Udviklingsproces af lithium-ion-batterier

I 1970 lavede Exxons MS Whittingham det første lithiumbatteri med titaniumsulfid som det positive elektrodemateriale og lithiummetal som det negative elektrodemateriale. Det positive elektrodemateriale i et lithiumbatteri er mangandioxid eller sulfoxidchlorid, og den negative elektrode er lithium. Når batterisamlingen er afsluttet, har batteriet spænding og skal ikke oplades. Lithium-ion-batterier er udviklingen af ​​lithium-batterier. For eksempel var de knaptype-batterier, der tidligere blev brugt i kameraer, lithium-batterier. Denne type batteri kan også oplades, men dens cykelydelse er dårlig. Under opladnings- og afladningscyklussen dannes der let lithiumkrystaller, hvilket forårsager interne kortslutninger i batteriet. Derfor er opladning generelt forbudt for denne type batteri.
I 1982 opdagede RR Agarwal og JR Selman fra Illinois Institute of Technology, at lithiumioner har karakteristikken af ​​indlejring i grafit, en proces, der er hurtig og reversibel. Samtidig har sikkerhedsrisiciene ved lithiumbatterier lavet af metallisk lithium tiltrukket sig stor opmærksomhed, så folk har forsøgt at bruge egenskaberne ved lithiumioner indlejret i grafit til at lave genopladelige batterier. Den første tilgængelige lithium-ion grafitelektrode blev med succes udviklet af Bell Laboratories.
I 1983 opdagede M. Thackeray, J. Goodenough og andre, at manganspinel er et fremragende katodemateriale med lav pris, stabilitet og fremragende ledningsevne og lithiumledningsevne. Dens nedbrydningstemperatur er høj, og dens oxidationsmodstand er meget lavere end lithiumcoboltoxids. Selv i tilfælde af kortslutning eller overopladning kan den undgå fare for forbrænding og eksplosion.
I 1989 opdagede A. Manthiram og J. Goodenough, at brug af en positiv elektrode med polymere anioner ville generere højere spændinger.
I 1992 opfandt Sony Corporation i Japan et lithium-ion-batteri med kulstofmateriale som den negative elektrode og lithiumholdige forbindelser som den positive elektrode. Under op- og afladningsprocessen er der intet metallisk lithium til stede, kun lithium-ioner, som er lithium-ion-batteriet. Efterfølgende revolutionerede lithium-ion-batterier forbrugerelektronik. Denne type batteri, der bruger lithium-koboltoxid som det positive elektrodemateriale, er hovedstrømkilden til bærbare elektroniske enheder.
I 1996 opdagede Padhi og Goodenough, at fosfater med olivinstrukturer, såsom lithiumjernfosfat (LiFePO4), var sikrere end traditionelle katodematerialer, især med hensyn til høj temperaturbestandighed og overopladningsmodstand, der langt overgår traditionelle lithium-ion batterimaterialer.
Ser man på batteriudviklingens historie, kan det ses, at der er tre karakteristika ved den nuværende udvikling af batteriindustrien i verden. For det første den hurtige udvikling af grønne og miljøvenlige batterier, herunder lithium-ion-batterier, hydrogen-nikkel-batterier osv.; Den anden er konverteringen af ​​primærbatterier til batterier, hvilket er i overensstemmelse med strategier for bæredygtig udvikling; For det tredje udvikler batterier sig videre mod små, lette og tynde dimensioner. Blandt kommercielle genopladelige batterier har lithium-ion-batterier den højeste specifikke energi, især polymer lithium-ion-batterier, som kan opnå tynde i genopladelige batterier. Fordi lithium-ion-batterier har høj volumetrisk og massespecifik energi, er genopladelige og forureningsfrie og har de tre vigtigste egenskaber ved den nuværende udvikling af batteriindustrien, har de oplevet hurtig vækst i udviklede lande. Udviklingen af ​​telekommunikations- og informationsmarkeder, især mobiltelefoner og bærbare computere