היים / בלאָג / אינדוסטריע / די אַנטוויקלונג פון ליטהיום באַטעריז

די אַנטוויקלונג פון ליטהיום באַטעריז

קסנומקס אקטאבער, קסנומקס

By hoppt

דער אָנהייב פון די באַטאַרייע מיטל קען אָנהייבן מיט די ופדעקונג פון די לעידען פלאַש. די לעידען פלאַש איז געווען ערשטער ינווענטיד דורך האָלענדיש געלערנטער Pieter van Musschenbroek אין 1745. די Leyden סלוי איז אַ פּרימיטיוו קאַפּאַסאַטער מיטל. עס איז פארפאסט פון צוויי מעטאַל שיץ אפגעשיידט דורך אַן ינסאַלייטער. די מעטאַל רוט אויבן איז געניצט צו קראָם און מעלדונג אָפּצאָל. ווען איר פאַרבינדן די רוט ווען די מעטאַל פּילקע איז געניצט, די לעידען פלאַש קענען האַלטן אָדער באַזייַטיקן די ינערלעך עלעקטריק ענערגיע, און זייַן פּרינציפּ און צוגרייטונג זענען פּשוט. ווער עס יז אינטערעסירט קענען מאַכן עס זיך אין שטוב, אָבער זייַן זיך-אָפּזאָגן דערשיינונג איז מער שטרענג רעכט צו זייַן פּשוט פירער. אין אַלגעמיין, אַלע די עלעקטרע וועט זיין דיסטשאַרדזשד אין אַ ביסל שעה צו אַ ביסל טעג. אָבער, די ימערדזשאַנס פון די ליידן פלאַש מאַרקס אַ נייַע בינע אין דער פאָרשונג פון עלעקטרע.

ליידן פלאַש

אין די 1790 ס, דער איטאַליעניש געלערנטער לויגי גאַלוואַני דיסקאַווערד די נוצן פון צינק און קופּער ווירעס צו פאַרבינדן זשאַבע לעגס און געפונען אַז זשאַבע לעגס וואָלט טוויטש, אַזוי ער פארגעלייגט דעם באַגריף פון "ביאָועלעקטריסיטי." די אַנטדעקונג האָט געפֿירט די איטאַליעניש געלערנטער אַלעססאַנדראָ צו ציטערן. Volta ס אַבדזשעקשאַן, וואָלטאַ גלויבט אַז די טוויטשינג פון די זשאַבע ס לעגס קומט פון די עלעקטריק קראַנט דזשענערייטאַד דורך די מעטאַל אלא ווי די עלעקטריש קראַנט אויף די זשאַבע. צו אָפּזאָגן גאַלוואַני ס טעאָריע, וואָלטאַ פארגעלייגט זיין באַרימט וואָלטאַ סטאַק. די וואַלטאַיק אָנלייגן קאַמפּרייזיז צינק און קופּער שיץ מיט קאַרדבאָרד סאָוקט אין סאָלטוואַטער אין צווישן. דאָס איז דער פּראָוטאַטייפּ פון אַ כעמישער באַטאַרייע פארגעלייגט.
די ילעקטראָוד אָפּרוף יקווייזשאַן פון אַ וואַלטאַיק צעל:

positive ילעקטראָוד: 2ה^++2ע^-→ה_2

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Zn→〖Zn〗^(2+)+2ע^-

וואָלטאַיק אָנלייגן

אין 1836, דער בריטיש געלערנטער יוחנן פרעדריק דאַניעלל ינווענטיד די דניאל באַטאַרייע צו סאָלווע די פּראָבלעם פון לופט באַבאַלז אין די באַטאַרייע. די דניאל באַטאַרייע האט די ערשטיק פאָרעם פון אַ מאָדערן כעמישער באַטאַרייע. עס באשטייט פון צוויי טיילן. די positive טייל איז געטובלט אין אַ קופּער סאַלפייט לייזונג. די אנדערע טייל פון קופּער איז צינק געטובלט אין אַ צינק סאַלפייט לייזונג. דער אָריגינעל דניאל באַטאַרייע איז אָנגעפילט מיט קופּער סאַלפייט לייזונג אין אַ קופּער סלוי און ינסערטאַד אַ סעראַמיק פּאָרעז סילינדריקאַל קאַנטיינער אין דעם צענטער. אין דעם סעראַמיק קאַנטיינער, עס איז אַ צינק רוט און צינק סאַלפייט ווי די נעגאַטיוו ילעקטראָוד. אין דער לייזונג, די קליין האָלעס אין די סעראַמיק קאַנטיינער לאָזן די צוויי קיז צו וועקסל ייאַנז. מאָדערן דניאל באַטעריז מערסטנס נוצן זאַלץ בריקן אָדער האַלב-פּערמיאַבאַל מעמבריינז צו דערגרייכן דעם ווירקונג. דניאל באַטעריז זענען געניצט ווי אַ מאַכט מקור פֿאַר די טעלעגראַף נעץ ביז טרוקן באַטעריז זיי ריפּלייסט.

די ילעקטראָוד אָפּרוף יקווייזשאַן פון די דניאל באַטאַרייע:

positive ילעקטראָוד: 〖Cu〗^(2+)+2e^-→Cu

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Zn→〖Zn〗^(2+)+2ע^-

דניאל באַטאַרייע

ביז איצט, די ערשטיק פאָרעם פון די באַטאַרייע איז באשלאסן, וואָס כולל די positive ילעקטראָוד, די נעגאַטיוו ילעקטראָוד און די עלעקטראָליטע. אויף אַזאַ אַ יקער, באַטעריז האָבן אַנדערגאָן גיך אַנטוויקלונג אין די ווייַטער 100 יאר. פילע נייַע באַטאַרייע סיסטעמען האָבן ארויס, אַרייַנגערעכנט דער פראנצויזיש געלערנטער Gaston Planté ינווענטיד בלייַ-זויער באַטעריז אין 1856. בליי-זויער באַטעריז זייַן גרויס רעזולטאַט קראַנט און נידעריק פּרייַז האָבן געצויגן ברייט ופמערקזאַמקייט, אַזוי עס איז געניצט אין פילע רירעוודיק דעוויסעס, אַזאַ ווי פרי עלעקטריק. וועהיקלעס. עס איז אָפט געניצט ווי אַ באַקאַפּ מאַכט צושטעלן פֿאַר עטלעכע האָספּיטאַלס ​​​​און באַזע סטיישאַנז. בליי-זויער באַטעריז זענען דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון בלייַ, בלייַ דייאַקסייד און סאַלפיוריק זויער לייזונג, און זייער וואָולטידזש קענען דערגרייכן וועגן 2 וו. אפילו אין מאָדערן צייט, בלייַ-זויער באַטעריז זענען נישט ילימאַנייטאַד רעכט צו זייער דערוואַקסן טעכנאָלאָגיע, נידעריק פּרייסאַז און סאַפער וואַסער-באזירט סיסטעמען.

די ילעקטראָוד אָפּרוף יקווייזשאַן פון פירן-זויער באַטאַרייע:

Positive electrode: PbO_2+〖SO〗_4^(2-)+4H^++2e^-→Pb〖SO〗_4+2H_2 O

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Pb+〖SO〗_4^(2-)→Pb〖SO〗4+2e^-

פירן-זויער באַטעריז

די ניקאַל-קאַדמיום באַטאַרייע, ינווענטאַד דורך די שוועדיש געלערנטער Waldemar Jungner אין 1899, איז מער וויידלי געניצט אין קליין רירעוודיק עלעקטראָניש דעוויסעס, אַזאַ ווי פרי וואָקמאַנס, רעכט צו זייַן העכער ענערגיע געדיכטקייַט ווי בלייַ-זויער באַטעריז. ענלעך צו פירן-זויער באַטעריז. ניקאַל-קאַדמיום באַטעריז זענען אויך וויידלי געניצט זינט די 1990 ס, אָבער זייער טאַקסיסאַטי איז לעפיערעך הויך, און די באַטאַרייע זיך האט אַ ספּעציפיש זכּרון ווירקונג. דאָס איז וואָס מיר אָפט הערן עטלעכע עלטערע אַדאַלץ זאָגן אַז די באַטאַרייע מוזן זיין גאָר דיסטשאַרדזשד איידער ריטשאַרדזשינג און אַז אָפּפאַל באַטעריז וועט קאַנטאַמאַנייט די ערד, און אַזוי אויף. (באַמערקונג אַז אפילו קראַנט באַטעריז זענען העכסט טאַקסיק און זאָל ניט זיין אַוועקגענומען אומעטום, אָבער קראַנט ליטהיום באַטעריז טאָן ניט האָבן זכּרון בענעפיץ, און איבער-אָפּזאָגן איז שעדלעך צו באַטאַרייע לעבן.) ניקאַל-קאַדמיום באַטעריז זענען מער שעדיקן צו די סוויווע, און ינערלעך קעגנשטעל וועט טוישן מיט טעמפּעראַטור, וואָס קען פאַרשאַפן שעדיקן רעכט צו יבעריק קראַנט בעשאַס טשאַרדזשינג. ניקאַל-הידראָגען באַטעריז ביסלעכווייַז ילימאַנייטאַד עס אַרום 2005. ביז איצט, ניקאַל-קאַדמיום באַטעריז זענען ראַרעלי געזען אין די מאַרק.

עלעקטראָדע אָפּרוף יקווייזשאַן פון ניקאַל-קאַדמיום באַטאַרייע:

Positive electrode: 2NiO(OH)+2H_2 O+2e^-→2OH^-+2Ni〖(OH)〗_2

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Cd+2OH^-→CD〖(OH)〗2+2e^-

ניקאַל-קאַדמיום באַטעריז

ליטהיום מעטאַל באַטאַרייע בינע

אין די 1960 ס, מענטשן לעסאָף אַפישאַלי אריין די תקופה פון ליטהיום באַטעריז.

ליטהיום מעטאַל זיך איז דיסקאַווערד אין 1817, און מענטשן באַלד איינגעזען אַז ליטהיום מעטאַל ס גשמיות און כעמישער פּראָפּערטיעס זענען ינכעראַנטלי געניצט ווי מאַטעריאַלס פֿאַר באַטעריז. עס האט נידעריק געדיכטקייַט (0.534 ג 〖cm〗^(-3)), גרויס קאַפּאַציטעט (טעאָרעטיש אַרויף צו 3860 מאַה ג^(-1)), און זייַן נידעריק פּאָטענציעל (-3.04 וו קאַמפּערד מיט נאָרמאַל הידראָגען ילעקטראָוד). דאָס איז כּמעט טעלינג מענטשן איך בין די נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל פון די ידעאַל באַטאַרייע. אָבער, ליטהיום מעטאַל זיך האט ריזיק פּראָבלעמס. עס איז אויך אַקטיוו, ריאַקץ ווייאַלאַנטלי מיט וואַסער, און האט הויך רעקווירעמענץ אויף די אַפּערייטינג סוויווע. דעריבע ר אי ז שוי ן א לאנגע ר צײ ט געװע ן אומבאהאלפ ט דערמיט .

אין 1913, Lewis און Keyes געמאסטן די פּאָטענציעל פון די ליטהיום מעטאַל ילעקטראָוד. און געפירט אַ באַטאַרייע פּרובירן מיט ליטהיום ייאַדייד אין פּראָפּילאַמינע לייזונג ווי די עלעקטראָליטע, כאָטש עס ניט אַנדערש.

אין 1958, וויליאם סידני האַרריס דערמאנט אין זיין דאַקטעראַל טעזיס אַז ער שטעלן ליטהיום מעטאַל אין פאַרשידענע אָרגאַניק עסטער סאַלושאַנז און באמערקט די פאָרמירונג פון אַ סעריע פון ​​פּאַססיוויישאַן לייַערס (אַרייַנגערעכנט ליטהיום מעטאַל אין פּערטשלאָריק זויער). ליטהיום LiClO_4

דער דערשיינונג אין די פּיסי לייזונג פון פּראָפּילענע קאַרבאַנייט, און דעם לייזונג איז אַ וויטאַל עלעקטראָליטע סיסטעם אין ליטהיום באַטעריז אין דער צוקונפֿט), און אַ ספּעציפיש יאָן טראַנסמיסיע דערשיינונג איז באמערקט, אַזוי עטלעכע פּרילימאַנערי ילעקטראָודיפּאַזישאַן יקספּעראַמאַנץ זענען דורכגעקאָכט באזירט אויף דעם. די יקספּעראַמאַנץ אַפישאַלי געפירט צו דער אַנטוויקלונג פון ליטהיום באַטעריז.

אין 1965, נאַסאַ דורכגעקאָכט אַ טיף לערנען אויף די טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג דערשיינונגען פון לי||קו באַטעריז אין ליטהיום פּערטשלאָראַטע פּיסי סאַלושאַנז. אנדערע עלעקטראָליטע סיסטעמען, אַרייַנגערעכנט די אַנאַליסיס פון LiBF_4, LiI, LiAl〖Cl〗_4, LiCl, די פאָרשונג האט דערוועקט גרויס אינטערעס אין אָרגאַניק עלעקטראָליטע סיסטעמען.

