Historia akumulatorów litowo-jonowych

W 1970 roku firma MS Whittingham należąca do Exxon wyprodukowała pierwszą baterię litową, wykorzystując siarczek tytanu jako materiał katody i lit metaliczny jako materiał katody. Materiałem katody baterii litowej jest dwutlenek manganu lub chlorek tionylu, a katodą jest lit. Po złożeniu akumulatora będzie on pod napięciem i nie będzie wymagał ładowania. Baterie litowo-jonowe (baterie litowo-jonowe) stanowią rozwinięcie baterii litowych. Na przykład baterie guzikowe stosowane w poprzednich aparatach były bateriami litowymi. Ten rodzaj akumulatora można również ładować, ale jego wydajność cykliczna nie jest dobra. Podczas cyklu ładowania i rozładowywania łatwo tworzą się kryształki litu, co powoduje zwarcie wewnątrz akumulatora, dlatego ładowanie tego rodzaju akumulatorów jest ogólnie zabronione.

W 1982 roku Instytut Technologii Uniwersytetu Illinois (Illinois Institute of Technology) RRA Garwal i JRS Elman odkryli, że osadzony jon litu ma właściwości grafitu, a proces jest szybki i odwracalny. Jednocześnie, w przypadku akumulatorów litowo-metalicznych, wiele uwagi poświęcono problemom bezpieczeństwa, dlatego ludzie starają się wykorzystać cechy akumulatorów z osadzonym w litowo-jonem graficie. Pierwsza dostępna elektroda grafitowa litowo-jonowa, pomyślnie wyprodukowana przez firmę Bell LABS.

1983 m. hackeray, JG galaxite oodenough i inne okazały się doskonałym materiałem katodowym, o niskiej cenie, stabilnym i dobrze przewodzącym litu, wydajności przewodnika. Jego temperatura rozkładu jest wysoka, a utlenianie jest znacznie niższe niż w przypadku litu kwasu kobaltowego, nawet w przypadku zwarcia i nadmiernego naładowania, również można uniknąć ryzyka spalania i eksplozji.

W 1989 roku Arjun Anthiram i JG oodenough odkryli, że polimeryzacja anionowa jest dodatnia i generuje wyższe napięcie.

Firma SONY z Japonii w 1992 roku wynalazła materiały węglowe jako anodę, ze związkami litu jako anodą akumulatora litowego, w procesie ładowania i rozładowywania nie istnieje lit metaliczny, tylko litowo-jonowy, czyli akumulator litowo-jonowy. Następnie baterie litowo-jonowe zrewolucjonizowały oblicze produktów elektroniki użytkowej. Taki jak lit kwas kobaltowy jako materiał anodowy baterii, nadal jest głównym źródłem zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych.

Padhi i Good wystarczająco odkryli, że 1996 ma oliwinową strukturę fosforanu, takiego jak fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4), większe bezpieczeństwo niż tradycyjne materiały anodowe, zwłaszcza odporność na wysoką temperaturę i odporność na przeładowanie niż tradycyjne materiały na akumulatory litowo-jonowe. Dlatego też stał się obecnym głównym nurtem wyładowań o dużym natężeniu prądu. Bateria litowa zasilana materiałem anodowym.

W całej historii rozwoju baterii widzimy, że trzy cechy charakterystyczne rozwoju przemysłu akumulatorowego na świecie, a jedna to szybki rozwój ekologicznych baterii chroniących środowisko, w tym akumulatorów litowo-jonowych, akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych itp. .; Dwa to akumulator do akumulatora, jest to zgodne ze strategią zrównoważonego rozwoju;3 to dalszy rozwój akumulatorów w kierunku małych, lekkich i cienkich. W komercjalizacji akumulatorów akumulator litowo-jonowy ma najwyższą energię właściwą, zwłaszcza polimerowe akumulatory litowo-jonowe, można uzyskać cienki rodzaj akumulatora. Ze względu na objętość akumulatorów litowo-jonowych o dużej energii właściwej i masie, można je ładować i są wolne od zanieczyszczeń, posiadają trzy cechy obecnego rozwoju przemysłu akumulatorowego, dzięki czemu mają szybszy wzrost w krajach rozwiniętych. Telekomunikacja, rozwój rynku informacyjnego, zwłaszcza wykorzystanie telefonów komórkowych i laptopów, stworzyły szansę rynkową dla akumulatorów litowo-jonowych. A polimerowy akumulator litowo-jonowy w akumulatorze litowo-jonowym, posiadający wyjątkowe zalety w zakresie bezpieczeństwa, stopniowo zastąpi ciekły elektrolit w akumulatorze litowo-jonowym i stanie się głównym nurtem akumulatora litowo-jonowego. Polimerowa bateria litowo-jonowa została okrzyknięta „baterią” XXI wieku, zapoczątkuje nową erę baterii, perspektywy rozwoju są bardzo optymistyczne.

