Die Geschichte der Lithium-Ionen-Batterien

1970 stellte Exxons MS Whittingham die erste Lithiumbatterie her , die Titansulfid als Kathodenmaterial und Lithiummetall als Kathodenmaterial verwendete. Das Kathodenmaterial der Lithiumbatterie ist Mangandioxid oder Thionylchlorid, und die Kathode ist Lithium. Wenn die Batterie zusammengebaut ist, steht die Batterie unter Spannung und muss nicht aufgeladen werden. Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion-Batterien) sind die Weiterentwicklung von Lithiumbatterien. Beispielsweise handelte es sich bei den in früheren Kameras verwendeten Knopfbatterien um Lithiumbatterien. Auch diese Art von Akku lässt sich laden, allerdings ist die Zyklenleistung nicht gut. Während des Lade- und Entladevorgangs können sich leicht Lithiumkristalle bilden, die zu einem Kurzschluss im Inneren der Batterie führen. Daher ist das Laden dieser Art von Batterie grundsätzlich verboten.

Im Jahr 1982 fanden RRA Garwal und JRS Elman am University of Illinois Institute of Technology (Illinois Institute of Technology) heraus, dass eingebettete Lithiumionen die Eigenschaften von Graphit haben, der Prozess ist schnell und reversibel. Gleichzeitig wurde den Sicherheitsproblemen von metallischen Lithiumbatterien große Aufmerksamkeit geschenkt, weshalb die Menschen versuchen, die Eigenschaften der Lithiumionen-Graphitproduktion wiederaufladbarer Batterien zu nutzen. Die erste verfügbare Lithium-Ionen-Graphit-Elektrode wurde von Bell LABS erfolgreich versuchsweise hergestellt.

1983 m. Hackeray, JG Galaxite Oodenough und andere erwiesen sich als ausgezeichnetes Kathodenmaterial mit niedrigem Preis, stabilem und gut leitfähigem Lithium und Führungsleistung. Seine Zersetzungstemperatur ist hoch und die Oxidation ist viel niedriger als bei Kobaltsäure-Lithium, selbst wenn ein Kurzschluss oder eine Überladung das Risiko einer Verbrennung und Explosion vermeiden kann.

Im Jahr 1989 stellten Arjun Anthiram und JG Oodenough bei der anionischen Polymerisation fest, dass das Positive eine höhere Spannung erzeugt.

SONY aus Japan erfand 1992 die Kohlenstoffmaterialien als Anode mit Lithiumverbindungen als Anode der Lithiumbatterie. Beim Laden und Entladen existiert kein metallisches Lithium, sondern nur Lithiumionen, das heißt die Lithiumionenbatterie. Anschließend haben Lithium-Ionen-Batterien das Gesicht von Unterhaltungselektronikprodukten revolutioniert. So ist beispielsweise Kobaltsäure-Lithium als Anodenmaterial der Batterie immer noch die Hauptstromquelle tragbarer elektronischer Geräte.

Padhi und Good genug fanden 1996 heraus, dass die Olivinstruktur von Phosphaten, wie z. B. Lithiumeisenphosphat (LiFePO4), mehr Sicherheit als herkömmliche Anodenmaterialien, insbesondere hohe Temperaturbeständigkeit und Überladebeständigkeit aufweist, als herkömmliche Lithium-Ionen-Batteriematerialien. Daher ist das Anodenmaterial zum aktuellen Mainstream für Lithiumbatterien mit großer Stromentladung geworden.

Im Laufe der Geschichte der Batterieentwicklung können wir sehen, dass drei Merkmale die Entwicklung der Batterieindustrie in der Welt bestimmen, und eines davon ist die schnelle Entwicklung umweltfreundlicher Batterien zum Schutz der Umwelt, einschließlich Lithium-Ionen-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien usw .; Zweitens handelt es sich um eine Batterie zu Batterie, die der Strategie für nachhaltige Entwicklung entspricht. 3 Es handelt sich um eine Weiterentwicklung der Batterie in Richtung klein, leicht und dünn. Bei der Kommerzialisierung von wiederaufladbaren Batterien haben Lithium-Ionen-Batterien die höchste spezifische Energie, insbesondere Polymer-Lithium-Ionen-Batterien, die als dünne wiederaufladbare Batterien bezeichnet werden können. Da Lithium-Ionen-Batterien eine hohe spezifische Energie und Masse haben, wiederaufladbar und schadstofffrei sind, weisen sie drei Merkmale der aktuellen Entwicklung der Batterieindustrie auf und verzeichnen daher ein schnelleres Wachstum in den entwickelten Ländern. Telekommunikation, die Entwicklung des Informationsmarktes, insbesondere die Nutzung von Mobiltelefonen und Laptops, brachte Marktchancen für Lithium-Ionen-Batterien. Und die Polymer-Lithium-Ionen-Batterie in der Lithium-Ionen-Batterie mit ihren einzigartigen Sicherheitsvorteilen wird nach und nach den flüssigen Elektrolyten der Lithium-Ionen-Batterie ersetzen und zum Mainstream der Lithium-Ionen-Batterie werden. Polymer-Lithium-Ionen-Batterien werden im 21. Jahrhundert als „Batterien“ gefeiert und werden eine neue Ära der Batterien einläuten. Die Entwicklungsaussichten sind sehr optimistisch.

