א ליטהיום-יאָן באַטאַרייע אָדער לי-יאָן באַטאַרייע (אַבריוויייטיד ווי LIB) איז אַ טיפּ פון קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע.ליטהיום-יאָן באַטעריז זענען קאַמאַנלי געניצט פֿאַר פּאָרטאַטיוו עלעקטראָניק און עלעקטריק וועהיקלעס און וואַקסן אין פּאָפּולאַריטעט פֿאַר מיליטעריש און אַעראָספּאַסע אַפּלאַקיישאַנז.א פּראָוטאַטייפּ לי-יאָן באַטאַרייע איז דעוועלאָפּעד דורך Akira Yoshino אין 1985, באזירט אויף פריער פאָרשונג דורך John Goodenough, M. Stanley Whittingham, Rachid Yazami און Koichi Mizushima בעשאַס די 1970 ס-1980 ס, און אַ געשעפט לי-יאָן באַטאַרייע איז דעוועלאָפּעד דורך אַ Sony און Asahi Kasei מאַנשאַפֿט געפירט דורך Yoshio Nishi אין 1991. אין 2019, די נאָבעל פרייז אין כעמיע איז געגעבן צו Yoshino, Goodenough און Whittingham "פֿאַר דער אַנטוויקלונג פון ליטהיום יאָן באַטעריז".

אין די באַטעריז, ליטהיום ייאַנז מאַך פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד דורך אַן עלעקטראָליטע צו די positive ילעקטראָוד בעשאַס אָפּזאָגן, און צוריק ווען טשאַרדזשינג.לי-יאָן באַטעריז נוצן אַ ינטערקאַלייטיד ליטהיום קאַמפּאַונד ווי דער מאַטעריאַל אין די positive ילעקטראָוד און טיפּיקלי גראַפייט בייַ די נעגאַטיוו ילעקטראָוד.די באַטעריז האָבן אַ הויך ענערגיע געדיכטקייַט, קיין זכּרון ווירקונג (אנדערע ווי LFP סעלז) און נידעריק זיך-אָפּזאָגן.זיי קענען אָבער זיין אַ זיכערקייַט ריזיקירן זינט זיי אַנטהאַלטן ברענעוודיק עלעקטראָליטעס, און אויב דאַמידזשד אָדער ינקערעקטלי טשאַרדזשינג קענען פירן צו יקספּלאָוזשאַנז און פירעס.סאַמסונג איז געווען געצווונגען צו צוריקרופן גאַלאַקסי באַמערקונג 7 כאַנדסעץ נאָך ליטהיום-יאָן פירעס, און עס זענען געווען עטלעכע ינסאַדאַנץ מיט באַטעריז אויף באָעינג 787 ס.

כעמיע, פאָרשטעלונג, פּרייַז און זיכערקייַט קעראַקטעריסטיקס בייַטן צווישן ליב טייפּס.כאַנדכעלד עלעקטראָניק מערסטנס נוצן ליטהיום פּאָלימער באַטעריז (מיט אַ פּאָלימער געל ווי עלעקטראָליטע) מיט ליטהיום קאָבאַלט אַקסייד (LiCoO2) ווי קאַטאָוד מאַטעריאַל, וואָס אָפפערס הויך ענערגיע געדיכטקייַט, אָבער גיט זיכערקייַט ריסקס, ספּעציעל ווען דאַמידזשד.ליטהיום אייַזן פאָספאַטע (LiFePO4), ליטהיום מאַנגאַנעסע אַקסייד (LiMn2O4, Li2MnO3 אָדער LMO), און ליטהיום ניקאַל מאַנגאַנעס קאָבאַלט אַקסייד (LiNiMnCoO2 אָדער NMC) פאָרשלאָגן נידעריקער ענערגיע געדיכטקייַט אָבער מער לעבן און ווייניקער ליקעליהאָאָד פון פייַער אָדער יקספּלאָוזשאַן.אַזאַ באַטעריז זענען וויידלי געניצט פֿאַר עלעקטריק מכשירים, מעדיציניש ויסריכט און אנדערע ראָלעס.NMC און זייַן דעריוואַטיווז זענען וויידלי געניצט אין עלעקטריק וועהיקלעס.

פאָרשונג געביטן פֿאַר ליטהיום-יאָן באַטעריז אַרייַננעמען יקסטענדינג לעבן, ינקריסינג ענערגיע געדיכטקייַט, ימפּרוווינג זיכערקייַט, רידוסינג קאָס און ינקריסינג טשאַרדזשינג גיכקייַט, צווישן אנדערע.פאָרשונג איז געווען אונטער וועג אין דער געגנט פון ניט-ברענעוודיק עלעקטראָליטעס ווי אַ פּאַטוויי צו געוואקסן זיכערקייַט באזירט אויף די פלאַמאַביליטי און וואַלאַטילאַטי פון די אָרגאַניק סאָלוואַנץ געניצט אין די טיפּיש עלעקטראָליטע.סטראַטעגיעס אַרייַננעמען ייקוויאַס ליטהיום-יאָן באַטעריז, סעראַמיק האַרט עלעקטראָליטעס, פּאָלימער עלעקטראָליטעס, ייאַניק ליקווידס און שווער פלאָראַנייטיד סיסטעמען.

באַטערי קעגן צעל

א צעל איז אַ יקערדיק עלעקטראָטשעמיקאַל אַפּאַראַט וואָס כּולל די ילעקטראָודז, סעפּאַראַטאָר און עלעקטראָליטע.

א באַטאַרייע אָדער באַטאַרייע פּאַק איז אַ זאַמלונג פון סעלז אָדער צעל אַסעמבליז, מיט האָוסינג, עלעקטריקאַל קאַנעקשאַנז, און עפשער עלעקטראָניק פֿאַר קאָנטראָל און שוץ.

אַנאָוד און קאַטאָוד ילעקטראָודז
פֿאַר קריקאָנלאָדלעך סעלז, דער טערמין אַנאָוד (אָדער נעגאַטיוו ילעקטראָוד) דעזיגנייץ די ילעקטראָוד ווו אַקסאַדיישאַן איז גענומען בעשאַס די אָפּזאָגן ציקל;די אנדערע ילעקטראָוד איז די קאַטאָוד (אָדער positive ילעקטראָוד).בעשאַס די אָפּצאָל ציקל, די positive ילעקטראָוד ווערט די אַנאָוד און די נעגאַטיוו ילעקטראָוד ווערט די קאַטאָוד.פֿאַר רובֿ ליטהיום-יאָן סעלז, די ליטהיום-אַקסייד ילעקטראָוד איז די positive ילעקטראָוד;פֿאַר טיטאַנאַטע ליטהיום-יאָן סעלז (לטאָ), די ליטהיום-אַקסייד ילעקטראָוד איז די נעגאַטיוו ילעקטראָוד.

געשיכטע

הינטערגרונט

וואַרטאַ ליטהיום-יאָן באַטאַרייע, מוזיי אַוטאָוויסיאָן, אַלטלוסהעים, דייַטשלאַנד
ליטהיום באַטעריז זענען פארגעלייגט דורך בריטיש כעמיקער און קאָ-באַנעם פון די 2019 נאָבעל פרייז פֿאַר כעמיע M. Stanley Whittingham, איצט אין בינגהאַמטאָן אוניווערסיטעט, בשעת ארבעטן פֿאַר עקסאָן אין די 1970 ס.וויטינגהאַם געניצט טיטאַניום (יוו) סולפידע און ליטהיום מעטאַל ווי די ילעקטראָודז.אָבער, די קריקאָנלאָדלעך ליטהיום באַטאַרייע קען קיינמאָל זיין פּראַקטיש.טיטאַניום דיסולפידע איז געווען אַ נעבעך ברירה, ווייַל עס דאַרף זיין סינטאַסייזד אונטער גאָר געחתמעט טנאָים, אויך זיין גאַנץ טייַער (~ $ 1,000 פּער קילאָ פֿאַר טיטאַניום דיסולפידע רוי מאַטעריאַל אין 1970 ס).ווען יקספּאָוזד צו לופט, טיטאַניום דיסולפידע ריאַקץ צו פאָרעם הידראָגען סולפידע קאַמפּאַונדז, וואָס האָבן אַ פּריקרע רייעך און זענען טאַקסיק צו רובֿ אַנימאַלס.פֿאַר דעם, און אנדערע סיבות, עקסאָן סטאַפּט אַנטוויקלונג פון Whittingham ס ליטהיום-טיטאַניום דיסולפידע באַטאַרייע.[28]באַטעריז מיט מעטאַלליק ליטהיום ילעקטראָודז דערלאנגט זיכערקייַט ישוז, ווי ליטהיום מעטאַל ריאַקץ מיט וואַסער, ריליסינג ברענעוודיק הידראָגען גאַז.דעריבער, פאָרשונג איז אריבערגעפארן צו אַנטוויקלען באַטעריז אין וואָס, אַנשטאָט פון מעטאַלליק ליטהיום, בלויז ליטהיום קאַמפּאַונדז זענען פאָרשטעלן, וואָס איז ביכולת צו אָננעמען און ריליסינג ליטהיום ייאַנז.

