የሊቲየም ባትሪዎች እድገት

የባትሪ መሳሪያው መነሻ የላይደን ጠርሙሱን በማግኘት ሊጀምር ይችላል። የላይደን ጠርሙስ በ1745 በኔዘርላንድስ ሳይንቲስት ፒተር ቫን ሙስሸንብሮክ የፈለሰፈው የላይደን ጠርሙዝ ጥንታዊ አቅም ያለው መሳሪያ ነው። በኢንሱሌተር የተከፋፈሉ ሁለት የብረት ንጣፎችን ያቀፈ ነው። ከላይ ያለው የብረት ዘንግ ክፍያን ለማከማቸት እና ለመልቀቅ ያገለግላል. በትሩን ሲነኩ የብረት ኳሱ ጥቅም ላይ በሚውልበት ጊዜ የላይደን ጠርሙ የውስጣዊውን የኤሌክትሪክ ኃይል ማቆየት ወይም ማስወገድ ይችላል, እና መርሆው እና ዝግጅቱ ቀላል ናቸው. ፍላጎት ያለው ማንኛውም ሰው እቤት ውስጥ በራሱ ሊሰራው ይችላል, ነገር ግን በቀላል መመሪያው ምክንያት የእራሱን የመልቀቅ ክስተት የበለጠ ከባድ ነው. በአጠቃላይ ሁሉም ኤሌክትሪክ ከጥቂት ሰዓታት እስከ ጥቂት ቀናት ውስጥ ይወጣል. ይሁን እንጂ የላይደን ጠርሙስ ብቅ ማለት በኤሌክትሪክ ምርምር ውስጥ አዲስ ደረጃን ያሳያል.

እ.ኤ.አ. በ 1790 ዎቹ ጣሊያናዊ ሳይንቲስት ሉዊጂ ጋልቫኒ የዚንክ እና የመዳብ ሽቦዎችን በመጠቀም የእንቁራሪት እግሮችን በማገናኘት የእንቁራሪት እግሮች እንደሚወዛወዙ ስላወቁ የ‹ባዮ ኤሌክትሪክ› ጽንሰ-ሀሳብ አቅርበዋል ። ይህ ግኝት ጣሊያናዊው ሳይንቲስት አሌሳንድሮ እንዲነቃነቅ አድርጓል። የቮልታ ተቃውሞ፣ ቮልታ የእንቁራሪት እግር መንቀጥቀጥ የሚመጣው በእንቁራሪው ላይ ካለው ኤሌክትሪክ ሳይሆን ከብረት ከሚፈጠረው የኤሌክትሪክ ፍሰት ነው ብሎ ያምናል። የጋልቫኒ ንድፈ ሐሳብ ውድቅ ለማድረግ፣ ቮልታ የእሱን ታዋቂ የቮልታ ቁልል ሐሳብ አቀረበ። የቮልቴክ ቁልል የዚንክ እና የመዳብ ሉሆችን በካርቶን ውስጥ በጨው ውሃ የረጨ። ይህ የቀረበው የኬሚካል ባትሪ ምሳሌ ነው።
የቮልታ ሴል ኤሌክትሮድ ምላሽ እኩልታ፡-

አዎንታዊ ኤሌክትሮ: 2H^++2e^-→H_2

አሉታዊ ኤሌክትሮ: Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

በ 1836 የብሪቲሽ ሳይንቲስት ጆን ፍሬድሪክ ዳንኤል በባትሪው ውስጥ ያለውን የአየር አረፋ ችግር ለመፍታት የዳንኤልን ባትሪ ፈለሰፈ. የዳንኤል ባትሪ የዘመናዊ ኬሚካላዊ ባትሪ ቀዳሚ ቅርጽ አለው። ሁለት ክፍሎችን ያቀፈ ነው. አወንታዊው ክፍል በመዳብ ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ ይጠመዳል. ሌላው የመዳብ ክፍል ዚንክ በዚንክ ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ የተጠመቀ ነው. የመጀመሪያው የዳንኤል ባትሪ በመዳብ ማሰሮ ውስጥ በመዳብ ሰልፌት መፍትሄ ተሞልቶ መሃል ላይ የሴራሚክ ባለ ቀዳዳ ሲሊንደሪካል ኮንቴይነር ገባ። በዚህ የሴራሚክ ማጠራቀሚያ ውስጥ, የዚንክ ዘንግ እና ዚንክ ሰልፌት እንደ አሉታዊ ኤሌክትሮዶች አሉ. በመፍትሔው ውስጥ, በሴራሚክ ማጠራቀሚያ ውስጥ ያሉት ትናንሽ ቀዳዳዎች ሁለቱ ቁልፎች ionዎችን እንዲቀይሩ ያስችላቸዋል. ዘመናዊው የዳንኤል ባትሪዎች ይህንን ውጤት ለማግኘት በአብዛኛው የጨው ድልድዮችን ወይም ከፊል-ፔሬድ ሽፋኖችን ይጠቀማሉ. የዳንኤል ባትሪዎች ደረቅ ባትሪዎች እስኪተኩዋቸው ድረስ ለቴሌግራፍ አውታር እንደ የኃይል ምንጭ ይገለገሉ ነበር.

