Procesul de dezvoltare a bateriilor litiu-ion

În 1970, MS Whittingham de la Exxon a realizat prima baterie cu litiu folosind sulfură de titan ca material pentru electrod pozitiv și litiu metal ca material pentru electrod negativ. Materialul electrodului pozitiv al unei baterii cu litiu este dioxid de mangan sau clorură de sulfoxid, iar electrodul negativ este litiu. După finalizarea ansamblului bateriei, bateria are tensiune și nu trebuie încărcată. Bateriile cu litiu-ion reprezintă dezvoltarea bateriilor cu litiu. De exemplu, bateriile tip buton folosite în camerele foto în trecut erau baterii cu litiu. Acest tip de baterie poate fi, de asemenea, încărcat, dar performanța sa de ciclism este slabă. În timpul ciclului de încărcare și descărcare, cristalele de litiu se formează ușor, provocând scurtcircuite interne în baterie. Prin urmare, încărcarea este în general interzisă pentru acest tip de baterie.
În 1982, RR Agarwal și JR Selman de la Institutul de Tehnologie din Illinois au descoperit că ionii de litiu au caracteristica de a se îngloba în grafit, un proces care este rapid și reversibil. În același timp, pericolele de siguranță ale bateriilor cu litiu din litiu metalic au atras multă atenție, așa că oamenii au încercat să folosească caracteristicile ionilor de litiu încorporați în grafit pentru a face baterii reîncărcabile. Primul electrod de grafit litiu-ion disponibil a fost dezvoltat cu succes de Bell Laboratories.
În 1983, M. Thackeray, J. Goodenough și alții au descoperit că spinelul de mangan este un material catodic excelent, cu preț scăzut, stabilitate și conductivitate și conductivitate litiu excelente. Temperatura sa de descompunere este ridicată și rezistența la oxidare este mult mai mică decât cea a oxidului de litiu cobalt. Chiar și în cazul scurtcircuitelor sau supraîncărcării, poate evita pericolul de ardere și explozie.
În 1989, A. Manthiram și J. Goodenough au descoperit că utilizarea unui electrod pozitiv cu anioni polimerici ar genera tensiuni mai mari.
În 1992, Sony Corporation din Japonia a inventat o baterie litiu-ion cu material carbon ca electrod negativ și compuși care conțin litiu ca electrod pozitiv. În timpul procesului de încărcare și descărcare, nu există litiu metalic prezent, ci doar ioni de litiu, care este bateria litiu-ion. Ulterior, bateriile litiu-ion au revoluționat electronicele de larg consum. Acest tip de baterie, care utilizează oxid de litiu cobalt ca material pentru electrodul pozitiv, este principala sursă de energie pentru dispozitivele electronice portabile.
În 1996, Padhi și Goodenough au descoperit că fosfații cu structuri de olivină, cum ar fi fosfatul de fier litiu (LiFePO4), erau mai siguri decât materialele catodice tradiționale, în special în ceea ce privește rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la supraîncărcare, depășind cu mult materialele tradiționale ale bateriilor litiu-ion.
Privind istoria dezvoltării bateriilor, se poate observa că există trei caracteristici ale dezvoltării actuale a industriei mondiale a bateriilor. În primul rând, dezvoltarea rapidă a bateriilor verzi și prietenoase cu mediul, inclusiv bateriile litiu-ion, bateriile cu hidrogen nichel etc; Al doilea este conversia bateriilor primare în baterii, ceea ce este în conformitate cu strategiile de dezvoltare durabilă; În al treilea rând, bateriile se dezvoltă în continuare spre dimensiuni mici, ușoare și subțiri. Dintre bateriile reîncărcabile comercializate, bateriile litiu-ion au cea mai mare energie specifică, în special bateriile polimer litiu-ion, care pot atinge subțiri în bateriile reîncărcabile. Deoarece bateriile litiu-ion au energie volumetrică și specifică de masă ridicată, sunt reîncărcabile și lipsite de poluare și posedă cele trei caracteristici majore ale dezvoltării actuale a industriei bateriilor, acestea au înregistrat o creștere rapidă în țările dezvoltate. Dezvoltarea piețelor de telecomunicații și informații, în special telefoane mobile și laptopuri