» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Январь, 2018 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №1 (10) 2018

Автор: Кядыкова Анна Сергеевна, магистр
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Литий и электроника

Статья просмотрена: 656 раз

УДК 502/504

ЛИТИЙ И ЭЛЕКТРОНИКА

Кядыкова Анна Сергеевна

магистр, направление Теплоэнергетика и теплотехника

 Кафедра «Химии и электрохимической энергетики»

Азизова Татьяна Ашотовна

магистр, направление Теплоэнергетика и теплотехника

 Кафедра «Инновационные технологии наукоемких отраслей»

Алтухова Татьяна Андреевна

магистр, направление Теплоэнергетика и теплотехника

 Кафедра «Инновационные технологии наукоемких отраслей»

Жукова Екатерина Альбертовна

магистр, направление Теплоэнергетика и теплотехника

 Кафедра «Энергетика высокотемпературных технологий»

Национальный Исследовательский Университет

«Московский Энергетический Институт», город Москва, Россия

 

 

Аннотация. Получившая в наши дни широкое распространение портативная техника не обходится без аккумуляторов. Быстрые темпы ее развития влекут за собой экспоненциальный рост производства источников питания. Самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах, как мобильные телефоны, ноутбуки, цифровая фото и видеоаппаратура – литий-ионные. Впервые такой аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году. Масштабное производство набирающих популярность электромобилей напрямую связано с мировым производством лития, что может привести к превышению спроса над предложением.

Ключевые слова: ХИТ, электромобиль, аккумуляторы

 

Получившая в наши дни широкое распространение портативная техника не обходится без аккумуляторов. Быстрые темпы ее развития привели к экспоненциальному росту производства источников питания.

Самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах, как мобильные телефоны, ноутбуки, цифровая фото и видеоаппаратура – литий-ионные. Впервые такой аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году. Перове их поколение было подвержено взрывному эффекту из-за образования дендритов и, как следствие, замыкания электродов. Проблему решили заменой металлического литиевого анода на графит. Данные аккумуляторы по сравнению с массово выпускаемыми конкурентами обладают высокой емкостью, и с недавних пор ими заинтересовалась автомобильная промышленность. Количество электромобилей по итогам 2016 года превысило два миллиона единиц. Приведенные в таблице данные учитывают только легковые автомобили, помимо которых, например, в Китае, около ста шестидесяти тысяч электроавтобусов. В связи с ухудшающейся экологической обстановкой Китай реализует государственную программу замещения транспорта с двигателями внутреннего сгорания на электрический.

Таблица 1. Продажи по регионам

По прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА) в 2017 ожидается продажа 1,2 млн электромобилей, а в 2018 году – 1,6 млн, при этом Китай будет представлять более половины рынка.

Таблица 2. Мировое производство и потребление лития, тыс. тонн

Масштабное производство электромобилей напрямую связано с мировым производством лития. Одну аккумуляторную батарею электромобиля необходимо заменить сотней аккумуляторов среднестатистического ноутбука. В 2002 году стоимость тонны лития составляла 2 000 $, а в 2017 превысила 9 000 $.

Рисунок 1. Оценка использования лития в мире в 2011 году

Мировые запасы лития велики, но экономически и энергетически выгодных способов его получения мало. В настоящее время Чили производит 46 % мирового объема лития, а Аргентина 26 %, добыча производится на солончаках. Солончак Уюни – крупнейшая соляная пустыня мира, которую также называют самым большим в мире «зеркалом». До сих пор это одно из самых отдаленных и недоступных плато на нашей планете. Добычей на окраине пустыни занимается исключительно правительство Боливии. Благодаря уникальным условиям (масштабы, наличие тонкого слоя воды, чистого неба и сухого воздуха) это идеальное место для калибровки спутников. Увеличение масштабов добычи лития приведет к нанесению непоправимого ущерба уникальному пейзажу и повлияет на систему водоснабжения близлежащих поселений.

Увеличение мирового производства лития до уровня, способного удовлетворить экспоненциально растущие потребности как автомобильной промышленности, так и существующие ранее сферы его потребления, может оказаться невозможным при использовании современных методов добычи. Возрастет цена на литий и использующие его потребительские устройства.  Поэтому необходимо заниматься поиском новых методов экономичного и экологичного получения лития, его эффективного использования. Необходимо развивать технологии утилизации химических источников тока, это позволит не только улучшить экологическую обстановку, но и вернуть часть затраченного сырья. К сожалению, сейчас перерабатывается только 3 % от мирового объема производимых аккумуляторов и батареек. Также необходимо развивать альтернативные источники тока, например, топливные элементы.  Государственная программа Японии нацелена на развитие водородной энергетики. Также компания Toyota, ранее была ориентирована на развитие электромобилей с литиевыми аккумуляторами, но в последующем занялась разработкой водородных топливных элементов. Развитие топливных элементов может стать хорошим решением в том числе для портативной техники.

Список литературы:

1. Коровин Н. В. Химические источники тока: Справочник/ Коровин Н. В., Скундин А. М. – М.: МЭИ, 2003. – 740 с.
2. Багоцкий В. С. Химические источники тока/ Багоцкий В. С., Скундин А. М. – М.: Энергоиздат, 1981. – 360 с.



Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: