லித்தியம் அயன் பேட்டரி அனைத்து வழிகளிலும் விரைகிறது, பவர் பேட்டரியை நெருங்குகிறது

1800 ஆம் ஆண்டில், இத்தாலிய இயற்பியலாளர் அலெஸாண்ட்ரோ வோல்டா, மனித வரலாற்றில் முதல் பேட்டரியான வோல்டா அடுக்கைக் கண்டுபிடித்தார். முதல் மின்கலமானது துத்தநாகம் (அனோட்) மற்றும் செம்பு (கேத்தோடு) தாள்கள் மற்றும் உப்பு நீரில் (எலக்ட்ரோலைட்) ஊறவைக்கப்பட்ட காகிதத்தால் ஆனது, இது மின்சாரத்தின் செயற்கை சாத்தியத்தை நிரூபிக்கிறது.

அப்போதிருந்து, தொடர்ச்சியான மற்றும் நிலையான மின்னோட்டத்தை வழங்கக்கூடிய ஒரு சாதனமாக, பேட்டரிகள் 200 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக வளர்ச்சியை அனுபவித்துள்ளன மற்றும் நெகிழ்வான மின்சார பயன்பாட்டிற்கான மக்களின் தேவையை தொடர்ந்து பூர்த்தி செய்கின்றன.

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலுக்கான பெரும் தேவை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு பற்றிய கவலைகள், இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகள் (அல்லது பேட்டரிகள்) மற்ற வகை ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றி, இரசாயன ஆற்றலின் வடிவத்தில் சேமித்து வைக்கும் ஆற்றல் மாற்றங்களைத் தொடர்ந்து கொண்டு வருகின்றன. அமைப்பு.

லித்தியம் பேட்டரியின் வளர்ச்சி சமூகத்தின் முன்னேற்றத்தை மற்றொரு அம்சத்திலிருந்து காட்டுகிறது. உண்மையில், மொபைல் போன்கள், கணினிகள், கேமராக்கள் மற்றும் மின்சார வாகனங்கள் ஆகியவற்றின் விரைவான வளர்ச்சியானது லித்தியம் பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தின் முதிர்ச்சியை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

சென் ஜெனரல் லித்தியம் பேட்டரியின் பிறப்பும் கவலையும் நெருங்கி வருகின்றன

லித்தியம் பேட்டரியின் பிறப்பு

பேட்டரி நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்களைக் கொண்டுள்ளது. நேர்மறை துருவம், கத்தோட் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது பொதுவாக மிகவும் நிலையான பொருட்களால் ஆனது, அதே சமயம் எதிர்முனை, அனோட் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, பொதுவாக "அதிக செயலில்" உலோகப் பொருட்களால் ஆனது. நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்கள் எலக்ட்ரோலைட் மூலம் பிரிக்கப்பட்டு இரசாயன ஆற்றல் வடிவத்தில் சேமிக்கப்படுகின்றன.

இரண்டு துருவங்களுக்கிடையேயான இரசாயன எதிர்வினை அயனிகளையும் எலக்ட்ரான்களையும் உருவாக்குகிறது. இந்த அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் பேட்டரியில் நகரும், எலக்ட்ரான்களை வெளிப்புறமாக நகர்த்துவதற்கு கட்டாயப்படுத்தி, ஒரு சுழற்சியை உருவாக்கி மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.

1970 களில், அமெரிக்காவில் ஏற்பட்ட எண்ணெய் நெருக்கடி, இராணுவம், விமானம், மருத்துவம் மற்றும் பிற துறைகளில் புதிய மின் தேவையுடன் இணைந்து, புதுப்பிக்கத்தக்க சுத்தமான ஆற்றலைச் சேமிப்பதற்காக ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகளுக்கான தேடலைத் தூண்டியது.

