10.12.2016
Литий

Литий - источник мобильной жизни

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Значение лития трудно переоценить, ведь сегодня он питает почти все – от часов и телефонов до автомобилей с самолетами. Почти весь мир зависит от аккумуляторов и батареек с этим элементом, и, пока не появится альтернативная технология, спрос на него будет только расти.

Но как этот металл, который загорается даже при намокании, стал движущей силой современных технологий? Вот здесь начинается интересная история путешествия лития из земных недр в аккумуляторы гаджетов.

Что такое литий?

Слово «литий» по-гречески означает камень. Это металл под третьим номером в периодической таблице элементов, который имеет серебристый цвет, и его можно резать обычным кухонным ножом. Это также самый легкий металл на планете, поэтому он плавает даже в воде. Хотя это обычно быстро заканчивается – литий самовоспламеняется и сгорает. Опасность представляет даже влага в воздухе, поэтому его хранят под толстым слоем минерального масла или другого подобного вещества.

Через высокую химическую активность просто «накопать» в земле чистого лития не получится – его находят в морской воде, глине и солях. Добыча этого минерала осложняется тем, что он не собирается в плотные концентрированные месторождения, а разбросан по всей планете.

Как открыли литий?

Впервые ученые познакомились с новым элементом в 1817 году – тогда химик Иона Арфведсон впервые выделил литий из минерала петалита. Следующие несколько десятилетий ученые увлеченно изучали основные физические свойства нового металла. А в 1855 году химики Роберт Бунсен и Аугустус Матьєссен разработали систему добычи лития электролизом из раствора хлорида лития. Так появилось небольшое промышленное производство этого металла в 1916 году, а для широкой продажи он начал выпускаться в 1923 году.

Во Второй мировой войне литий использовали как устойчивую к высокой температуре смазку для авиационных двигателей. После этого литий отличился при создании водородной бомбы: ионы лития-6 и лития-7 помогли создать тритий.

добыча лития

При добыче солей лития используется много ручного труда из-за дешевизны рабочей силы


Главным производителем лития с 1950-х по 1980-е годы были США, которые предоставили около 42 тысяч тонн этого материала. В 1976 году США поставляли около 80% мировых потребностей, но ситуация изменилась уже в 1984 году, когда в Чили открыли крупнейшие залежи этого металла. В 1997 году подобное месторождение также нашли в Аргентине.

Сегодня Чили и Аргентина поставляют 60% мирового лития. Австралия и Китай занимают еще 30% этого рынка. Оставшиеся 10% оказывают другие мелкие производители, например, США и Россия. Общие запасы металла оцениваются на уровне 13 миллионов тонн.

Работа над находкой. Исторически литий добывают из растворов солей или из твердых солевых отложений. Последнее ничем не отличается от того, как добывают другие материалы – железо, золото, медь, серебро и тому подобное.

добыча лития

Через разбросанность лития добывать его из твердой породы экономически не выгодно – нужно переработать слишком много грунта и потратить огромное количество энергии и топлива. Поэтому чаще металл получают из солевых растворов. Их откачивают в закрытые водоемы, в которых солнце испаряет влагу, и на местах остаются концентрированные твердые остатки.

Литий - время для батареек


Доступность чистого лития позволяет перейти к изготовлению элементов питания из него. Для этого существуют специальные фабрики, а их производственный процесс можно посмотреть в ролике Discovery:

Аккумуляторы по своей конструкции очень простая вещь – набор из нескольких слоев катода (литий-кобальт оксид), анода (углерод) и сепаратора (непроводящей пористой пленки). Поэтому начало изучения и экспериментов над литием как источником питания началось в 1912 году. Однако высокая химическая активность лития почти 90 лет мешала попасть ему на прилавки магазинов.

Все изменилось в 1991 году, когда японская компания Sony представила миру первый коммерческий литиево-ионный (Li-ion) аккумулятор. Начиная с этого периода в батареях и аккумуляторах начали использовать ионы лития, вместо чистого металла лития. Ведь аккумуляторы на основе ионов лития оказались не такими пожароопасными, как их аналоги на основе чистого лития.

Батареи, произведенные по Li-ion технологии, требуют значительно меньше внимания при эксплуатации, чем батареи, произведенные другими технологиями. В Li-ion элементы, нет эффекта памяти, и они не требуют полной разрядки для сохранения своих свойств. Саморазряд у этих батарей в 2 раза ниже, чем у батарей на основе никеля. Недостатком Li-ion батарей является необходимость защитных электронных схем для предотвращения пожаров и высокая цена.

Литий шагает по миру

В 1994 году стоимость производства Li-ion батарей типоразмера 18650 (используются в ноутбуках, автомобилях Tesla, фонариках) с емкостью 1100 мА*ч составила более $10. Но уже в 2001 году стоимость производства снизилась до $2, а емкость выросла до 1900 мА*ч. Сегодня емкостные элементы 18650 имеют емкость более 3000 мА*ч, а их цена постоянно снижается.

В 2009 году примерно 38% продаж приходилось на Li-ion батареи. В 2014 году этот рынок имел объем в $5,7 млрд, и за несколько лет он вырастет в четыре раза, прогнозируют эксперты. К 2023 году его объем составит $24,1 млрд, из которых около $15 млрд будет приходиться на электромобили, утверждают в Navigant Consulting.

Основными потребителями лития в мире являются батарейки с аккумуляторами. Производители машин даже начинают строить собственные фабрики по производству аккумуляторов. Tesla, например, планирует вложить $5 млрд в свою «гигафабрику», которая будет производить больше литиевых аккумуляторов, чем произвели во всем мире в 2013 году.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Наш сайт посвящен новостям в сфере высоких технологий, а также инноваций в мире интернета, автопромышленности.

Представлены материалы по развитию технологических компаний и стартапов. Интересным будет информация по настройке и хакингу гаджетов и устройств на Android, Apple iOS и прочее. Покажем как правильно выбирать устройства для покупок.

В процессе наших экспериментов с сайтами по оптимизации и настройке, в рубрике Вебмастер Мы делимся своим опытом в том как создать свой сайт на популярных платформах Joomla, Wordpress, настроить его и оптимизировать.

Самые популярные метки