የዳንኤል ባትሪ ኤሌክትሮድ ምላሽ እኩልታ፡-

አዎንታዊ ኤሌክትሮድ፡ 〖Cu〗^(2+)+2e^-→Cu

አሉታዊ ኤሌክትሮ: Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

እስካሁን ድረስ የባትሪው ዋና ቅርፅ ተወስኗል, ይህም አወንታዊ ኤሌክትሮዶችን, አሉታዊ ኤሌክትሮዶችን እና ኤሌክትሮላይትን ያካትታል. በእንደዚህ ዓይነት መሠረት, በሚቀጥሉት 100 ዓመታት ውስጥ ባትሪዎች ፈጣን እድገት አግኝተዋል. ፈረንሳዊው ሳይንቲስት ጋስተን ፕላንቴ በ1856 የእርሳስ አሲድ ባትሪዎችን ፈለሰፈ ብዙ አዳዲስ የባትሪ ሥርዓቶች ታይተዋል። የእርሳስ-አሲድ ባትሪዎች ከፍተኛ መጠን ያለው የአሁኑ እና ዝቅተኛ ዋጋ ከፍተኛ ትኩረትን ስቧል። ተሽከርካሪዎች. ብዙውን ጊዜ ለአንዳንድ ሆስፒታሎች እና የመሠረት ጣቢያዎች እንደ የመጠባበቂያ ኃይል አቅርቦት ያገለግላል. የእርሳስ-አሲድ ባትሪዎች በዋነኛነት በእርሳስ፣ በእርሳስ ዳይኦክሳይድ እና በሰልፈሪክ አሲድ መፍትሄ የተዋቀሩ ሲሆኑ ቮልቴጁ 2V አካባቢ ሊደርስ ይችላል። በዘመናችንም እንኳ የእርሳስ-አሲድ ባትሪዎች በበሰሉ ቴክኖሎጂዎች፣ በዝቅተኛ ዋጋ እና ደህንነቱ በተጠበቀ የውሃ-ተኮር ስርዓት ምክንያት አልተወገዱም።

የእርሳስ-አሲድ ባትሪ ኤሌክትሮድ ምላሽ እኩልታ፡-

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

አሉታዊ ኤሌክትሮድ፡ Pb+〖SO〗_4^(2-)→Pb〖SO〗_4+2e^-

እ.ኤ.አ. በ1899 በስዊድን ሳይንቲስት ዋልድማር ጁንግነር የፈለሰፈው የኒኬል-ካድሚየም ባትሪ በትንሽ ተንቀሳቃሽ የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች እንደ ቀደምት ዎማን በመሳሰሉት ከሊድ-አሲድ ባትሪዎች የበለጠ የሃይል እፍጋቱ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። ከሊድ-አሲድ ባትሪዎች ጋር ተመሳሳይ። የኒኬል-ካድሚየም ባትሪዎች ከ1990ዎቹ ጀምሮ በስፋት ጥቅም ላይ ውለው ነበር፣ ነገር ግን መርዛማነታቸው በአንጻራዊነት ከፍተኛ ነው፣ እና ባትሪው ራሱ የተወሰነ የማስታወስ ችሎታ አለው። ለዚህም ነው አንዳንድ አዛውንቶች ባትሪው ከመሙላቱ በፊት ሙሉ በሙሉ መውጣት እንዳለበት እና ቆሻሻ ባትሪዎች መሬቱን እንደሚበክሉ እና የመሳሰሉትን ሲናገሩ የምንሰማው። (የአሁኑ ባትሪዎች እንኳን በጣም መርዛማ ናቸው እና በሁሉም ቦታ መጣል እንደሌለባቸው ልብ ይበሉ, ነገር ግን አሁን ያሉት የሊቲየም ባትሪዎች የማስታወሻ ጥቅማጥቅሞች የላቸውም, እና ከመጠን በላይ ፈሳሽ ለባትሪ ህይወት ጎጂ ነው.) የኒኬል-ካድሚየም ባትሪዎች አካባቢን የበለጠ ይጎዳሉ, እና የእነሱ ጥቅም ውስጣዊ ተቃውሞ በሙቀት መጠን ይቀየራል, ይህም በሚሞላበት ጊዜ ከመጠን በላይ በሆነ ጅረት ምክንያት ጉዳት ሊያስከትል ይችላል. በ2005 አካባቢ የኒኬል-ሃይድሮጂን ባትሪዎች ቀስ በቀስ አስወገዱት። እስካሁን ድረስ የኒኬል-ካድሚየም ባትሪዎች በገበያ ላይ እምብዛም አይታዩም።