ריווערסאַבאַל ינטערקאַליישאַן אין גראַפייט און ינטערקאַליישאַן אין קאַטהאָדיק אַקסיידז איז דיסקאַווערד בעשאַס 1974-76 דורך JO Besenhard אין TU Munich.Besenhard פארגעלייגט זייַן אַפּלאַקיישאַן אין ליטהיום סעלז.עלעקטראָליטע דיקאַמפּאָוזישאַן און סאַלוואַנט קאָ-ינטערקאַליישאַן אין גראַפייט זענען געווען שטרענג פרי דראָבאַקס פֿאַר באַטאַרייע לעבן.

אַנטוויקלונג

1973 - Adam Heller פארגעלייגט די ליטהיום טהיאָניל קלאָרייד באַטאַרייע, נאָך געניצט אין ימפּלאַנטיד מעדיציניש דעוויסעס און אין פאַרטיידיקונג סיסטעמען ווו אַ פּאָליצע לעבן פון מער ווי 20 יאָר, הויך ענערגיע געדיכטקייַט און / אָדער טאָלעראַנץ פֿאַר עקסטרעם אַפּערייטינג טעמפּעראַטורעס זענען פארלאנגט.
1977 - Samar Basu דעמאַנסטרייטיד עלעקטראָטשעמיקאַל ינטערקאַליישאַן פון ליטהיום אין גראַפייט אין דעם אוניווערסיטעט פון פּעננסילוואַניאַ.דאָס האָט געפֿירט צו דער אַנטוויקלונג פון אַ ווערקאַבאַל ליטהיום ינטערקאַלייטיד גראַפייט ילעקטראָוד ביי Bell Labs (LiC6) צו צושטעלן אַן אָלטערנאַטיוו צו די ליטהיום מעטאַל ילעקטראָוד באַטאַרייע.
1979 - ארבעטן אין באַזונדער גרופּעס, Ned A. Godshall עט על., און, באַלד דערנאָכדעם, John B. Goodenough (אָקספֿאָרד אוניווערסיטעט) און Koichi Mizushima (טאָקיאָ אוניווערסיטעט), דעמאַנסטרייטיד אַ קריקאָנלאָדלעך ליטהיום צעל מיט וואָולטידזש אין די 4 V קייט ניצן ליטהיום קאָבאַלט דייאַקסייד (LiCoO2) ווי די positive ילעקטראָוד און ליטהיום מעטאַל ווי די נעגאַטיוו ילעקטראָוד.דעם כידעש צוגעשטעלט די positive ילעקטראָוד מאַטעריאַל וואָס ענייבאַלד פרי געשעפט ליטהיום באַטעריז.LiCoO2 איז אַ סטאַביל positive ילעקטראָוד מאַטעריאַל וואָס אַקט ווי אַ מענאַדעוו פון ליטהיום ייאַנז, וואָס מיטל אַז עס קענען זיין געוויינט מיט אַ נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל אנדערע ווי ליטהיום מעטאַל.דורך געבן די נוצן פון סטאַביל און גרינג-צו-שעפּן נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס, LiCoO2 ענייבאַלד ראָמאַן קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע סיסטעמען.גאָטשאַל עט על.ווייַטער יידענאַפייד די ענלעך ווערט פון טערנערי קאַמפּאַונד ליטהיום-יבערגאַנג מעטאַל-אַקסיידז אַזאַ ווי די ספּינעל לימנ2אָ4, לי2מנאָ3, לימנאָ2, ליפעאָ2, ליפע5אָ8, און ליפע5אָ4 (און שפּעטער ליטהיום-קופּער-אַקסייד און ליטהיום-ניקעל-אַקסייד קאַטאָוד מאַטעריאַלס אין 1985)