W marcu 2015 r. japoński profesor Sharp i profesor uniwersytetu w Kioto, Tian Zhonggong, wspólnie z sukcesem ustalili żywotność akumulatorów litowo-jonowych sięgającą 70 lat. Produkcja baterii litowo-jonowych o długiej żywotności, objętość 8 centymetrów sześciennych, liczba cykli do 25000 razy. Sharp twierdzi, że trwałość ładowania i rozładowywania akumulatora litowo-jonowego wynosi w rzeczywistości 10000 razy, a jego wydajność jest nadal stabilna.

Lit został w 1817 roku przez szwedzkiego chemika, studenta Betsy al Fett, kiedy odkrył, że w uz nazwano go Betsy lit. Bunsena i marca 1855 roku, wraz z metodą elektrolizy stopionego chlorku litu, był to elementarny, metaliczny lit, a industrializacja litu została zaprezentowana w 1893 roku przez korzeń owada. Metoda ta, w dalszym ciągu wykorzystująca elektrolityczny LiCl do przygotowania litu, zużywa ogromne ilości energii elektrycznej, na każdą tonę rafinowanego litu, aż do sześciu lub siedemdziesięciu tysięcy stopni.

Lit w ponad 100 latach po urodzeniu jest głównie lekooporny na dnę moczanową w służbie medycyny. Administracja lotnictwa i kosmonautyki Stanów Zjednoczonych (NASA) po raz pierwszy zdała sobie sprawę, że baterie litowe mogą być wykorzystywane jako baterie o dużej wydajności. Dzieje się tak dlatego, że napięcie akumulatora jest ze sobą ściśle powiązane, a metal katody jest żywy. Jako bardzo żywy alkalia, bateria litowa może zapewnić wyższe napięcie. Taka jak bateria litowa może zapewnić napięcie 3 V, a bateria ołowiowa tylko 2,1 V, a bateria węglowo-cynkowa wynosi 1,5 V. Według P = UI, ten sam przepływ elektryczny, bateria litowa zapewnia wyższą moc wyjściową.

Jako 3 pierwiastki, charakter litu składa się z dwóch rodzajów stabilnych izotopów 6 li i 7 li, więc względna masa atomowa litu wynosiła tylko 6,9. Oznacza to, że w tym samym czasie jakość jest żywa niż inny metaliczny lit metaliczny więcej elektronów. Ponadto lit ma jeszcze jedną zaletę. Promień jonów litu jest mały, dlatego łatwiej niż w przypadku innych dużych jonów litu w elektrolicie, ładunek i rozładowanie mogą zapewnić skuteczną, szybką, dodatnią i ujemną migrację elektrody, dzięki czemu zachodzi reakcja elektrochemiczna.

Lit metaliczny ma wiele zalet, ale istnieje wiele innych, które wymagają pokonania trudności w produkcji akumulatorów litowo-jonowych. Przede wszystkim lit jest bardzo żywym pierwiastkiem metalu alkalicznego, a reakcja wody i tlenu może reagować z azotem i temperaturą pokojową. Prowadzi to do tego, że przechowywanie, użytkowanie lub przetwarzanie metalicznego litu jest znacznie bardziej skomplikowane niż w przypadku innych metali, a zapotrzebowanie na niego jest bardzo duże dla środowiska. Tak więc bateria litowa nie była stosowana przez długi czas. Dzięki badaniom naukowców, jedna po drugiej, przeszkody techniczne związane z bateriami litowymi, baterie litowe również wyszły na scenę, a następnie weszły w praktyczny etap wielkoskalowych baterii litowo-jonowych.