የኒኬል-ካድሚየም ባትሪ የኤሌክትሮድ ምላሽ እኩልታ፡-

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

አሉታዊ ኤሌክትሮድ፡ ሲዲ+2OH^-→ሲዲ〖(OH)〗_2+2e^-

የሊቲየም ብረት ባትሪ ደረጃ

በ1960ዎቹ ሰዎች በመጨረሻ ወደ ሊቲየም ባትሪዎች ዘመን በይፋ ገቡ።

ሊቲየም ብረት እራሱ በ1817 የተገኘ ሲሆን ብዙም ሳይቆይ ሰዎች የሊቲየም ብረት አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት በተፈጥሯቸው ለባትሪ እንደ ማቴሪያል ጥቅም ላይ እንደሚውሉ ተገነዘቡ። ዝቅተኛ መጠጋጋት (0.534g 〖cm〗^(-3))፣ ትልቅ አቅም (ቲዎሪቲካል እስከ 3860mAh g^(-1)) እና ዝቅተኛ እምቅ (-3.04V ከመደበኛ ሃይድሮጂን ኤሌክትሮድ ጋር ሲነጻጸር)። እነዚህ እኔ ሃሳባዊ ባትሪ አሉታዊ electrode ቁሳዊ ነኝ ማለት ይቻላል ሰዎች እየነገራቸው ነው. ይሁን እንጂ ሊቲየም ብረት ራሱ ትልቅ ችግሮች አሉት. በጣም ንቁ ነው, ከውሃ ጋር በኃይል ምላሽ ይሰጣል, እና በአሠራሩ አካባቢ ላይ ከፍተኛ መስፈርቶች አሉት. ስለዚህ, ለረጅም ጊዜ, ሰዎች በእሱ እርዳታ የሌላቸው ነበሩ.

እ.ኤ.አ. በ 1913 ሉዊስ እና ኬይስ የሊቲየም ብረታ ኤሌክትሮዶችን አቅም ለካ። እና ከሊቲየም አዮዳይድ ጋር የባትሪ ሙከራን በ propylamine መፍትሄ እንደ ኤሌክትሮላይት አካሂዷል፣ ምንም እንኳን አልተሳካም።

እ.ኤ.አ. በ 1958 ዊልያም ሲድኒ ሃሪስ በዶክትሬት ዲግሪው ላይ የሊቲየም ብረትን በተለያዩ ኦርጋኒክ ኤስተር መፍትሄዎች ውስጥ እንዳስቀመጠ እና ተከታታይ የፓሲቬሽን ንብርብሮችን (በፔርክሎሪክ አሲድ ውስጥ የሊቲየም ብረትን ጨምሮ) መፈጠሩን ተመልክቷል ። ሊቲየም LiClO_4

በፒሲ መፍትሄ ውስጥ ያለው ክስተት በ propylene ካርቦኔት, እና ይህ መፍትሄ ለወደፊቱ በሊቲየም ባትሪዎች ውስጥ በጣም አስፈላጊ የሆነ የኤሌክትሮላይት ስርዓት ነው), እና የተለየ የ ion ስርጭት ክስተት ታይቷል, ስለዚህ በዚህ ላይ ተመስርተው አንዳንድ የመጀመሪያ ደረጃ ኤሌክትሮዲሴሽን ሙከራዎች ተደርገዋል. እነዚህ ሙከራዎች በይፋ የሊቲየም ባትሪዎች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሆኗል.

