Foydanilgan adabiyotlar.
1.
Патент РУз: № IAP 03969 Способ получения олигомерного ингибитора
коррозии // Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т., Жураев Т.Т., Султанов А.С.,
Махсумова О.С. 19.09.2009.
ZAMONAVIY LITIY-IONLI BATAREYALAR UCHUN LITIY
BIRIKMALARINI OLISH TEXNOLOGIYASI
Абдурахмонов Сайёд Тоштемир ўғли
Termiz davlat universiteti talabasi
Ilmiy rahbar: Eshmurodov X.E
Annotatsiya.
Maqolada litiy-ionli batareyalarning ahamiyati, ixtiro qilinishi, ularning
turlari, sinflanishi va ishlatilish sohalari haqida ma’lumot berilgan. Bu batareyalar
elektrotexnika sohasida keng qo‘llanilmoqda. Elektr transport vositalarida, energiya
tizimlarida, energiya saqlovchi qurilmalarda va energiya manbai sifatida qo‘llaniladigan
elektr batareyasining bir turi. Uning birikmalarini tayyorlash esa dolzarb muammolardan
hisoblanadi.
Kalit so‘zlar:
Litiy-ion batareya, elektrotexnika, elektr transport, ferrofosfat,
izostruktura, elektrokimyoviy, invertorlar, konvertorlar, Litiy-ferrofosfat batareya.
2019
yilgi kimyo bo‘yicha Nobel egalari “litiy-ion batareyalarini ixtiro
qilganliklari uchun” ushbu eng nufuzli ilmiy mukofotga munosib ko‘rildi.
Laureatlarning ikkitasi – Jon Gudenou hamda Stenli Uittingem amerikalik bo‘lsa,
uchinchi laureat – Akira Yoshino – yaponiyalik kimyogardir. Ta’bir joiz bo‘lsa, ular
insoniyatga qayta zaryadlasa bo‘ladigan, yengil, ixcham va xavfsiz tok manbaini – litiy-
ion batareyalarini taqdim etgani uchun Nobelga sazovor bo‘ldi. Haqiqatan ham, istalgan
zamonaviy portativ elektronika qurilmasini tok bilan ta’minolovchi batareyasini
qarasangiz, u albatta litiy-ion batareya bo‘lib chiqadi. Bunday batareya mobil telefonlar,
noutbuk va hokazo maishiy elektronikadan tortib hatto eng istiqbolli va ekologik toza
~ 238 ~
transport vositasi deya qaralayotgan elektromobillargacha bo‘lgan sohalarda
qo‘llanilmoqda. Shuningdek, davrimizning eng dolzarb muammolaridan bo‘lmish
yangilanadigan energiya manbalari – Quyosh va shamol energetikasi orqali hosil
qilingan energiyani to‘plash va qayta ishlashda ham bunday batareyalarning ahamiyati
beqiyos. Litiy-ion batareyalari insoniyatni qazilma yoqilg‘i asosiga qurilgan va
serchiqim, serxarajat energetikadan xalos qilib, isrofgarchiliklardan xoli, “toza”
energetika zamonasiga o‘tishida muhim ko‘prik bo‘lib xizmat qilishi mumkin.
Litiy-ion batareyalariga ehtiyoj 1970-yillardagi neft inqirozi paytida yuzaga
kelgan edi. O‘shanda Stenli Uittingem qazilma yoqilg‘isiz ham ishlay oladigan tok
manbalarini ixtiro qilish masalasi ustida ish boshlagan. Bu maqsad yo‘lida u o‘ta
o‘tkazgich materiallarni tadqiq qilish asnosida energiya sig‘imi juda katta bo‘lgan
materialga duch kelgan va undan litiyli batareya uchun katod tayyorlashda foydalangan.
Ushbu material titan disulfidi bo‘lib, molekulyar miqyosda litiy ionlari bilan
ta’sirlashadi va kimyoviy tok ishlab chiqarishga xizmat qiladi.
Uittingem batareyasidagi anodda qisman metall litiy qo‘llanilgan. Ushbu material
o‘zidan kuchli ravishda elektron chiqarish xossasiga ega bo‘lib, Uittingemning o‘sha
namunadagi litiyli batareyalari ikki voltga yaqin tok
ishlab chiqara olgan. Biroq ushbu
batareyaning muhim bir kamchiligi shunda ediki
undagi litiy metali reaktiv bo‘lib, oqibatda batareya
portlash xavfi yuzaga kelgan. Albatta, bunday
batareyalardan foydalanish xatarli bo‘lgan. Shunga
qaramay,
litiy-ion
batareyalarining
poydevori
Uittingemning o‘sha ishlanmalari orqali qo‘yilgan edi.
Yana bir amerikalik kimyogar Jon Gudenou litiyli
batareyalarni
yanada
takomillashtirish
borasida
izlanish boshlagan. U batareyada metallning sulfidi
o‘rniga oksidi qo‘llanilsa, elektrod potensiali ortishini
nazariy asoslab bergan. Sistematik ravishda olib
borilgan izlanishlar natijasida 1980 yilda u kobalt
oksidiga
asoslangan
yangi
avlod
litiy-ion
batareyalarini ishlab chiqqan. Uning batareyasi 4 volt atrofida kuchlanish bergan. Ushbu
ilmiy ish quvvati kuchliroq bo‘lgan, lekin o‘zi ixcham va yengil batareyalarni ishlab
chiqish borasida muhim ilg‘or qadam o‘laroq xizmat qildi.
