Литијум-јонска батерија почиње да јури до краја, приближавајући се батерији

Године 1800, Алесандро Волта, италијански физичар, изумео је Волта стек, прву батерију у историји човечанства. Прва батерија је била направљена од цинк (анода) и бакра (катода) листова и папира натопљеног сланом водом (електролитом), демонстрирајући вештачку могућност струје.

Од тада, као уређај који може да обезбеди континуирану и стабилну струју, батерије су доживеле више од 200 година развоја и настављају да задовољавају потребе људи за флексибилном употребом електричне енергије.

Последњих година, са огромном потражњом за обновљивом енергијом и све већом забринутошћу око загађења животне средине, секундарне батерије (или батерије) које могу да претварају друге облике енергије у електричну енергију и складиште је у облику хемијске енергије настављају да уносе промене у енергију. система.

Развој литијумске батерије показује напредак друштва са другог аспекта. У ствари, брзи развој мобилних телефона, рачунара, камера и електричних возила заснива се на зрелости технологије литијумских батерија.

Чен Ген. Рођење и узнемиреност литијумске батерије се приближавају

Рођење литијумске батерије

Батерија има позитивне и негативне полове. Позитивни пол, такође познат као катода, обично је направљен од стабилнијих материјала, док је негативни пол, такође познат као анода, обично направљен од "високо активних" металних материјала. Позитивни и негативни пол су раздвојени електролитом и ускладиштени у облику хемијске енергије.

Хемијска реакција између два пола производи јоне и електроне. Ови јони и електрони се крећу у батерији, терајући електроне да се крећу ка споља, формирајући циклус и генеришући електричну енергију.

Током 1970-их, нафтна криза у Сједињеним Државама, заједно са новом потражњом за електричном енергијом у војсци, ваздухопловству, медицини и другим областима, подстакла је потрагу за пуњивим батеријама за складиштење обновљиве чисте енергије.

Од свих метала, литијум има веома ниску специфичну тежину и електродни потенцијал. Другим речима, систем литијумских батерија може постићи максималну густину енергије у теорији, тако да је литијум природан избор дизајнера батерија.

Међутим, литијум је веома реактиван и може да изгори и експлодира када је изложен води или ваздуху. Стога је припитомљавање литијума постало кључ за развој батерија. Поред тога, литијум може лако да реагује са водом на собној температури. Ако се метални литијум користи у системима батерија, неопходно је увести неводене електролите.

Године 1958. Харис је предложио да се користи органски електролит као електролит металне батерије. Године 1962, Лоцкхеед Миссион и СпацеЦо. Чилтон млађи из америчке војске и Кук је изнео идеју о „литијумском неводеном систему електролита“.

Цхилтон и Цоок су дизајнирали нови тип батерије, који користи литијум метал као катоду, Аг, Цу, Ни халиде као катоду и металну со лиц1-АлЦл3 ниске тачке топљења растворену у пропилен карбонату као електролит. Иако проблем батерије чини да она остаје у концепту, а не у комерцијалној изводљивости, Чилтонов и Куков рад је почетак истраживања литијумских батерија.

1970. године, Панасониц Елецтриц Цо. из Јапана и америчка војска су независно синтетизовале нови катодни материјал - угљен-флуорид скоро у исто време. Кристални угљен флуорид са молекуларном експресијом (ЦФк) Н (0,5 ≤ к ≤ 1) је успешно припремио Панасониц Елецтриц Цо., Лтд. и користио га као анода литијумске батерије. Проналазак литијум флуоридних батерија је важан корак у историји развоја литијумских батерија. Ово је први пут да се у дизајн литијумске батерије уводи "уграђено једињење".

Међутим, да би се остварило реверзибилно пуњење и пражњење литијумске батерије, кључ је реверзибилност хемијске реакције. У то време, већина непуњивих батерија користила је литијумске аноде и органске електролите. Да би реализовали пуњиве батерије, научници су почели да проучавају реверзибилно убацивање литијум јона у позитивну електроду слојевитог сулфида прелазног метала.

Стенли Витингем из ЕкконМобил-а је открио да се хемијска реакција интеркалације може мерити коришћењем слојевитог ТиС2 као катодног материјала, а производ пражњења је ЛиТиС2.

Године 1976. батерија коју је развио Вхиттингхам постигла је добру почетну ефикасност. Међутим, након поновљеног пуњења и пражњења неколико пута, у батерији су се формирали литијумски дендрити. Дендрити су расли од негативног до позитивног пола, стварајући кратак спој, што је изазвало опасност од паљења електролита и на крају није успело.

Године 1989, због пожара литијум/молибден секундарних батерија, већина компанија, осим неколико, повукла се из развоја литијум металних секундарних батерија. Развој литијум металних секундарних батерија је у основи заустављен јер се проблем безбедности није могао решити.

Због лошег ефекта разних модификација, истраживања литијум металне секундарне батерије стагнирају. Коначно, истраживачи су изабрали радикално решење: батерију у столици за љуљање са уграђеним једињењима као позитивним и негативним полом секундарних литијум металних батерија.

Током 1980-их, Гооднов је проучавао структуру слојевитог литијум кобалата и катодних материјала од литијум никл оксида на Универзитету Оксфорд, Енглеска. Коначно, истраживачи су схватили да се више од половине литијума може реверзибилно уклонити из катодног материјала. Овај резултат је коначно довео до рођења Тхе.

1991. године компанија СОНИ лансирала је прву комерцијалну литијумску батерију (анодни графит, катодно литијумско једињење, електрода течна литијумова со растворена у органском растварачу). Због карактеристика високе густине енергије и различитих формулација које се могу прилагодити различитим окружењима употребе, литијумске батерије су комерцијализоване и широко се користе на тржишту