እ.ኤ.አ. በ 1965 ናሳ የ Li||Cu ባትሪዎች በሊቲየም ፐርክሎሬት ፒሲ መፍትሄዎች ላይ ያለውን ባትሪ መሙላት እና መሙላት ላይ ጥልቅ ጥናት አድርጓል። የ LiBF_4, LiI, LiAl 〖Cl〗_4, LiCl, ትንታኔን ጨምሮ ሌሎች የኤሌክትሮላይት ስርዓቶች, ይህ ምርምር በኦርጋኒክ ኤሌክትሮላይት ስርዓቶች ላይ ከፍተኛ ፍላጎት አሳድሯል.

እ.ኤ.አ. በ 1969 አንድ የፈጠራ ባለቤትነት አንድ ሰው ሊቲየም ፣ ሶዲየም እና ፖታስየም ብረቶች በመጠቀም የኦርጋኒክ መፍትሄ ባትሪዎችን ለገበያ ለማቅረብ መሞከር እንደጀመረ አሳይቷል ።

እ.ኤ.አ. በ1970 የጃፓኑ ፓናሶኒክ ኮርፖሬሽን ሊ‖CF_x┤ ባትሪ ፈለሰፈ፣ የ x ሬሾ በአጠቃላይ 0.5-1 ነው። CF_x ፍሎሮካርቦን ነው። ምንም እንኳን የፍሎራይን ጋዝ በጣም መርዛማ ቢሆንም, ፍሎሮካርቦን እራሱ ነጭ ያልሆነ መርዛማ ዱቄት ነው. የሊ‖CF_x ┤ ባትሪ ብቅ ማለት የመጀመሪያው እውነተኛ የንግድ ሊቲየም ባትሪ ነው ሊባል ይችላል። Li‖CF_x ┤ ባትሪ ዋናው ባትሪ ነው። አሁንም ቢሆን አቅሙ በጣም ትልቅ ነው, የቲዎሬቲካል አቅም 865mAh 〖Kg〗^(-1) ነው, እና የመልቀቂያው ቮልቴጅ በረዥም ጊዜ ውስጥ በጣም የተረጋጋ ነው. ስለዚህ, ኃይሉ የተረጋጋ እና የራስ-ፈሳሽ ክስተት ትንሽ ነው. ግን እጅግ በጣም ጥሩ አፈጻጸም አለው እና ሊከፍል አይችልም። ስለዚህ፣ በአጠቃላይ ከማንጋኒዝ ዳይኦክሳይድ ጋር ተጣምሮ ሊ‖CF_x ┤-MnO_2 ባትሪዎችን ለመስራት፣ ለአንዳንድ ትናንሽ ሴንሰሮች፣ ሰአቶች እና የመሳሰሉት እንደ ውስጣዊ ባትሪዎች የሚያገለግሉ እና አልተወገዱም።

አዎንታዊ ኤሌክትሮድ፡ CF_x+xe^-+x〖Li〗^+→C+xLiF

አሉታዊ ኤሌክትሮድ፡ Li→〖ሊ〗^++e^-

እ.ኤ.አ. በ1975 የጃፓኑ ሳንዮ ኮርፖሬሽን ሊ‖MnO_2┤ ባትሪን ፈለሰፈ፣ ለመጀመሪያ ጊዜ በሚሞሉ የፀሐይ ኃይል ማስያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ እንደ የመጀመሪያው ሊቲየም ባትሪ ሊወሰድ ይችላል። ምንም እንኳን ይህ ምርት በወቅቱ በጃፓን ውስጥ ትልቅ ስኬት ቢኖረውም, ሰዎች ስለ እንደዚህ ዓይነት ቁሳቁስ ጥልቅ ግንዛቤ አልነበራቸውም እና ሊቲየም እና ማንጋኒዝ ዳይኦክሳይድን አያውቁም ነበር. ከምላሹ በስተጀርባ ምን ዓይነት ምክንያት አለ?

በተመሳሳይ ጊዜ, አሜሪካውያን እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ባትሪ እየፈለጉ ነበር, አሁን ሁለተኛ ባትሪ ብለን እንጠራዋለን.