அனைத்து உலோகங்களிலும், லித்தியம் மிகக் குறைந்த குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு மற்றும் மின்முனைத் திறனைக் கொண்டுள்ளது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், லித்தியம் பேட்டரி அமைப்பு கோட்பாட்டில் அதிகபட்ச ஆற்றல் அடர்த்தியை அடைய முடியும், எனவே லித்தியம் பேட்டரி வடிவமைப்பாளர்களின் இயற்கையான தேர்வாகும்.

இருப்பினும், லித்தியம் மிகவும் வினைத்திறன் கொண்டது மற்றும் நீர் அல்லது காற்றில் வெளிப்படும் போது எரிந்து வெடிக்கும். எனவே, லித்தியத்தை அடக்குவது பேட்டரி வளர்ச்சிக்கு முக்கியமானது. கூடுதலாக, லித்தியம் அறை வெப்பநிலையில் தண்ணீருடன் எளிதில் வினைபுரியும். பேட்டரி அமைப்புகளில் உலோக லித்தியம் பயன்படுத்தப்பட வேண்டுமானால், நீர் அல்லாத எலக்ட்ரோலைட்டுகளை அறிமுகப்படுத்துவது அவசியம்.

1958 ஆம் ஆண்டில், உலோக மின்கலத்தின் எலக்ட்ரோலைட்டாக கரிம எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்த ஹாரிஸ் முன்மொழிந்தார். 1962 இல், லாக்ஹீட் மிஷன் மற்றும் ஸ்பேஸ்கோ. அமெரிக்க இராணுவத்தைச் சேர்ந்த சில்டன் ஜூனியர் மற்றும் குக் "லித்தியம் அல்லாத அக்வஸ் எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பு" என்ற கருத்தை முன்வைத்தார்.

சில்டன் மற்றும் குக் ஒரு புதிய வகை பேட்டரியை வடிவமைத்தனர், இது லித்தியம் உலோகத்தை கேத்தோடாகவும், Ag, Cu, Ni ஹாலைடுகளை கேத்தோடாகவும், குறைந்த உருகுநிலை உலோக உப்பு lic1-AlCl3 எலக்ட்ரோலைட்டாகவும் ப்ரோபிலீன் கார்பனேட்டில் கரைக்கப்படுகிறது. பேட்டரியின் சிக்கல் வணிகச் சாத்தியக்கூறுகளைக் காட்டிலும் கருத்தாக்கத்திலேயே இருக்கச் செய்தாலும், சில்டன் மற்றும் குக்கின் பணி லித்தியம் பேட்டரி ஆராய்ச்சியின் தொடக்கமாகும்.

1970 ஆம் ஆண்டில், ஜப்பானின் Panasonic Electric Co. மற்றும் அமெரிக்க இராணுவம் சுயாதீனமாக ஒரு புதிய கேத்தோடு பொருள் - கார்பன் புளோரைடு கிட்டத்தட்ட ஒரே நேரத்தில் ஒருங்கிணைத்தது. (CFx) N (0.5 ≤ x ≤ 1) இன் மூலக்கூறு வெளிப்பாட்டுடன் கூடிய படிக கார்பன் புளோரைடு பானாசோனிக் எலக்ட்ரிக் கோ., லிமிடெட் மூலம் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டு லித்தியம் பேட்டரியின் அனோடாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. லித்தியம் ஃவுளூரைடு பேட்டரியின் கண்டுபிடிப்பு லித்தியம் பேட்டரி வளர்ச்சியின் வரலாற்றில் ஒரு முக்கியமான படியாகும். லித்தியம் பேட்டரியின் வடிவமைப்பில் "உட்பொதிக்கப்பட்ட கலவை" அறிமுகப்படுத்தப்படுவது இதுவே முதல் முறை.