W 1982 roku Instytut Technologii Uniwersytetu Illinois (Illinois Institute of Technology) RRA Garwal i JRS Elman odkryli, że osadzony jon litu ma właściwości grafitu, a proces jest szybki i odwracalny. Jednocześnie, w przypadku akumulatorów litowo-metalicznych, wiele uwagi poświęcono problemom bezpieczeństwa, dlatego ludzie starają się wykorzystać cechy akumulatorów z osadzonym w litowo-jonem graficie. Pierwsza dostępna elektroda grafitowa litowo-jonowa, pomyślnie wyprodukowana przez firmę Bell LABS.

1983 m. hackeray, JG galaxite wystarczająco dobry i inne, które okazały się doskonałym materiałem katodowym, o niskiej cenie, stabilnym i dobrze przewodzącym litu, wydajności przewodnika. Jego temperatura rozkładu jest wysoka, a utlenianie jest znacznie niższe niż w przypadku litu kwasu kobaltowego, nawet w przypadku zwarcia i nadmiernego naładowania, również można uniknąć ryzyka spalania i eksplozji.

W 1989 roku Arjun Anthiram i J. odkryli, że polimeryzacja anionowa jest wystarczająco dobra, że ​​dodatni będzie generował wyższe napięcie.

Firma SONY z Japonii w 1992 roku wynalazła materiały węglowe jako anodę, ze związkami litu jako anodą akumulatora litowego, w procesie ładowania i rozładowywania nie istnieje lit metaliczny, tylko litowo-jonowy, czyli akumulator litowo-jonowy. Następnie baterie litowo-jonowe zrewolucjonizowały oblicze produktów elektroniki użytkowej. Taki jak lit kwas kobaltowy jako materiał anodowy baterii, nadal jest głównym źródłem zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych.

Padhi i Good wystarczająco odkryli, że 1996 ma oliwinową strukturę fosforanu, takiego jak fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4), większe bezpieczeństwo niż tradycyjne materiały anodowe, szczególnie odporność na wysoką temperaturę i odporność na przeładowanie w porównaniu z tradycyjnymi materiałami akumulatorów litowo-jonowych. Dlatego też stał się obecnym głównym nurtem materiału katodowego baterii litowej o dużej mocy rozładowania.

W całej historii rozwoju baterii widzimy, że trzy cechy charakterystyczne rozwoju przemysłu akumulatorowego na świecie, a jedna to szybki rozwój ekologicznych baterii chroniących środowisko, w tym akumulatorów litowo-jonowych, akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych itp. .; Dwa to akumulator do akumulatora, jest to zgodne ze strategią zrównoważonego rozwoju;3 to dalszy rozwój akumulatorów w kierunku małych, lekkich i cienkich. W komercjalizacji akumulatorów akumulator litowo-jonowy ma najwyższą energię właściwą, zwłaszcza polimerowy akumulator litowo-jonowy, który może być cienkim typem akumulatora. Ze względu na objętość akumulatorów litowo-jonowych o dużej energii właściwej i masie, można je ładować i są wolne od zanieczyszczeń, posiadają trzy cechy obecnego rozwoju przemysłu akumulatorowego, dzięki czemu mają szybszy wzrost w krajach rozwiniętych. Telekomunikacja, rozwój rynku informacyjnego, zwłaszcza wykorzystanie telefonów komórkowych i laptopów, stworzyły szansę rynkową dla akumulatorów litowo-jonowych. A polimerowy akumulator litowo-jonowy w akumulatorze litowo-jonowym, posiadający wyjątkowe zalety w zakresie bezpieczeństwa, stopniowo zastąpi ciekły elektrolit w akumulatorze litowo-jonowym i stanie się głównym nurtem akumulatora litowo-jonowego. Polimerowa bateria litowo-jonowa została okrzyknięta „baterią” XXI wieku, zapoczątkuje nową erę baterii, perspektywy rozwoju są bardzo optymistyczne.

W marcu 2015 r. japoński profesor Sharp i profesor uniwersytetu w Kioto, Tian Zhonggong, wspólnie z sukcesem ustalili żywotność akumulatorów litowo-jonowych sięgającą 70 lat. Produkcja baterii litowo-jonowych o długiej żywotności, objętość 8 centymetrów sześciennych, liczba cykli do 25000 razy. Sharp twierdzi, że trwałość ładowania i rozładowywania akumulatora litowo-jonowego wynosi w rzeczywistości 10000 razy, a jego wydajność jest nadal stabilna.