እ.ኤ.አ. በ 1972 MBArmand (የአንዳንድ ሳይንቲስቶች ስም መጀመሪያ ላይ አልተተረጎመም) በኮንፈረንስ ወረቀት M_(0.5) Fe〖(CN)〗_3 (ኤም አልካሊ ብረት የሆነበት) እና ሌሎች የፕሩሺያን ሰማያዊ መዋቅር ያላቸው ቁሳቁሶች ላይ ሀሳብ አቅርቧል። እና የ ion intercalation ክስተትን አጥንቷል። በ1973 ጄ በ ion intercalation ክስተት ላይ ያሉት እነዚህ የመጀመሪያ ደረጃ ጥናቶች ለሊቲየም ባትሪዎች ቀስ በቀስ እድገት በጣም አስፈላጊው አንቀሳቃሽ ኃይል ናቸው። የመጀመሪያው ጥናት ትክክለኛ ነው በእነዚህ ጥናቶች ምክንያት በኋላ ላይ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ሊኖሩ ይችላሉ.

እ.ኤ.አ. በ 1975 ማርቲን ቢ ዳይስ ኦቭ ኤክሶን (የኤክሶን ሞቢል ቀዳሚ) ተከታታይነት ባለው የሽግግር ብረት ዲያካሎጅኒድስ እና አልካሊ ብረቶች መካከል ያለውን ትስስር በተመለከተ የመጀመሪያ ደረጃ ስሌቶችን እና ሙከራዎችን አካሂደዋል እና በዚያው ዓመት ኤክሶን ሌላ ስም ነበር ሳይንቲስት ኤምኤስ ዊቲንግሃም የፈጠራ ባለቤትነት አሳተመ። በ Li‖TiS_2 ┤ ገንዳ ላይ። እና እ.ኤ.አ. ከዚያ በኋላ በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በኤቨሬዲ እንደነዚህ ያሉት የባትሪ ስርዓቶች በተከታታይ ጥቅም ላይ ውለዋል. የባትሪ ኩባንያ እና ግሬስ ኩባንያ ንግድ. የሊ‖TiS_1977┤ ባትሪ በእውነተኛ ትርጉሙ የመጀመሪያው ሁለተኛ ደረጃ ሊቲየም ባትሪ ሊሆን ይችላል፣ እንዲሁም በወቅቱ በጣም ሞቃታማው የባትሪ ስርዓት ነበር። በዚያን ጊዜ የኃይል መጠኑ ከሊድ-አሲድ ባትሪዎች 2-2 እጥፍ ያህል ነበር።

አዎንታዊ ኤሌክትሮድ፡ TiS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x TiS_2

አሉታዊ ኤሌክትሮድ፡ Li→〖ሊ〗^++e^-

በዚሁ ጊዜ፣ ካናዳዊ ሳይንቲስት ኤምኤ ፒ በ2 Li‖MoS_1983┤ ባትሪ ፈለሰፈ፣ይህም ከ60-65Wh 〖Kg〗^(-1) በ 1/3C የኃይል መጠን ሊኖረው ይችላል ይህም ከ Li‖TiS_2┤ ጋር እኩል ነው። ባትሪ. በዚ መሰረት በ1987 የካናዳው ኩባንያ ሞሊ ኢነርጂ በእውነት በሰፊው ለገበያ የቀረበ የሊቲየም ባትሪን በአለም አቀፍ ደረጃ በስፋት ይፈለግ ነበር። ይህ በታሪካዊ ጉልህ ክስተት መሆን ነበረበት፣ ነገር ግን የሚያስቀው ነገር በኋላ የሞሊ ውድቀት እንዲፈጠር ምክንያት መሆኑ ነው። ከዚያም እ.ኤ.አ. በ1989 የጸደይ ወራት ሞሊ ኩባንያ የሁለተኛ-ትውልድ Li‖MoS_2┤ የባትሪ ምርቶቹን አስጀመረ። እ.ኤ.አ. በ1989 የጸደይ ወቅት መገባደጃ ላይ የሞሊ የመጀመሪያ-ትውልድ Li‖MoS_2┤ የባትሪ ምርት ፈንድቶ ትልቅ ሽብር ፈጠረ። በዚያው አመት የበጋ ወቅት ሁሉም ምርቶች ተጠርተዋል, እና ተጎጂዎች ካሳ ተከፍሏል. በዚሁ አመት መገባደጃ ላይ ሞሊ ኢነርጂ መክሰሩን በማወጅ እ.ኤ.አ. ሃይል እና የ Li‖MoS_1990 ┤ ባትሪዎችን ዝርዝር በመቃወም ስራውን ለቋል።