אין 1969, אַ פּאַטענט געוויזן אַז עמעצער האט אנגעהויבן צו פּרובירן צו קאַמערשאַלייז אָרגאַניק לייזונג באַטעריז ניצן ליטהיום, סאָדיום און פּאַטאַסיאַם מעטאַלס.

אין 1970, יאַפּאַן ס פּאַנאַסאָניק קאָרפּאָראַטיאָן ינווענטיד די Li‖CF_x ┤ באַטאַרייע, ווו די פאַרהעלטעניש פון X איז בכלל 0.5-1. CF_x איז אַ פלואָראָקאַרבאָן. כאָטש פלאָרין גאַז איז העכסט טאַקסיק, די פלואָראָקאַרבאָן זיך איז אַן אַוועק-ווייַס ניט-טאַקסיק פּודער. די ימערדזשאַנס פון Li‖CF_x ┤ באַטאַרייע קענען זיין געזאָגט צו זיין דער ערשטער פאַקטיש געשעפט ליטהיום באַטאַרייע. Li‖CF_x ┤ באַטאַרייע איז אַ ערשטיק באַטאַרייע. נאָך, זייַן קאַפּאַציטעט איז ריזיק, די טעאָרעטיש קאַפּאַציטעט איז 865 מאַה 〖Kg〗^(-1), און זייַן אָפּזאָגן וואָולטידזש איז זייער סטאַביל אין די לאַנג-קייט. דערפאר, די מאַכט איז סטאַביל און די זיך-אָפּזאָגן דערשיינונג איז קליין. אָבער, עס האט אַ אַביסמאַל קורס פאָרשטעלונג און קענען ניט זיין באפוילן. דעריבער, עס איז בכלל קאַמביינד מיט מאַנגאַנעסע דייאַקסייד צו מאַכן Li‖CF_x ┤-MnO_2 באַטעריז, וואָס זענען געניצט ווי ינערלעך באַטעריז פֿאַר עטלעכע קליין סענסאָרס, קלאַקס, אאז"ו ו, און זענען נישט ילימאַנייטאַד.

Positive ילעקטראָוד: CF_x+xe^-+x〖Li〗^+→C+xLiF

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Li→〖Li〗^++e^-

Li||CFx באַטאַרייע סכעמאַטיש

אין 1975, יאַפּאַן סאַניאָ קאָרפּאָראַטיאָן ינווענטיד די Li‖MnO_2 ┤ באַטאַרייע, ערשטער געניצט אין קריקאָנלאָדלעך זונ - קאַלקולאַטאָרס. דאָס קען זיין גערעכנט ווי דער ערשטער קריקאָנלאָדלעך ליטהיום באַטאַרייע. כאָטש די פּראָדוקט איז געווען אַ גרויס הצלחה אין יאַפּאַן אין דער צייט, מענטשן האָבן נישט האָבן אַ טיף פארשטאנד פון אַזאַ מאַטעריאַל און נישט וויסן זייַן ליטהיום און מאַנגאַנעס דייאַקסייד. וואָס מין פון סיבה איז הינטער דער אָפּרוף?

כּמעט אין דער זעלביקער צייט, די אמעריקאנער זענען קוקן פֿאַר אַ ריוזאַבאַל באַטאַרייע, וואָס מיר איצט רופן אַ צווייטיק באַטאַרייע.

אין 1972, MBArmand (די נעמען פון עטלעכע סייאַנטיס זענען נישט איבערגעזעצט אין די אָנהייב) פארגעלייגט אין אַ זיצונג פּאַפּיר M_(0.5) Fe〖(CN)〗3 (ווו M איז אַן אַלקאַלי מעטאַל) און אנדערע מאַטעריאַלס מיט אַ פּרוססיאַן בלוי סטרוקטור. , און געלערנט זייַן יאָן ינטערקאַליישאַן דערשיינונג. און אין 1973, J. Broadhead און אנדערע פון ​​Bell Labs געלערנט די ינטערקאַליישאַן דערשיינונג פון שוועבל און ייאַדיין אַטאָמס אין מעטאַל דיטשאַלקאָגענידעס. די פּרילימאַנערי שטודיום אויף די יאָן ינטערקאַליישאַן דערשיינונג זענען די מערסט וויכטיק דרייווינג קראַפט פֿאַר די גראַדזשואַל פּראָגרעס פון ליטהיום באַטעריז. דער אָריגינעל פאָרשונג איז גענוי ווייַל פון די שטודיום אַז שפּעטער ליטהיום-יאָן באַטעריז ווערן מעגלעך.