இருப்பினும், லித்தியம் பேட்டரியின் மீளக்கூடிய சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்றத்தை உணர, முக்கியமானது இரசாயன எதிர்வினையின் மீள்தன்மை ஆகும். அந்த நேரத்தில், பெரும்பாலான ரீசார்ஜ் செய்ய முடியாத பேட்டரிகள் லித்தியம் அனோட்கள் மற்றும் ஆர்கானிக் எலக்ட்ரோலைட்டுகளைப் பயன்படுத்தின. ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகளை உணர, விஞ்ஞானிகள் லித்தியம் அயனிகளை லேயர்டு டிரான்சிஷன் மெட்டல் சல்பைட்டின் நேர்மறை மின்முனையில் மீளக்கூடிய செருகலைப் படிக்கத் தொடங்கினர்.

எக்ஸான்மொபிலின் ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம், அடுக்கு TiS2வை கேத்தோடு பொருளாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இடைக்கணிப்பு இரசாயன வினையை அளவிட முடியும் என்பதைக் கண்டறிந்தார், மேலும் வெளியேற்ற தயாரிப்பு LiTiS2 ஆகும்.

1976 இல், விட்டிங்காம் உருவாக்கிய பேட்டரி நல்ல ஆரம்ப செயல்திறனை அடைந்தது. இருப்பினும், மீண்டும் மீண்டும் சார்ஜ் செய்து பலமுறை வெளியேற்றிய பிறகு, பேட்டரியில் லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகள் உருவாகின. டென்ட்ரைட்டுகள் எதிர்மறை துருவத்திலிருந்து நேர்மறை துருவத்திற்கு வளர்ந்து, ஒரு குறுகிய சுற்று உருவாகிறது, இது எலக்ட்ரோலைட்டைப் பற்றவைக்கும் அபாயத்தை ஏற்படுத்தியது மற்றும் இறுதியில் தோல்வியடைந்தது.

1989 இல், லித்தியம்/மாலிப்டினம் இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகளின் தீ விபத்து காரணமாக, ஒரு சில நிறுவனங்களைத் தவிர பெரும்பாலான நிறுவனங்கள் லித்தியம் உலோக இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகளின் வளர்ச்சியிலிருந்து விலகின. லித்தியம் மெட்டல் இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகளின் வளர்ச்சி அடிப்படையில் நிறுத்தப்பட்டது, ஏனெனில் பாதுகாப்பு சிக்கலை தீர்க்க முடியவில்லை.

பல்வேறு மாற்றங்களின் மோசமான விளைவு காரணமாக, லித்தியம் உலோக இரண்டாம் நிலை பேட்டரி பற்றிய ஆராய்ச்சி தேக்கமடைந்துள்ளது. இறுதியாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு தீவிரமான தீர்வைத் தேர்ந்தெடுத்தனர்: லித்தியம் உலோக இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகளின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்களாக உட்பொதிக்கப்பட்ட கலவைகள் கொண்ட ஒரு ராக்கிங் நாற்காலி பேட்டரி.

1980 களில், குட்னோ இங்கிலாந்தின் ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகத்தில் அடுக்கு லித்தியம் கோபலேட் மற்றும் லித்தியம் நிக்கல் ஆக்சைடு கேத்தோடு பொருட்களின் கட்டமைப்பை ஆய்வு செய்தார். இறுதியாக, லித்தியத்தின் பாதிக்கும் மேற்பட்டவை கேத்தோடு பொருளில் இருந்து மீளக்கூடிய முறையில் அகற்ற முடியும் என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உணர்ந்தனர். இந்த முடிவு இறுதியாக தி பிறப்பதற்கு வழிவகுத்தது.

1991 இல், SONY நிறுவனம் முதல் வணிக லித்தியம் பேட்டரியை அறிமுகப்படுத்தியது (அனோட் கிராஃபைட், கேத்தோடு லித்தியம் கலவை, கரிம கரைப்பானில் கரைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரோடு திரவ லித்தியம் உப்பு). அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் வெவ்வேறு பயன்பாட்டு சூழல்களுக்கு ஏற்ப மாற்றக்கூடிய பல்வேறு சூத்திரங்களின் பண்புகள் காரணமாக, லித்தியம் பேட்டரிகள் வணிகமயமாக்கப்பட்டு சந்தையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.