Ishlash, xarajat yoki xavfsizlik nuqtai nazaridan qat'i nazar, to'liq qattiq holatda qayta zaryadlanuvchi batareyalar fotoalbom energiyani almashtirish va oxir-oqibat yangi energiya vositalariga yo'lni amalga oshirish uchun eng yaxshi tanlovdir.
LiCoO2, LiMn2O4 va LiFePO4 kabi katodli materiallar ixtirochisi sifatida Goodenough sohada yaxshi tanilgan.lityum-ion batareyalarva haqiqatan ham "litiy-ionli batareyalarning otasi".
Yaqinda NatureElectronics jurnalida chop etilgan maqolada 96 yoshli Jon B. Gudenof qayta zaryadlanuvchi litiy-ion batareyaning ixtiro tarixini ko'rib chiqadi va oldinga yo'lni ko'rsatadi.
1970-yillarda AQShda neft inqirozi avj oldi.Neft importiga haddan tashqari qaramligini anglagan hukumat quyosh va shamol energiyasini rivojlantirish bo'yicha katta sa'y-harakatlarni boshladi.Quyosh va shamol energiyasining uzilishli tabiati tufayli,qayta zaryadlanuvchi batareyalaroxir-oqibat bu qayta tiklanadigan va toza energiya manbalarini saqlash uchun kerak edi.
Qaytariladigan zaryadlash va zaryadsizlanishning kaliti kimyoviy reaktsiyaning qaytarilishidir!
O'sha paytda qayta zaryadlanmaydigan batareyalarning aksariyati lityum salbiy elektrodlar va organik elektrolitlardan foydalangan.Zaryadlanuvchi batareyalarga erishish uchun hamma lityum ionlarini qatlamli o'tish metall sulfid katodlariga teskari joylashtirish ustida ishlay boshladi.ExxonMobil kompaniyasidan Stenli Uittingem teskari zaryadlash va zaryadsizlanishga katod materiali sifatida qatlamli TiS2 dan foydalangan holda interkalatsiya kimyosi orqali erishish mumkinligini aniqladi, tushirish mahsuloti LiTiS2.
1976 yilda Whittingham tomonidan ishlab chiqilgan ushbu hujayra yaxshi dastlabki samaradorlikka erishdi.Biroq, zaryadlash va tushirishning bir necha marta takrorlanishidan so'ng, hujayra ichida lityum dendritlar hosil bo'lib, ular salbiy elektroddan musbat elektrodga o'sib, elektrolitni yoqishi mumkin bo'lgan qisqa tutashuvni yaratdi.Bu urinish yana muvaffaqiyatsiz yakunlandi!
Shu bilan birga, Oksfordga ko'chib o'tgan Gudenough, struktura o'zgarishidan oldin qatlamli LiCoO2 va LiNiO2 katod materiallaridan qancha litiyni olib tashlash mumkinligini o'rganmoqda.Oxir-oqibat, ular katod materialidan lityumning yarmidan ko'pini teskari yo'qotishga erishdilar.
Bu tadqiqot oxir-oqibat AsahiKaseydan Akira Yoshinoga birinchisini tayyorlashga yordam berdiqayta zaryadlanuvchi lityum-ion batareya: LiCoO2 musbat elektrod sifatida va grafit uglerod manfiy elektrod sifatida.Ushbu batareya Sony-ning eng qadimgi mobil telefonlarida muvaffaqiyatli ishlatilgan.
Narxlarni kamaytirish va xavfsizlikni yaxshilash uchun.Elektrolit kabi qattiq qayta zaryadlanuvchi batareya kelajakdagi rivojlanish uchun muhim yo'nalish bo'lib ko'rinadi.
O'tgan asrning 60-yillaridayoq evropalik kimyogarlar litiy ionlarini qatlamli o'tish metall sulfidli materiallarga teskari singdirish ustida ishladilar.O'sha paytda qayta zaryadlanuvchi batareyalar uchun standart elektrolitlar asosan H2SO4 yoki KOH kabi kuchli kislotali va gidroksidi suvli elektrolitlar edi.Chunki, bu suvli elektrolitlarda H+ yaxshi diffuziyaga ega.
O'sha paytda, eng barqaror qayta zaryadlanuvchi batareyalar katod materiali sifatida qatlamli NiOOH va elektrolit sifatida kuchli gidroksidi suvli elektrolit bilan ishlab chiqarilgan.h+ ni Ni(OH) 2 hosil qilish uchun qatlamli NiOOH katodiga teskari tarzda kiritilishi mumkin edi.muammo shundaki, suvli elektrolitlar batareyaning kuchlanishini cheklab qo'ygan, natijada energiya zichligi past bo'lgan.
1967 yilda Ford Motor kompaniyasidan Jozef Kummer va NeillWeber Na + 300 ° C dan yuqori bo'lgan seramika elektrolitlarida yaxshi diffuziya xususiyatlariga ega ekanligini aniqladilar.Keyin ular Na-S qayta zaryadlanuvchi batareyani ixtiro qildilar: salbiy elektrod sifatida erigan natriy va musbat elektrod sifatida uglerod tasmasi bo'lgan eritilgan oltingugurt.Natijada ular Na-S qayta zaryadlanuvchi akkumulyatorni ixtiro qildilar: salbiy elektrod sifatida erigan natriy, musbat elektrod sifatida uglerod tasmasini o'z ichiga olgan eritilgan oltingugurt va elektrolit sifatida qattiq keramika.Biroq, 300 ° C ish harorati bu batareyani tijoratlashtirishni imkonsiz qildi.
1986 yilda Goodenough NASICON yordamida dendrit hosil bo'lmasdan to'liq qattiq holatda qayta zaryadlanuvchi lityum batareyani ishlab chiqdi.Hozirgi vaqtda NASICON kabi qattiq holatdagi elektrolitlarga asoslangan to'liq qattiq holatda qayta zaryadlanuvchi lityum va natriy batareyalar tijoratlashtirilgan.
2015-yilda Porto universitetidan MariaHelena Braga hozirda litiy-ionli akkumulyatorlarda qo‘llanilayotgan organik elektrolitlar bilan taqqoslanadigan litiy va natriy ionlarining o‘tkazuvchanligiga ega bo‘lgan izolyatsiyalovchi gözenekli oksidli qattiq elektrolitni ham namoyish etdi.
Muxtasar qilib aytganda, ishlash, xarajat yoki xavfsizlik nuqtai nazaridan qat'i nazar, barcha qattiq holatda qayta zaryadlanuvchi batareyalar fotoalbom energiyani almashtirish va oxir-oqibat yangi energiya vositalariga yo'lni amalga oshirish uchun eng yaxshi tanlovdir!
Yuborilgan vaqt: 25-avgust-2022-yil