አዎንታዊ ኤሌክትሮድ፡ MoS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x MoS_2

አሉታዊ ኤሌክትሮድ፡ Li→〖ሊ〗^++e^-

እስካሁን ድረስ የሊቲየም ብረት ባትሪዎች ቀስ በቀስ የህዝቡን እይታ ለቀው ወጥተዋል። ከ1970 እስከ 1980 ባለው ጊዜ ውስጥ ሳይንቲስቶች በሊቲየም ባትሪዎች ላይ ያደረጉት ጥናት በዋናነት በካቶድ ቁሶች ላይ ያተኮረ እንደነበር ማየት እንችላለን። የመጨረሻው ግብ ሁልጊዜ በሽግግር ብረት ዳይቻኮጅኒድስ ላይ ያተኩራል. በተነባበረ አወቃቀራቸው ምክንያት (የመሸጋገሪያ ብረታ ዳይካሎጅኒድስ አሁን በሰፊው ጥናት ላይ እንደ ባለ ሁለት ገጽታ ቁሳቁስ), ንብርብሮቻቸው እና የሊቲየም ionዎችን ለማስገባት በንብርብሮች መካከል በቂ ክፍተቶች አሉ. በዛን ጊዜ, በዚህ ጊዜ ውስጥ በአኖድ ቁሳቁሶች ላይ ምርምር በጣም ትንሽ ነበር. ምንም እንኳን አንዳንድ ጥናቶች የሊቲየም ብረታ ብረትን በማጣመር ላይ ያተኮሩ ቢሆንም የሊቲየም ብረታ ብረት ግን የተረጋጋ እና አደገኛ ነው። ምንም እንኳን የሞሊ ባትሪ ፍንዳታ አለምን ያስደነገጠ ክስተት ቢሆንም የሊቲየም ብረት ባትሪዎች ፍንዳታ ብዙ ጉዳዮች ታይተዋል።

ከዚህም በላይ ሰዎች የሊቲየም ባትሪዎች ፍንዳታ መንስኤ ምን እንደሆነ በደንብ አያውቁም ነበር. በተጨማሪም, ሊቲየም ብረት በአንድ ወቅት በጥሩ ባህሪያቱ ምክንያት የማይተካ አሉታዊ ኤሌክትሮይድ ቁሳቁስ ተደርጎ ይወሰድ ነበር. ከሞሊ ባትሪ ፍንዳታ በኋላ ሰዎች የሊቲየም ብረታ ብረት ባትሪዎች ተቀባይነት አሽቆልቁሏል፣ እና የሊቲየም ባትሪዎች ጨለማ ጊዜ ውስጥ ገቡ።

የበለጠ ደህንነቱ የተጠበቀ ባትሪ ለማግኘት ሰዎች ጎጂ በሆነው ኤሌክትሮድ ቁሳቁስ መጀመር አለባቸው። አሁንም እዚህ ተከታታይ ችግሮች አሉ የሊቲየም ብረት እምቅ ጥልቀት ዝቅተኛ ነው, እና ሌሎች ውህድ አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ጥቅም ላይ የሚውሉት አሉታዊ ኤሌክትሮዶችን ይጨምራሉ, እናም በዚህ መንገድ, የሊቲየም ባትሪዎች አጠቃላይ እምቅ ልዩነት ይቀንሳል, ይህም ይቀንሳል. የአውሎ ነፋሱ የኃይል ጥንካሬ. ስለዚህ, ሳይንቲስቶች ተጓዳኝ ከፍተኛ-ቮልቴጅ ካቶድ ቁሳቁሶችን ማግኘት አለባቸው. በተመሳሳይ ጊዜ የባትሪው ኤሌክትሮላይት ከአዎንታዊ እና አሉታዊ ቮልቴጅ እና የዑደት መረጋጋት ጋር መዛመድ አለበት. በተመሳሳይ ጊዜ, የኤሌክትሮላይት (ኮንዳክሽን) እና ሙቀትን መቋቋም የተሻለ ነው. እነዚህ ተከታታይ ጥያቄዎች ሳይንቲስቶች የበለጠ አጥጋቢ መልስ ለማግኘት ለረጅም ጊዜ ግራ ገብቷቸዋል።

