Baterei lithium ion wiwit cepet-cepet, nyedhaki baterei daya

Ing taun 1800, Alessandro Volta, fisikawan Italia, nemokaké tumpukan Volta, baterei pisanan ing sajarah manungsa. Baterei pisanan digawe saka lembaran seng (anoda) lan tembaga (katoda) lan kertas sing direndhem ing banyu asin (elektrolit), nuduhake kemungkinan listrik gawean.

Wiwit iku, minangka piranti sing bisa nyedhiyakake arus sing terus-terusan lan stabil, baterei wis ngalami pembangunan luwih saka 200 taun lan terus nyukupi kabutuhan wong kanggo panggunaan listrik sing fleksibel.

Ing taun-taun pungkasan, kanthi panjaluk energi sing bisa dianyari lan tambah akeh prihatin babagan polusi lingkungan, baterei sekunder (utawa baterei) sing bisa ngowahi bentuk energi liyane dadi energi listrik lan nyimpen ing bentuk energi kimia terus nggawa owah-owahan ing energi. sistem.

Pangembangan baterei lithium nuduhake kemajuan masyarakat saka aspek liyane. Nyatane, pangembangan cepet ponsel, komputer, kamera lan kendaraan listrik adhedhasar kedewasaan teknologi baterei lithium.

Chen Gen. Lair lan kuatir baterei lithium wis nyedhak

Lair saka baterei lithium

Baterei duwe kutub positif lan negatif. Kutub positif, uga dikenal minangka katoda, biasane digawe saka bahan sing luwih stabil, dene kutub negatif, uga dikenal minangka anoda, biasane digawe saka bahan logam "aktif banget". Kutub positif lan negatif dipisahake dening elektrolit lan disimpen ing wangun energi kimia.

Reaksi kimia antarane rong kutub ngasilake ion lan elektron. Ion lan èlèktron iki obah ing baterei, meksa elektron metu, mbentuk siklus lan ngasilake listrik.

Ing taun 1970-an, krisis minyak ing Amerika Serikat, ditambah karo panjaluk daya anyar ing bidang militer, penerbangan, obat-obatan lan liya-liyane, ngrangsang panelusuran baterei sing bisa diisi ulang kanggo nyimpen energi resik sing bisa dianyari.

Kabeh logam, lithium nduweni gravitasi spesifik lan potensial elektroda sing sithik banget. Ing tembung liyane, sistem baterei lithium bisa entuk Kapadhetan energi maksimum ing teori, supaya lithium minangka pilihan alami saka perancang baterei.

Nanging, lithium reaktif banget lan bisa ngobong lan njeblug nalika kena banyu utawa hawa. Mulane, taming lithium wis dadi kunci kanggo pangembangan baterei. Kajaba iku, lithium bisa gampang reaksi karo banyu ing suhu kamar. Yen lithium logam digunakake ing sistem baterei, penting kanggo ngenalake elektrolit non-air.

Ing taun 1958, Harris ngusulake nggunakake elektrolit organik minangka elektrolit baterei logam. Ing taun 1962, Lockheed Mission lan SpaceCo. Chilton Jr saka militer AS lan Cook ngusulake gagasan "sistem elektrolit non-air litium".

Chilton lan Cook ngrancang jinis baterei anyar, sing nggunakake logam lithium minangka katoda, Ag, Cu, Ni halida minangka katoda, lan uyah logam titik leleh lic1-AlCl3 sing larut ing propilen karbonat minangka elektrolit. Senajan masalah baterei ndadekake iku tetep ing konsep tinimbang komersial, karya Chilton lan Cook minangka wiwitan riset baterei lithium.

Ing taun 1970, Panasonic Electric Co. Jepang lan militèr AS nyintesis bahan katoda anyar - karbon fluorida meh bebarengan. Fluorida karbon kristal kanthi ekspresi molekul (CFx) N (0,5 ≤ x ≤ 1) kasil disiapake dening Panasonic Electric Co., Ltd. lan digunakake minangka anoda baterei lithium. Penemuan baterei lithium fluoride minangka langkah penting ing sejarah pangembangan baterei lithium. Iki minangka pisanan kanggo ngenalake "senyawa sing dipasang" menyang desain baterei lithium.

Nanging, kanggo mujudake pangisian daya sing bisa dibatalake lan discharge baterei lithium, kunci yaiku kebalikan reaksi kimia. Ing wektu iku, umume baterei sing ora bisa diisi ulang nggunakake anoda litium lan elektrolit organik. Kanggo nyadari baterei sing bisa diisi ulang, para ilmuwan wiwit nyinaoni penyisipan ion litium sing bisa dibalik menyang elektroda positif saka sulfida logam transisi sing dilapisi.

Stanley Whittingham saka ExxonMobil nemokake yen reaksi kimia interkalasi bisa diukur kanthi nggunakake TiS2 berlapis minangka bahan katoda, lan produk discharge yaiku LiTiS2.

Ing taun 1976, baterei sing dikembangake dening Whittingham entuk efisiensi awal sing apik. Nanging, sawise ngisi daya lan mbuwang kaping pirang-pirang, dendrit litium dibentuk ing baterei. Dendrit tuwuh saka kutub negatif menyang kutub positif, mbentuk sirkuit cendhak, sing nyebabake bebaya elektrolit lan pungkasane gagal.

Ing taun 1989, amarga kacilakan geni saka baterei sekunder lithium / molybdenum, umume perusahaan kajaba sawetara mundur saka pangembangan baterei sekunder logam lithium. Pangembangan baterei sekunder logam lithium ing dhasare mandheg amarga masalah safety ora bisa ditanggulangi.

Amarga efek sing ora apik saka macem-macem modifikasi, riset babagan baterei sekunder logam lithium wis mandheg. Pungkasan, peneliti milih solusi radikal: baterei kursi goyang kanthi senyawa sing dipasang minangka kutub positif lan negatif saka baterei sekunder logam lithium.

Ing taun 1980-an, Goodnow nyinaoni struktur litium kobalt lan bahan katoda lithium nikel oksida ing Universitas Oxford, Inggris. Akhire, peneliti temen maujud sing luwih saka setengah saka lithium bisa dibusak saka materi katoda reversibly. Asil iki pungkasanipun mimpin kanggo lair saka The.

Ing taun 1991, SONY Company ngluncurake baterei lithium komersial pisanan (grafit anoda, senyawa lithium katoda, uyah lithium cair elektroda sing dibubarake ing pelarut organik). Amarga karakteristik Kapadhetan energi sing dhuwur lan formulasi sing beda-beda sing bisa adaptasi karo lingkungan panggunaan sing beda, baterei lithium wis dikomersialake lan digunakake akeh ing pasar.