אין 1975, Martin B. Dines פון Exxon (דער פאָרויסגייער פון Exxon Mobil) געפירט פּרילימאַנערי חשבונות און יקספּעראַמאַנץ אויף די ינטערקאַליישאַן צווישן אַ סעריע פון ​​יבערגאַנג מעטאַל דיטשאַלקאָגענידעס און אַלקאַלי מעטאַלס ​​און אין דער זעלביקער יאָר, Exxon איז געווען אן אנדער נאָמען ססיענטיסט MS Whittingham ארויס אַ פּאַטענט. אויף Li‖TiS_2 ┤ בעקן. און אין 1977, Exoon קאַמערשאַלייזד אַ באַטאַרייע באזירט אויף Li-Al‖TiS_2┤, אין וואָס ליטהיום אַלומינום צומיש קענען פאַרבעסערן די זיכערקייַט פון די באַטאַרייע (כאָטש עס איז נאָך אַ מער באַטייטיק ריזיקירן). נאָך דעם, אַזאַ באַטאַרייע סיסטעמען זענען סאַקסעסיוולי געניצט דורך Eveready אין די פאַרייניקטע שטאַטן. קאַמערשאַליזיישאַן פון באַטערי פֿירמע און חסד פֿירמע. די Li‖TiS_2 ┤ באַטאַרייע קענען זיין דער ערשטער צווייטיק ליטהיום באַטאַרייע אין דער אמת זינען, און עס איז געווען אויך די האָטטעסט באַטאַרייע סיסטעם אין דער צייט. אין דער צייט, זייַן ענערגיע געדיכטקייַט איז געווען וועגן 2-3 מאל אַז פון בלייַ-זויער באַטעריז.

סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון ​​אַ פרי Li||TiS2 באַטאַרייע

positive ילעקטראָוד: TiS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x TiS_2

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Li→〖Li〗^++e^-

אין דער זעלביקער צייט, קאַנאַדיאַן געלערנטער MA Py ינווענטיד די Li‖MoS_2┤ באַטאַרייע אין 1983, וואָס קענען האָבן אַן ענערגיע געדיכטקייַט פון 60-65Wh 〖Kg〗^(-1) ביי 1/3C, וואָס איז עקוויוואַלענט צו Li‖TiS_2┤ באַטאַרייע. באַזירט אויף דעם, אין 1987, די קאַנאַדיאַן פירמע Moli Energy לאָנטשט אַ באמת וויידלי קאַמערשאַלייזד ליטהיום באַטאַרייע, וואָס איז געווען וויידלי געזוכט ווערלדווייד. דאָס זאָל האָבן געווען אַ היסטאָריש באַטייטיק געשעעניש, אָבער די איראָניע איז אַז דאָס אויך געפֿירט די אַראָפּגיין פון מאָלי דערנאָך. דערנאָך אין פרילינג פון 1989, Moli פֿירמע לאָנטשט זייַן צווייטע דור Li‖MoS_2┤ באַטאַרייע פּראָדוקטן. אין די סוף פון פרילינג פון 1989, Moli ס ערשטער-דור Li‖MoS_2┤ באַטאַרייע פּראָדוקט עקספּלאָדעד און געפֿירט אַ גרויס-וואָג פּאַניק. אין די זומער פון די זעלבע יאָר, אַלע פּראָדוקטן זענען ריקאָלד, און די וויקטימס זענען קאַמפּאַנסייטאַד. אין די ענדע פון ​​זעלבן יאר האט מאלי ענערגי דערקלערט באנקראט און איז איינגענומען געווארן דורך יאפאן'ס NEC אין פרילינג פון 1990. עס איז כדאי צו דערמאנען אז עס ווערט געמוזט אז דזשעף דאהן, א קאנאדישער וויסנשאפטלער אין דער צייט, האט אנגעפירט דעם באטעריע פראיעקט אין מאלי. ענערגיע און רעזיגנירט ווייַל פון זיין אָפּאָזיציע צו די פארבליבן ליסטינג פון Li‖MoS_2 ┤ באַטעריז.