Im März 2015 entwickelten der Japaner Sharp und der Universitätsprofessor Tian Zhonggong aus Kyoto gemeinsam erfolgreich die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien mit einer Lebensdauer von bis zu 70 Jahren. Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien hat eine lange Lebensdauer, ein Volumen von 8 Kubikzentimeter und eine Zyklenanzahl von bis zu 25.000 Malen. Und scharf gesagt, die Langlebigkeit des Lithium-Ionen-Akkus ist nach 10.000 Lade- und Entladevorgängen tatsächlich immer noch stabil.

Lithium wurde 1817 von dem schwedischen Chemiker, einem Studenten in Betsy al Fett, entdeckt, als er in den USA den Namen Betsy Lithium entdeckte. Bunsen und März bis 1855, mit der Methode der Elektrolyse von geschmolzenem Lithiumchlorid wurde elementares, metallisches Lithium und die Industrialisierung von Lithium wurde 1893 durch die Wurzel des Insekts vorgestellt. Diese Methode verwendet immer noch elektrolytisches LiCl zur Herstellung von Lithium und verbraucht große Mengen Strom, jede Tonne raffinierten Lithiumstroms bis zu sechs- bis siebzigtausend Grad.

Lithium steht mehr als 100 Jahre nach seiner Geburt vor allem als Resistenz gegen Gichtmedikamente im Dienste der Ärzteschaft. Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA) erkannte zunächst, dass Lithiumbatterien als hocheffiziente Batterie eingesetzt werden können. Dies liegt daran, dass die Batteriespannung eng mit der Spannung des Kathodenmetalls zusammenhängt. Als sehr aktives Alkali kann eine Lithiumbatterie eine höhere Spannung liefern. Beispielsweise kann eine Lithiumbatterie eine Spannung von 3 V liefern, eine Bleibatterie nur 2,1 V und eine Kohlenstoff-Zink-Batterie 1,5 V. Gemäß P = UI weist die Lithiumbatterie bei gleichem Stromfluss eine höhere Ausgangsleistung auf.

Da es sich um drei Elemente handelt, besteht die Natur von Lithium aus zwei Arten stabiler Isotope, 6 Li und 7 Li, sodass die relative Atommasse von Lithium nur 6,9 betrug. Dies bedeutet, dass es in der Qualität gleichzeitig lebendiger ist als andere metallische Lithiummetalle mehr Elektronen. Darüber hinaus hat das Lithium noch einen weiteren Vorteil. Der Lithiumionenradius ist klein und daher einfacher als andere große Lithiumionen im Elektrolyten. Das Laden und Entladen kann eine effektive, schnelle, positive und negative Elektrodenmigration realisieren, so dass die elektrochemische Reaktion erfolgt.

Obwohl metallisches Lithium viele Vorteile hat, müssen bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien noch viele andere Schwierigkeiten überwunden werden. Erstens ist Lithium ein sehr lebhaftes Alkalimetallelement und reagiert mit Wasser und Sauerstoff, es kann mit Stickstoff und Raumtemperatur reagieren. Dies führt dazu, dass die Lagerung, Verwendung oder Verarbeitung von metallischem Lithium wesentlich komplizierter ist als bei anderen Metallen und eine sehr hohe Belastung der Umwelt darstellt. Daher wurde die Lithiumbatterie schon lange nicht mehr verwendet. Mit der Forschung von Wissenschaftlern werden nacheinander die technischen Hindernisse von Lithiumbatterien, Lithiumbatterien auf der Bühne und dann die praktische Phase von großtechnischen Lithium-Ionen-Batterien betreten.