Gudenou ishlab chiqqan yangi turdagi katod yordamida 1985 yilda Yaponiyada
kimyogar Akira Yoshino ilk mukammal litiy-ion batareyani ishlab chiqdi. U anoddagi
reaktiv litiy metali o‘rniga neft koksidan foydalanish orqali portlash xatarini istisno
qiluvchi innovatsion yechim taklif etgan edi. Bugungi kunda biz yaxshi bilgan va barcha
portativ qurilmalarimizni elektr toki bilan ta’minlayotgan litiy-ion batareyalari avlodi
aynan Yoshino ixtirolari orqali yaratilgan. Uning ishlanmalari tufayli litiy-ion
batareyalari ixcham, xavfsiz, yengil va elektr sig‘imi juda katta bo‘ladigan darajagacha
mukammallashdi. Shuningdek, litiy-ion batareyani qayta-qayta zaryadlab ishlatsa
bo‘ladigan qilib ishlab chiqarilishi va ayniqsa bunday batareyani keng iste’mol uchun
mos darajada arzon tijorat narxiga ega bo‘lishida Yoshinoning xizmatlari katta.
1-rasm. Shvetsiya qirollik
fanlar akademiyasi
~ 239 ~
Litiy-ion batareya-larining afzalligi shundaki, ularda ishlab chiqariladigan
kimyoviy
tok
elektrodning
parchalanishi bilan tugaydigan
kimyoviy reaksiyaga emas, balki
anod va katod orasida oqadigan
litiy-ionlari
harakatiga
asoslangandir.
Ilk
litiy-ion
batareyalari bilan jihozlangan
portativ qurilmalar 1991 yilda
paydo
bo‘ldi.
Bunday
batareyalarning
yaratilishi
portativ
elektronika
uskunalarining
favqulotda
shiddat
bilan
rivojlanishida
muhim o‘rin tutgan. Bugungi
kundagi simsiz aloqa zamonasida hamda kirib kelayotgan istiqboldagi qazilma yoqilg‘i
sarfidan holi bo‘lgan elektromobillar erasi uchun litiy-ion batareyalarining ahamiyatini
ham mutaxassislar yaxshi anglab turibdi. Yangilanadigan energiya manbalaridan
foydalanish borasida ham, shubhasizki, litiy-ion batareyalarisiz uzoqqa borib bo‘lmaydi.
Chunki, quyosh va shamol energetikasi orqali olingan energiyani qayerdadir saqlash va
qayta ishlash borasida bunday batareyalarga raqobat qila oladigan muqobil variant
hozircha yo‘q.
Hozirgi vaqtda litiy-ion batareyalarini ommaviy ishlab chiqarishda uchta sinf katod
materiallari qo‘llaniladi:
- litiy kobaltati LiCoO
2
va izostrukturali litiy nikelat asosidagi qattiq eritmalar
- litiy marganets shpineli LiMn
2
O
4
- litiy ferrofosfat LiFePO
4
.
Litiy-ionli batareyalarning elektrokimyoviy sxemalari:
- litiy kobalt LiCoO
2
+ 6C → Li
1-x
CoO
2
+ LiC
6
- litiy ferrofosfat LiFePO
4
+ 6C → Li
1-x
FePO
4
+ LiC
6
Biz taklif qilayotgan yechim esa litiy-ionli batareyalarni ishlash chiqarishda
ishlatiladigan litiy metalliga bo‘lgan talabni inobatga olib, ushbu metallni
mahalliylashtirish masalasi taklif etmoqchimiz. Shu birgalikda yuqorida ko‘rgan
sxemamizda litiy batareyalari uchun ishlatilgan neft kokisini o‘rniga grafitdan
foydalanish samaraliroq hisoblanadi. Olimlarning olib brogan tajribaga asosan ikkita
anod material ham ancha foydali hisoblanadi. Lekin tajribalar shuni ko‘rsatadiki agar
neft koksi o‘rniga grafitdan foydalanilsa yonish va portlash darajasi ancha kam bo‘ladi
balki bo‘lmasligi ham mumkin. Grafitni ishlatish havfsizlik jihatdan ham iqtisodiy
jihatdan ham ancha samarali hisoblanadi. Katod sifatida esa ishlatilayotgan kobalt oksidi
esa eng samarali katod hisoblanadi. Biz hozirgi kunda bu moddalani mahalliylashtirish
ustida ishlab olib bormoqdamiz. Grafitning zahirasi bizda mavjud. Litiy metallini esa
Surxondaryo viloyati yer osti suvlaridan ajratib olish tajriba asosida aniqlandi. Undagi
foiz ko‘rsatkichlar litiy metallini ajratib olishga yetarli deb topilgan. Demak, litiy
metallini kerakli ionitlar yordamida ajratib olib uni bevosita ishlab chiqarish beriladi.
Litiy metallining birikmalari yuqorida aytilgan tartibda tayyorlanadi.
1-rasm. Yoshino batareyasi sxemasi.
(Shvetsiya qirollik fanlar akademiyasi)
~ 240 ~
Do'stlaringiz bilan baham: |