positive ילעקטראָוד: MoS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x MoS_2

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: Li→〖Li〗^++e^-

טייוואַן האט קונה די קראַנט 18650 באַטאַרייע געשאפן דורך Moli Energy

ביז איצט, ליטהיום מעטאַל באַטעריז האָבן ביסלעכווייַז לינקס דער ציבור ס דערזען. מיר קענען זען אַז בעשאַס די צייַט פון 1970-1980, סייאַנטיס פאָרשונג אויף ליטהיום באַטעריז איז געווען דער הויפּט פאָוקיסט אויף קאַטאָוד מאַטעריאַלס. די לעצט ציל איז שטענדיק פאָוקיסט אויף יבערגאַנג מעטאַל דיטשאַלקאָגענידעס. ווייַל פון זייער לייערד סטרוקטור (יבערגאַנג מעטאַל דיטשאַלקאָגענידעס זענען איצט וויידלי געלערנט ווי אַ צוויי-דימענשאַנאַל מאַטעריאַל), זייער לייַערס און עס זענען גענוג גאַפּס צווישן די לייַערס צו אַקאַמאַדייט די ינסערשאַן פון ליטהיום ייאַנז. אין דער צייט, עס איז געווען צו קליין פאָרשונג אויף אַנאָוד מאַטעריאַלס בעשאַס דעם פּעריאָד. כאָטש עטלעכע שטודיום האָבן פאָוקיסט אויף די אַללויינג פון ליטהיום מעטאַל צו פאַרבעסערן זייַן פעסטקייַט, ליטהיום מעטאַל זיך איז אויך אַנסטייבאַל און געפערלעך. כאָטש Moli ס באַטאַרייע יקספּלאָוזשאַן איז געווען אַ געשעעניש וואָס שאַקט די וועלט, עס זענען געווען פילע קאַסעס פון די יקספּלאָוזשאַן פון ליטהיום מעטאַל באַטעריז.

דערצו, מענטשן טאָן ניט וויסן די גרונט פון די יקספּלאָוזשאַן פון ליטהיום באַטעריז זייער גוט. אין דערצו, ליטהיום מעטאַל איז אַמאָל געהאלטן אַ יראַפּלייסאַבאַל נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל רעכט צו זייַן גוט פּראָפּערטיעס. נאָך מאָלי ס באַטאַרייע יקספּלאָוזשאַן, מענטשן ס אַקסעפּטאַנס פון ליטהיום מעטאַל באַטעריז פּלאַמאַטיד, און ליטהיום באַטעריז זענען אריין אין אַ טונקל צייַט.

צו האָבן אַ זיכערער באַטאַרייע, מענטשן מוזן אָנהייבן מיט די שעדלעך ילעקטראָוד מאַטעריאַל. נאָך, עס זענען אַ סעריע פון ​​​​פּראָבלעמען דאָ: די פּאָטענציעל פון ליטהיום מעטאַל איז פּליטקע, און די נוצן פון אנדערע קאַמפּאַונד נעגאַטיוו ילעקטראָודז וועט פאַרגרעסערן די נעגאַטיוו ילעקטראָוד פּאָטענציעל, און אַזוי, ליטהיום באַטעריז די קוילעלדיק פּאָטענציעל חילוק וועט זיין רידוסט, וואָס וועט רעדוצירן. די ענערגיע געדיכטקייַט פון די שטורעם. דעריבער, סייאַנטיס האָבן צו געפֿינען די קאָראַספּאַנדינג הויך-וואָולטידזש קאַטאָוד מאַטעריאַל. אין דער זעלביקער צייַט, די עלעקטראָליטע פון ​​די באַטאַרייע מוזן גלייַכן די positive און נעגאַטיוו וואָולטאַדזשאַז און ציקל פעסטקייַט. אין דער זעלביקער צייט, די קאַנדאַקטיוואַטי פון די עלעקטראָליטע און היץ קעגנשטעל איז בעסער. די סעריע פון ​​פֿראגן פּאַזאַלד סייאַנטיס פֿאַר אַ לאַנג צייַט צו געפֿינען אַ מער באַפרידיקנדיק ענטפֿערן.

