Öndürijiligine, bahasyna ýa-da howpsuzlygyna garamazdan, gaty güýçli zarýad berilýän batareýalar, gazylyp alynýan energiýany çalyşmak we netijede täze energiýa ulaglaryna barýan ýoly durmuşa geçirmek üçin iň gowy saýlawdyr.
LiCoO2, LiMn2O4 we LiFePO4 ýaly katod materiallaryny oýlap tapyjy hökmünde Goodenough bu ugurda giňden tanalýar.litiý-ion batareýalarywe hakykatdanam "litiý-ion batareýalarynyň atasy".
Natureakynda “NatureElectronics” gazetinde çap edilen makalasynda 96 ýaşyndaky Jon B.Gudenough zarýad berilýän litiý-ion batareýasynyň oýlap tapyşynyň taryhyny gözden geçirýär we öňe barýan ýoly görkezýär.
1970-nji ýyllarda ABŞ-da nebit krizisi ýüze çykdy.Nebit importyna aşa garaşlydygyna göz ýetiren hökümet, gün we ýel energiýasyny ösdürmek üçin uly tagallalara başlady.Gün we ýel energiýasynyň aralyk tebigaty sebäpli,zarýad berilýän batareýalarahyrynda bu täzelenip bilýän we arassa energiýa çeşmelerini saklamak üçin zerur boldy.
Tersine zarýad bermegiň we zarýad bermegiň açary himiki reaksiýanyň tersine bolmagydyr!
Şol döwürde zarýad berilmeýän batareýalaryň köpüsinde litiý negatiw elektrodlar we organiki elektrolitler ulanylýar.Zarýad berilýän batareýalary gazanmak üçin her kim litiý ionlarynyň gatlakly metal sulfid katodlaryna tersine ornaşdyrylmagynyň üstünde işläp başlady.“ExxonMobil” -den Stenli Wittingem tersine zarýad bermegiň we zarýad bermegiň katalog materialy hökmünde gatlakly TiS2 ulanyp, interkalýasiýa himiýasy arkaly gazanyp boljakdygyny, çykaryş önüminiň LiTiS2 bolandygyny ýüze çykardy.
1976-njy ýylda Whittingham tarapyndan işlenip düzülen bu öýjük oňat başlangyç netijeliligini gazandy.Şeýle-de bolsa, zarýad bermek we zarýad bermek birnäçe gezek gaýtalanandan soň, öýjügiň içinde negatiwden polo positiveitel elektroda çenli ösýän litiý dendritler emele geldi we elektrolitleri ýakyp bilýän gysga zynjyr döredildi.Bu synanyşyk ýene-de şowsuzlyk bilen tamamlandy!
Bu aralykda, Oksforda göçüp gelen Gudenough, gurluş üýtgemezden ozal gatlakly LiCoO2 we LiNiO2 katod materiallaryndan litiniň iň köp mukdarda goýulyp biljekdigini derňedi.Netijede, litiýiň ýarysyndan gowragyny katod materialyndan tersine deşdirmeklige ýetdiler.
Bu gözleg ahyrsoňy AsahiKaseýli Akira Yoshoşinony birinjisini taýýarlamaga ugrukdyrdyzarýad berilýän litiý-ion batareýasy: LiCoO2 polo positiveitel elektrod we negatiw elektrod ýaly grafiki uglerod.Bu batareýa “Sony” -niň ilkinji öýjükli telefonlarynda üstünlikli ulanyldy.
Çykdajylary azaltmak we howpsuzlygy ýokarlandyrmak üçin.Elektrolit ýaly gaty gaty zarýad berilýän batareýa geljekdäki ösüş üçin möhüm ugur bolup görünýär.
Europeanewropaly himikler 1960-njy ýyllarda litiý ionlarynyň gatlakly metal sulfid materiallaryna tersine ornaşdyrylmagynyň üstünde işlediler.Şol döwürde zarýad berilýän batareýalar üçin adaty elektrolitler esasan H2SO4 ýa-da KOH ýaly güýçli kislotaly we gidroksidi suwly elektrolitlerdi.Sebäbi bu suwly elektrolitlerde H + gowy ýaýramagy bar.
Şol döwürde iň durnukly zarýad berilýän batareýalar katod materialy hökmünde gatlakly NiOOH we elektrolit ýaly güýçli aşgar suwly elektrolit bilen ýasaldy.Ni (OH) 2 emele getirmek üçin h + gatlakly NiOOH katodyna tersine ornaşdyrylyp bilner.mesele suwly elektrolitiň batareýanyň naprýa .eniýesini çäklendirip, energiýa dykyzlygynyň pes bolmagyna sebäp boldy.
1967-nji ýylda “Ford Motor Company” -den Jozef Kummer we NeillWeber Na + 300 ° C-den ýokary keramiki elektrolitlerde gowy diffuziýa häsiýetiniň bardygyny ýüze çykardylar.Soňra Na-S zarýad berilýän batareýany oýlap tapdylar: negatiw elektrod hökmünde eredilen natriý we polo positiveitel elektrod hökmünde uglerod zolaklaryny öz içine alýan eredilen kükürt.Netijede, Na-S zarýad berilýän batareýany oýlap tapdylar: otrisatel elektrod hökmünde eredilen natriý, polo positiveitel elektrod hökmünde uglerod zolagyny öz içine alýan eredilen kükürt we elektrolit ýaly gaty keramika.Şeýle-de bolsa, 300 ° C-iň işleýiş temperaturasy bu batareýany täjirleşdirmek mümkin däldi.
1986-njy ýylda Goodenough NASICON ulanyp, dendrit öndürmezden gaty berk zarýad berilýän litiý batareýasyny amala aşyrdy.Häzirki wagtda NASICON ýaly gaty berk elektrolitlere esaslanýan gaty berk zarýad berilýän litiý we natriý batareýalary söwda edildi.
2015-nji ýylda Porto uniwersitetinden Mariýa Helena Braga litiý-ion batareýalarynda häzirki ulanylýan organiki elektrolitler bilen deňeşdirilende litiý we natriý ion geçirijiligi bilen izolýasiýa gözenekli oksid gaty elektrolitini görkezdi.
Gysgaça aýdanyňda, öndürijilige, çykdajylara ýa-da howpsuzlyk pikirlerine garamazdan, gaty güýçli zarýad berilýän batareýalar, gazylyp alynýan energiýany çalyşmak we netijede täze energiýa ulaglaryna barýan ýoly durmuşa geçirmek üçin iň gowy saýlawdyr!
Iş wagty: Awgust-25-2022