የሳይንስ ሊቃውንት የመጀመሪያው ችግር ሊቲየም ብረትን ሊተካ የሚችል ደህንነቱ የተጠበቀ እና ጎጂ ኤሌክትሮይድ ቁሳቁስ ማግኘት ነው። ሊቲየም ብረታ እራሱ በጣም ብዙ ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ አለው, እና ተከታታይ የዴንዳይት እድገት ችግሮች በአጠቃቀም አካባቢ እና ሁኔታዎች ላይ በጣም ከባድ ናቸው, እና ደህንነቱ የተጠበቀ አይደለም. ግራፋይት አሁን የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ዋና አካል ነው, እና በሊቲየም ባትሪዎች ውስጥ ያለው አተገባበር በ 1976 መጀመሪያ ላይ ተምሯል. በ 1976, Besenhard, JO በ LiC_R ኤሌክትሮኬሚካላዊ ውህደት ላይ የበለጠ ዝርዝር ጥናት አድርጓል. ነገር ግን ምንም እንኳን ግራፋይት እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪያት ቢኖረውም (ከፍተኛ የመንቀሳቀስ ችሎታ, ከፍተኛ አቅም, ዝቅተኛ እምቅ, ኢንቬንሽን, ወዘተ.), በዚያን ጊዜ በሊቲየም ባትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ኤሌክትሮላይት በአጠቃላይ ከላይ የተጠቀሰው የ LiClO_4 ፒሲ መፍትሄ ነው. ግራፋይት ትልቅ ችግር አለበት። ጥበቃ በማይኖርበት ጊዜ የኤሌክትሮላይት ፒሲ ሞለኪውሎች ወደ ግራፋይት መዋቅር ከሊቲየም-አዮን ኢንተርኬሽን ጋር ያስገባሉ, በዚህም ምክንያት የዑደት አፈፃፀም ይቀንሳል. ስለዚህ, ግራፋይት በዚያን ጊዜ በሳይንቲስቶች አልተወደደም.

ስለ ካቶድ ቁሳቁስ ፣ የሊቲየም ብረት ባትሪ ደረጃ ላይ ጥናት ካደረጉ በኋላ ፣ ሳይንቲስቶች የሊቲየም አኖድ ቁስ እራሱ እንደ LiTiS_2 ፣ “Li〗_x V〖Se〗_2 (x = 1,2) እና ሌሎችም, እና በዚህ መሠረት, 〖Li〗_x V_2 O_5 (0.35≤x<3), LiV_2 O_8 እና ሌሎች ቁሳቁሶች ተዘጋጅተዋል. እና ሳይንቲስቶች ቀስ በቀስ የተለያዩ ባለ 1-ልኬት ion ቻናሎች (1D) ፣ ባለ 2-ልኬት ንብርብር ion intercalation (2D) እና ባለ 3-ልኬት ion ማስተላለፊያ አውታር አወቃቀሮችን ጠንቅቀው ያውቃሉ።