דער ערשטער פּראָבלעם פֿאַר סייאַנטיס צו סאָלווע איז צו געפֿינען אַ זיכער, שעדלעך ילעקטראָוד מאַטעריאַל וואָס קענען פאַרבייַטן ליטהיום מעטאַל. ליטהיום מעטאַל זיך האט צו פיל כעמישער טעטיקייט, און אַ סעריע פון ​​דענדריטע גראָוט פּראָבלעמס האָבן געווען צו האַרב אויף די נוצן סוויווע און טנאָים, און עס איז נישט זיכער. גראַפיטע איז איצט דער הויפּט גוף פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד פון ליטהיום-יאָן באַטעריז, און זייַן אַפּלאַקיישאַן אין ליטהיום באַטעריז איז געלערנט ווי פרי ווי 1976. אין 1976, Besenhard, JO האט דורכגעקאָכט אַ מער דיטיילד לערנען אויף די עלעקטראָטשעמיקאַל סינטעז פון LiC_R. אָבער, כאָטש גראַפייט האט ויסגעצייכנט פּראָפּערטיעס (הויך קאַנדאַקטיוואַטי, הויך קאַפּאַציטעט, נידעריק פּאָטענציעל, ינערטנאַס, אאז"ו ו), אין דער צייט, די עלעקטראָליטע געניצט אין ליטהיום באַטעריז איז בכלל די פּיסי לייזונג פון LiClO_4 דערמאנט אויבן. גראַפיטע האט אַ באַטייַטיק פּראָבלעם. אין דער אַוועק פון שוץ, די עלעקטראָליטע פּיסי מאַלאַקיולז וועט אויך אַרייַן די גראַפייט סטרוקטור מיט די ליטהיום-יאָן ינטערקאַליישאַן, ריזאַלטינג אין אַ פאַרקלענערן אין ציקל פאָרשטעלונג. דעריבער, גראַפייט איז נישט פייווערד דורך סייאַנטיס אין דער צייט.

ווי פֿאַר די קאַטאָוד מאַטעריאַל, נאָך די פאָרשונג פון די ליטהיום מעטאַל באַטאַרייע בינע, די סייאַנטיס געפונען אַז די ליטהיום אַנאָוד מאַטעריאַל זיך איז אויך אַ ליטהיום סטאָרידזש מאַטעריאַל מיט גוט ריווערסאַביליטי, אַזאַ ווי LiTiS_2, 〖Li〗_x V〖Se〗2 (x) =1,2) און אַזוי אויף, און אויף דעם יקער, 〖Li〗_x V_2 O_5 (0.35≤x <3), LiV_2 O_8 און אנדערע מאַטעריאַלס זענען דעוועלאָפּעד. און סייאַנטיס האָבן ביסלעכווייַז ווערן באַקאַנט מיט פאַרשידן 1-דימענשאַנאַל יאָן טשאַנאַלז (1D), 2-דימענשאַנאַל לייערד יאָן ינטערקאַליישאַן (2D), און 3-דימענשאַנאַל יאָן טראַנסמיסיע נעץ סטראַקטשערז.

די מערסט באַרימט פאָרשונג פון פּראָפעסאָר John B. Goodenough אויף LiCoO_2 (LCO) איז אויך פארגעקומען אין דער צייט. אין 1979, Goodenougd et al. זענען ינספּייערד דורך אַן אַרטיקל וועגן די סטרוקטור פון NaCoO_2 אין 1973 און דיסקאַווערד LCO און ארויס אַ פּאַטענט אַרטיקל. LCO האט אַ לייערד ינטערקאַלאַטיאָן סטרוקטור ענלעך צו יבערגאַנג מעטאַל דיסולפידעס, אין וואָס ליטהיום ייאַנז קענען זיין ריווערסאַבאַל ינסערטאַד און יקסטראַקטיד. אויב די ליטהיום ייאַנז זענען גאָר יקסטראַקטיד, אַ נאָענט-פּאַקט סטרוקטור פון CoO_2 וועט זיין געשאפן, און עס קענען זיין שייַעך-ינסערטאַד מיט ליטהיום ייאַנז פֿאַר ליטהיום (דאָך, אַן פאַקטיש באַטאַרייע וועט נישט לאָזן די ליטהיום ייאַנז צו זיין יקסטראַקטיד אין גאנצן, וואָס וועט פאַרשאַפן די קאַפּאַציטעט צו פאַרפוילן געשווינד). אין 1986, Akira Yoshino, וואָס איז נאָך ארבעטן אין Asahi Kasei קאָרפּאָראַטיאָן אין יאַפּאַן, קאַמביינד די דריי פון לקאָ, קאָקס, און LiClO_4 פּיסי לייזונג פֿאַר די ערשטער מאָל, און איז געווארן דער ערשטער מאָדערן ליטהיום-יאָן צווייטיק באַטאַרייע און איז געווארן קראַנט ליטהיום. די באַטאַרייע. סאָני האָט געשווינד באמערקט די "גוט גענוג" אַלט מענטש ס LCO פּאַטענט און באקומען דערלויבעניש צו נוצן עס. אין 1991, עס קאַמערשאַלייזד די LCO ליטהיום-יאָן באַטאַרייע. דער באַגריף פון ליטהיום-יאָן באַטאַרייע אויך ארויס אין דעם צייַט, און דער געדאַנק איז אויך האלט צו דעם טאָג. (עס איז כדאי צו באמערקן אַז סאָני ס ערשטער-דור ליטהיום-יאָן באַטעריז און אַקיראַ יאָשינאָ אויך נוצן שווער טשאַד ווי די נעגאַטיוו ילעקטראָוד אַנשטאָט פון גראַפייט, און די סיבה איז אַז די פּיסי אויבן האט ינטערקאַליישאַן אין גראַפייט)