Im Jahr 1982 fanden RRA Garwal und JRS Elman am University of Illinois Institute of Technology (Illinois Institute of Technology) heraus, dass eingebettete Lithiumionen die Eigenschaften von Graphit haben, der Prozess ist schnell und reversibel. Gleichzeitig wurde den Sicherheitsproblemen von metallischen Lithiumbatterien große Aufmerksamkeit geschenkt, weshalb die Menschen versuchen, die Eigenschaften der Lithiumionen-Graphitproduktion wiederaufladbarer Batterien zu nutzen. Die erste verfügbare Lithium-Ionen-Graphit-Elektrode wurde von Bell LABS erfolgreich versuchsweise hergestellt.

1983 m. Hackeray, JG Galaxit und andere haben sich als ausgezeichnetes Kathodenmaterial erwiesen, mit niedrigem Preis, stabilem und gut leitfähigem Lithium und Führungsleistung. Seine Zersetzungstemperatur ist hoch und die Oxidation ist viel niedriger als bei Kobaltsäure-Lithium, selbst wenn ein Kurzschluss oder eine Überladung das Risiko einer Verbrennung und Explosion vermeiden kann.

Im Jahr 1989 stellten Arjun Anthiram und J. fest, dass die anionische Polymerisation gut genug ist, dass das Positive eine höhere Spannung erzeugt.

SONY aus Japan erfand 1992 die Kohlenstoffmaterialien als Anode mit Lithiumverbindungen als Anode der Lithiumbatterie. Beim Laden und Entladen existiert kein metallisches Lithium, sondern nur Lithiumionen, das heißt die Lithiumionenbatterie. Anschließend haben Lithium-Ionen-Batterien das Gesicht von Unterhaltungselektronikprodukten revolutioniert. So ist beispielsweise Kobaltsäure-Lithium als Anodenmaterial von Batterien immer noch die Hauptstromversorgung tragbarer elektronischer Geräte.

Padhi und Good enough fanden 1996 heraus, dass die Olivinstruktur von Phosphaten, wie z. B. Lithiumeisenphosphat (LiFePO4), mehr Sicherheit als herkömmliche Anodenmaterialien, insbesondere hohe Temperaturbeständigkeit und Überladebeständigkeit aufweist, als herkömmliche Lithium-Ionen-Batteriematerialien. Daher ist es zum aktuellen Mainstream für Lithiumbatterie-Kathodenmaterial mit großer Stromentladungsleistung geworden.

Im Laufe der Geschichte der Batterieentwicklung können wir erkennen, dass drei Merkmale die Entwicklung der Batterieindustrie in der Welt bestimmen, und eines davon ist die rasche Entwicklung umweltfreundlicher Batterien zum Schutz der Umwelt, einschließlich Lithium-Ionen-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien usw .; Zweitens handelt es sich um eine Batterie zu Batterie, die der Strategie für nachhaltige Entwicklung entspricht. 3 Es handelt sich um eine Weiterentwicklung der Batterie in Richtung klein, leicht und dünn. Bei der Kommerzialisierung von wiederaufladbaren Batterien haben Lithium-Ionen-Batterien die höchste spezifische Energie, insbesondere Polymer-Lithium-Ionen-Batterien, die eine dünnere Art von wiederaufladbaren Batterien darstellen können. Da Lithium-Ionen-Batterien eine hohe spezifische Energie und Masse haben, wiederaufladbar und schadstofffrei sind, weisen sie drei Merkmale der aktuellen Entwicklung der Batterieindustrie auf und verzeichnen daher ein schnelleres Wachstum in den entwickelten Ländern. Telekommunikation, die Entwicklung des Informationsmarktes, insbesondere die Nutzung von Mobiltelefonen und Laptops, brachte Marktchancen für Lithium-Ionen-Batterien. Und die Polymer-Lithium-Ionen-Batterie in der Lithium-Ionen-Batterie mit ihren einzigartigen Sicherheitsvorteilen wird nach und nach den flüssigen Elektrolyten der Lithium-Ionen-Batterie ersetzen und zum Mainstream der Lithium-Ionen-Batterie werden. Polymer-Lithium-Ionen-Batterien werden im 21. Jahrhundert als „Batterien“ gefeiert und werden eine neue Ära der Batterien einläuten. Die Entwicklungsaussichten sind sehr optimistisch.

Im März 2015 entwickelten der Japaner Sharp und der Universitätsprofessor Tian Zhonggong aus Kyoto gemeinsam erfolgreich die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien mit einer Lebensdauer von bis zu 70 Jahren. Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien hat eine lange Lebensdauer, ein Volumen von 8 Kubikzentimeter und eine Zyklenzahl von bis zu 25.000 Malen. Und scharf gesagt, die Langlebigkeit des Lithium-Ionen-Akkus ist nach 10.000 Lade- und Entladevorgängen tatsächlich immer noch stabil.