በሊኮኦ_2 (ኤልሲኦ) ላይ የፕሮፌሰር ጆን ቢ ጉደኖው በጣም ዝነኛ ምርምርም የተካሄደው በዚህ ጊዜ ነው። በ 1979, Goodenougd et al. እ.ኤ.አ. በ2 በNaCoO_1973 አወቃቀር ላይ በወጣ ጽሑፍ ተመስጦ LCOን አግኝቶ የፈጠራ ባለቤትነት መጣጥፍ አሳትሟል። LCO ከሽግግር ብረት ዲሱልፋይድ ጋር ተመሳሳይነት ያለው የተጠላለፈ መዋቅር አለው፣ በዚህ ውስጥ የሊቲየም ions ተገላቢጦሽ ሊገቡ እና ሊወጡ ይችላሉ። የሊቲየም ionዎቹ ሙሉ በሙሉ ከተወጡት የ CoO_2 በቅርበት የታሸገ መዋቅር ይፈጠራል እና በሊቲየም ions ለሊቲየም እንደገና ማስገባት ይቻላል (በእርግጥ ትክክለኛው ባትሪ የሊቲየም ions ሙሉ በሙሉ እንዲወጣ አይፈቅድም, ይህም አቅም በፍጥነት እንዲበሰብስ ያደርጋል). እ.ኤ.አ. በ 1986 በጃፓን በአሳሂ ካሴ ኮርፖሬሽን ውስጥ ይሠራ የነበረው አኪራ ዮሺኖ የሶስቱን LCO ፣ coke እና LiClO_4 ፒሲ መፍትሄን ለመጀመሪያ ጊዜ በማጣመር የመጀመርያው ዘመናዊ ሊቲየም-አዮን ሁለተኛ ደረጃ ባትሪ ሆነ እና የአሁኑ ሊቲየም የመሠረት ድንጋይ ሆነ። ባትሪው. ሶኒ በፍጥነት "በቂ" ያለውን የአረጋዊ ሰው LCO የፈጠራ ባለቤትነት ስላስተዋለ ለመጠቀም ፍቃድ አገኘ። እ.ኤ.አ. በ1991 የኤል.ሲ.ኦ ሊቲየም-አዮን ባትሪን ለገበያ አቀረበ። የሊቲየም-አዮን ባትሪ ጽንሰ-ሐሳብም በዚህ ጊዜ ታየ, እና ሃሳቡ እስከ ዛሬ ድረስ ይቀጥላል. (የሶኒ የመጀመሪያ ትውልድ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች እና አኪራ ዮሺኖ እንዲሁ ከግራፋይት ይልቅ ሃርድ ካርቦን እንደ አሉታዊ ኤሌክትሮድ መጠቀማቸው እና ምክንያቱ ደግሞ ከላይ ያለው ፒሲ በግራፋይት ውስጥ መገናኘቱ ነው)

አዎንታዊ ኤሌክትሮድ፡ 6C+xe^-+x〖Li〗^+→〖ሊ〗_x C_6

አሉታዊ ኤሌክትሮድ፡ LiCoO_2→〖Li〗_(1-x) CoO_2+x〖Li〗^++xe^-

በሌላ በኩል, በ 1978, Armand, M. ፖሊ polyethylene glycol (PEO) እንደ ጠንካራ ፖሊመር ኤሌክትሮላይት ያለውን ችግር ለመፍታት ሐሳብ አቅርቧል ግራፋይት አኖድ በቀላሉ በሟሟ ፒሲ ሞለኪውሎች ውስጥ (በዚያን ጊዜ ዋናው ኤሌክትሮላይት) ፒሲ ፣ ዲኢሲ ድብልቅ መፍትሄን ይጠቀማል) ፣ ግራፋይትን ወደ ሊቲየም ባትሪ ስርዓት ለመጀመሪያ ጊዜ ያስቀመጠው እና በሚቀጥለው ዓመት የሮኪንግ ወንበር ባትሪ (የሮኪንግ ወንበር) ጽንሰ-ሀሳብ አቅርቧል። እንዲህ ዓይነቱ ጽንሰ-ሐሳብ እስከ አሁን ድረስ ቀጥሏል. እንደ ED/DEC፣ EC/DMC፣ ወዘተ ያሉ አሁን ያሉት ዋና የኤሌክትሮላይት ሥርዓቶች በ1990ዎቹ ብቻ ቀስ ብለው ታይተው ከዚያን ጊዜ ጀምሮ አገልግሎት ላይ ውለዋል።

በተመሳሳይ ጊዜ ሳይንቲስቶች ተከታታይ ባትሪዎችን መርምረዋል፡ Li‖Nb〖Se〗_3┤ ባትሪዎች፣ Li‖V〖SE〗_2┤ ባትሪዎች፣ Li‖〖Ag〗_2V_4┤ O_11 ባትሪዎች፣ ሊ‖ ሊ ‖I_2 ┤ ባትሪዎች፣ ወዘተ፣ ምክንያቱም አሁን ዋጋቸው አነስተኛ ስለሆነ እና በዝርዝር እንዳላስተዋውቃቸው ብዙ የምርምር ዓይነቶች የሉም።

• የ Li-ion ባትሪ መድረክ

ከ 1991 በኋላ ያለው የሊቲየም-አዮን ባትሪ ልማት አሁን ያለንበት ዘመን ነው ። እዚህ የእድገት ሂደቱን በዝርዝር አላጠቃልልም ፣ ግን በአጭሩ ጥቂት የሊቲየም-አዮን ባትሪዎችን ኬሚካላዊ ስርዓት አስተዋውቋል።

የወቅቱ የሊቲየም-አዮን የባትሪ ስርዓቶች መግቢያ፣ ቀጣዩ ክፍል ይኸውና።