Positive ילעקטראָוד: 6C+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x C_6

נעגאַטיוו ילעקטראָוד: LiCoO_2→〖Li〗_(1-x) CoO_2+x〖Li〗^++xe^-

יגזיבאַץ פון דער ערשטער דור פון סאָני ליטהיום-יאָן באַטעריז

אויף די אנדערע האַנט, אין 1978, Armand, M. פארגעלייגט די נוצן פון פּאַליעטאַלין גלייקאָל (PEO) ווי אַ האַרט פּאָלימער עלעקטראָליטע צו סאָלווע די פּראָבלעם אויבן אַז די גראַפייט אַנאָוד איז לייכט עמבעדיד אין סאַלוואַנט פּיסי מאַלאַקיולז (די מיינסטרים עלעקטראָליטע אין דער צייט נאָך נאָך) ניצט פּיסי, DEC געמישט לייזונג), וואָס שטעלן גראַפייט אין די ליטהיום באַטאַרייע סיסטעם פֿאַר די ערשטער מאָל, און פארגעלייגט דעם באַגריף פון ראַקינג-שטול באַטאַרייע (ראַקינג-שטול) אין די פאלגענדע יאָר. אַזאַ באַגריף האָט זיך געצויגן ביזן הײַנטיקן טאָג. די קראַנט מיינסטרים עלעקטראָליטע סיסטעמען, אַזאַ ווי עד / דעק, עק / דמק, אאז"ו ו, בלויז סלאָולי ארויס אין די 1990 ס און האָבן שוין אין נוצן זינט.

אין דער זעלביקער צייט, סייאַנטיס אויך ויספאָרשן אַ סעריע פון ​​באַטעריז: Li‖Nb〖Se〗_3 ┤ באַטעריז, Li‖V〖SE〗_2 ┤ באַטעריז, Li‖〖Ag〗2 V_4 ┤ O_11 באַטעריז, Li․Cu, לי ‖I_2 ┤ באַטעריז, אאז"ו ו, ווייַל זיי זענען ווייניקער ווערטפול איצט, און עס זענען נישט פילע טייפּס פון פאָרשונג אַזוי איך וועל נישט פאָרשטעלן זיי אין דעטאַל.

די תקופה פון ליטהיום-יאָן באַטאַרייע אַנטוויקלונג נאָך 1991 איז די תקופה אין וואָס מיר זענען איצט אין. דאָ איך וועט נישט סאַמערייז די אַנטוויקלונג פּראָצעס אין דעטאַל אָבער בעקיצער באַקענען די כעמישער סיסטעם פון אַ ביסל ליטהיום-יאָן באַטעריז.

אַ הקדמה צו קראַנט ליטהיום-יאָן באַטאַרייע סיסטעמען, דאָ איז דער ווייַטער טייל.

נאָענט_ווייַס
נאָענט

שרייב אָנפרעג דאָ

ענטפער אין 6 שעה, קיין פראגעס זענען באַגריסן!

    [קלאַס ^ = "וופּפאָרמס-"]
    [קלאַס ^ = "וופּפאָרמס-"]