Utviklingsprosess av litium-ion-batterier

I 1970 laget Exxons MS Whittingham det første litiumbatteriet ved å bruke titansulfid som det positive elektrodematerialet og litiummetallet som det negative elektrodematerialet. Det positive elektrodematerialet til et litiumbatteri er mangandioksid eller sulfoksidklorid, og den negative elektroden er litium. Etter at batterimonteringen er fullført, har batteriet spenning og trenger ikke å lades. Litiumionbatterier er utviklingen av litiumbatterier. For eksempel var knappebatteriene brukt i kameraer tidligere litiumbatterier. Denne typen batteri kan også lades, men sykkelytelsen er dårlig. Under lade- og utladingssyklusen dannes det lett litiumkrystaller, noe som forårsaker interne kortslutninger i batteriet. Derfor er lading generelt forbudt for denne typen batterier.
I 1982 oppdaget RR Agarwal og JR Selman fra Illinois Institute of Technology at litiumioner har egenskapen til å bygges inn i grafitt, en prosess som er rask og reversibel. Samtidig har sikkerhetsfarene til litiumbatterier laget av metallisk litium tiltrukket seg mye oppmerksomhet, så folk har forsøkt å bruke egenskapene til litiumioner innebygd i grafitt for å lage oppladbare batterier. Den første tilgjengelige litium-ion grafittelektroden ble utviklet av Bell Laboratories.
I 1983 oppdaget M. Thackeray, J. Goodenough og andre at manganspinell er et utmerket katodemateriale med lav pris, stabilitet og utmerket ledningsevne og litiumledningsevne. Dens nedbrytningstemperatur er høy og oksidasjonsmotstanden er mye lavere enn for litiumkoboltoksid. Selv ved kortslutning eller overlading kan det unngå fare for forbrenning og eksplosjon.
I 1989 oppdaget A. Manthiram og J. Goodenough at bruk av en positiv elektrode med polymere anioner ville generere høyere spenninger.
I 1992 oppfant Sony Corporation i Japan et litiumionbatteri med karbonmateriale som negativ elektrode og litiumholdige forbindelser som positiv elektrode. Under lade- og utladingsprosessen er det ikke metallisk litium tilstede, kun litiumioner, som er litium-ion-batteriet. Deretter revolusjonerte litium-ion-batterier forbrukerelektronikken. Denne typen batteri, som bruker litiumkoboltoksid som det positive elektrodematerialet, er hovedstrømkilden for bærbare elektroniske enheter.
I 1996 oppdaget Padhi og Goodenough at fosfater med olivinstrukturer, som litiumjernfosfat (LiFePO4), var tryggere enn tradisjonelle katodematerialer, spesielt når det gjelder høytemperaturmotstand og overladingsmotstand, og langt overgår tradisjonelle litiumionbatterimaterialer.
Når vi ser på historien til batteriutvikling, kan det ses at det er tre kjennetegn ved den nåværende utviklingen av batteriindustrien i verden. For det første den raske utviklingen av grønne og miljøvennlige batterier, inkludert litium-ion-batterier, hydrogen-nikkel-batterier, etc; Den andre er konverteringen av primærbatterier til batterier, som er i tråd med strategier for bærekraftig utvikling; For det tredje utvikler batterier seg mot små, lette og tynne dimensjoner. Blant kommersialiserte oppladbare batterier har litium-ion-batterier den høyeste spesifikke energien, spesielt polymer litium-ion-batterier, som kan oppnå tynnhet i oppladbare batterier. Fordi litium-ion-batterier har høy volumetrisk og massespesifikk energi, er oppladbare og forurensningsfrie, og har de tre viktigste egenskapene til dagens batteriindustriutvikling, har de sett en rask vekst i utviklede land. Utviklingen av telekommunikasjons- og informasjonsmarkeder, spesielt mobiltelefoner og bærbare datamaskiner