1980 - Rachid Yazami דעמאַנסטרייטיד די ריווערסאַבאַל עלעקטראָטשעמיקאַל ינטערקאַליישאַן פון ליטהיום אין גראַפייט, און ינווענטאַד די ליטהיום גראַפייט ילעקטראָוד (אַנאָוד).די אָרגאַניק עלעקטראָליטעס בנימצא אין דער צייט וואָלט צעלייגנ בעשאַס טשאַרדזשינג מיט אַ גראַפייט נעגאַטיוו ילעקטראָוד.יאַזאַמי געוויינט אַ האַרט עלעקטראָליטע צו באַווייַזן אַז ליטהיום קען זיין ריווערסאַבאַל ינטערקאַלייטיד אין גראַפייט דורך אַן עלעקטראָטשעמיקאַל מעקאַניזאַם.זינט 2011, יאַזאַמי ס גראַפייט ילעקטראָוד איז געווען די מערסט געוויינט ילעקטראָוד אין געשעפט ליטהיום-יאָן באַטעריז.
די נעגאַטיוו ילעקטראָוד האט זיין אָריגינס אין PAS (פּאַליאַסעניק סעמיקאַנדאַקטיוו מאַטעריאַל) דיסקאַווערד דורך טאָקיאָ יאַמאַבע און שפּעטער דורך שדזשזוקוני יאַטאַ אין די פרי 1980 ס.דער זוימען פון דעם טעכנאָלאָגיע איז געווען די ופדעקונג פון קאַנדאַקטיוו פּאָלימערס דורך פּראָפעסאָר הידעקי שיראַקאַוואַ און זיין גרופּע, און עס קען אויך זיין געזען ווי אַ אָנהייב פון די פּאָליאַסעטילענע ליטהיום יאָן באַטאַרייע דעוועלאָפּעד דורך Alan MacDiarmid און Alan J. Heeger עט על.
1982 - Godshall et al.פּאַטענט 4,340,652 פֿאַר די נוצן פון LiCoO2 ווי קאַטאָודז אין ליטהיום באַטעריז, באזירט אויף Godshall's Stanford University Ph.D.דיסערטיישאַן און 1979 אויסגאבעס.
1983 - Michael M. Thackeray, Peter Bruce, William David און John Goodenough דעוועלאָפּעד אַ מאַנגאַנעס ספּינעל ווי אַ קאמערשעל באַטייַטיק באפוילן קאַטאָוד מאַטעריאַל פֿאַר ליטהיום-יאָן באַטעריז.
1985 - Akira Yoshino אַסעמבאַלד אַ פּראָוטאַטייפּ צעל מיט טשאַלאַנדזשיז מאַטעריאַל אין וואָס ליטהיום ייאַנז קען זיין ינסערטאַד ווי איין ילעקטראָוד, און ליטהיום קאָבאַלט אַקסייד (LiCoO2) ווי די אנדערע.דעם דראַמאַטיקלי ימפּרוווד זיכערקייַט.LiCoO2 ינייבאַלד פּראָדוקציע אין ינדאַסטרי וואָג און ענייבאַלד די געשעפט ליטהיום-יאָן באַטאַרייע.
1989 - Arumugam Manthiram און John B. Goodenough דיסקאַווערד די פּאָליאַניאָן קלאַס פון קאַטאָודז.זיי געוויזן אַז positive ילעקטראָודז מיט פּאָליאַניאַנז, למשל, סולפאַטעס, פּראָדוצירן העכער וואָולטאַדזשאַז ווי אַקסיידז רעכט צו דער ינדוקטיווע ווירקונג פון די פּאָליאַניאָן.דער פּאָליאַניאָן קלאַס כּולל מאַטעריאַלס אַזאַ ווי ליטהיום אייַזן פאָספאַטע.

<צו זיין פארבליבן ...>