих температур от -40 до +55 градусов по Цельсию. 
 
В чем же состоит отличие литий-ионных аккумуляторов от остальных? Главный момент заключается в том, что такие батарейки можно ставить на подзарядку в любой момент, в то время как другие батареи при таком обращении просто могут выйти из строя.
 
Однако, при всех своих достоинствах кобальтат лития обладал и довольно существенными недостатками. В первую очередь, это высокая стоимость самого сырья. Второй момент – взрывоопасность и токсичность. Такие аккумуляторы не следует заряжать больше 4,2 В. В противном случае, из структуры катодного материала начнет выделяться кислород, а это приведет к взрыву аккумулятора. Поэтому первые сотовые телефоны были оснащены ограничителями напряжения, что увеличивало вес и стоимость самих аппаратов. Благодаря ограничителю активно использовалась только половина массы катода. А это значит, что фактическая емкость аккумулятора составляла только половину от теоретической. Если учесть дороговизну материала, такое решение назвать рациональным довольно сложно.
 
В природе литий представлен в виде солей. Наиболее крупным поставщиком карбоната лития является Чили. Вторым источником этого сырья являются озера, которые характеризуются высокой концентрацией ионов лития. Подобные озера недавно были обнаружены в Монголии. Но при этом исходное сырье для создания литий-ионных элементов питания все еще является дефицитным. Человек быстро понял, что за этим будущее и деньги. А те счастливчики, которые сейчас владеют доступом к сырью, диктуют на него цены во всем мире.
 
Со временем довольно остро встал вопрос о создании крупногабаритных аккумуляторов, которые предназначались бы для экологически чистого транспорта. Вот тогда-то мировое научное сообщество стало задумываться об исследовании других соединений, которые были бы пригодны для этих целей. Например, для электромобиля это должен быть такой мощный источник энергии, который мог бы работать при большом напряжении и при больших токах. 
 
Чтобы получить такие вещества, необходимо было использовать материалы, характеризующиеся высокой электронной и ионной проводимостью. Причем получение их должно быть в наноразмерном состоянии, а что является наиболее дешевым и распространенным элементом? Правильно – железо. Американскому физику Джону Гудэнафу в 1996 году удалось получить железофосфат лития. Именно его ученый и предложил использовать в качестве катодного материала. LiFеPо4 аккумуляторы способны выдерживать максимальное количество циклов зарядки и разрядки.
 
При этом, у железофосфата довольно скоро выявился один серьезный недостаток: это соединение – диэлектрик, а значит имеет очень низкую проводимость. А все электродные материалы должны быть смешанными проводниками.
 В 2000 году японским ученым Ацуо Ямато было доказано, что железофосфат лития в наноразмерном состоянии может работать в качестве катодного материала в батарее. А канадец Мишель Арманд в этом же году показал, что если синтезировать соединение в наноразмерном состоянии и нанести на поверхность его частиц высокопроводящее углеродное покрытие, то LiFеPо4 аккумуляторы практически ни в чем не будут уступать кобальтату лития.
 
А ведь переход от научных мыслей до реализации тех или иных технологий в жизнь осуществляется в наше время довольно быстро. На сегодняшний день уже ведутся разработки по созданию литий-серных и литий-воздушных аккумуляторов.