لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە ياكى لى ئىئون باتارېيەسى (قىسقارتىلىپ LIB دەپ ئاتىلىدۇ) توك قاچىلىغىلى بولىدىغان باتارېيەنىڭ بىر تۈرى.لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە ئادەتتە ئېلىپ يۈرۈشكە ئەپلىك ئېلېكترون ۋە ئېلېكترونلۇق ماشىنىلارغا ئىشلىتىلىدۇ ھەمدە ھەربىي ۋە ئالەم قاتنىشى قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنىڭ ياقتۇرۇشىغا ئېرىشتى.ئەسلى تىپ لى-ئىئونلۇق باتارېيە ئاكىرا يوشىنو تەرىپىدىن 1985-يىلى جون گودېنوف ، م. ستانلېي ۋىتىڭخام ، راچىد يازامى ۋە كويچى مىزۇشىمانىڭ ئالدىنقى ئەسىرنىڭ 70-يىللىرىدىن 80-يىللىرىغىچە بولغان تەتقىقاتىغا ئاساسەن ياسالغان ، ئاندىن سودا لى-ئىئون باتارېيەسى a تەرىپىدىن ياسالغان. سونىي ۋە ئاساخى كاسېي ئەترىتى 1991-يىلى يوشىيو نىشى باشچىلىقىدىكى گۇرۇپپا.

باتارېيەدە لىتىي ئىئونلىرى مەنپىي ئېلېكترودتىن ئېلېكترولىت ئارقىلىق توك چىقىرىش جەريانىدا مۇسبەت ئېلېكترودقا ، توك قاچىلىغاندا كەينىگە يۆتكىلىدۇ.لى ئىئون باتارېيەسى ئۆز-ئارا گىرەلىشىپ كەتكەن لىتىي بىرىكمىسىنى مۇسبەت ئېلېكترودنىڭ ماتېرىيالى قىلىدۇ ، ئادەتتە مەنپىي ئېلېكترودتا گرافت بولىدۇ.باتارېيەنىڭ ئېنېرگىيە زىچلىقى يۇقىرى ، ئەستە ساقلاش ئۈنۈمى يوق (LFP ھۈجەيرىسىدىن باشقا) ۋە ئۆزلۈكىدىن تۆۋەن توك چىقىرىش.ئۇلاردا ئاسان يانىدىغان ئېلېكترولىت بار بولغاچقا ، ئۇلار بىخەتەرلىك خەۋىپى بولۇشى مۇمكىن ، ئەگەر بۇزۇلسا ياكى خاتا توك قاچىلانسا ، پارتلاش ۋە ئوت ئاپىتىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.سامسۇڭ لىتىي ئىئونلۇق ئوت ئاپىتىدىن كېيىن Galaxy Note 7 تېلېفونىنى ئەسلەشكە مەجبۇر بولدى ، بوئىن 787s تىپلىق باتارېيەگە مۇناسىۋەتلىك بىر قانچە قېتىم يۈز بەردى.

LIB تىپىدىكى خىمىيىلىك ، ئىقتىدار ، تەننەرخ ۋە بىخەتەرلىك ئالاھىدىلىكى ئوخشىمايدۇ.قولدا ياسالغان ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى لىتىي پولىمېرلىق باتارېيەنى (پولىمېرلىق گېلى ئېلېكترولىت بىلەن) لىتىي كوبالت ئوكسىد (LiCoO2) نى كاتود ماتېرىيالى قىلىپ ئىشلىتىدۇ ، بۇ ئېنېرگىيە يۇقىرى زىچلىق بىلەن تەمىنلەيدۇ ، ئەمما بۇزۇلغاندا بىخەتەرلىك خەۋىپى ئېلىپ كېلىدۇ.لىتىي تۆمۈر فوسفات (LiFePO4) ، لىتىي مانگان ئوكسىد (LiMn2O4, Li2MnO3 ياكى LMO) ۋە لىتىي نىكېل مانگان كوبالت ئوكسىد (LiNiMnCoO2 ياكى NMC) ئېنېرگىيە زىچلىقىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، ئەمما ئۇزۇن ئۆمۈر كۆرىدۇ ھەمدە ئوت ياكى پارتىلاش ئېھتىماللىقى تۆۋەن بولىدۇ.بۇ خىل باتارېيە ئېلېكتر سايمانلىرى ، داۋالاش ئۈسكۈنىلىرى ۋە باشقا روللارغا كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىلىدۇ.ئېلېكترونلۇق ماشىنىلاردا NMC ۋە ئۇنىڭ تۇغۇندى مەھسۇلاتلىرى كەڭ قوللىنىلىدۇ.

لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەنىڭ تەتقىقات رايونى ئۆمرىنى ئۇزارتىش ، ئېنېرگىيەنىڭ زىچلىقىنى ئاشۇرۇش ، بىخەتەرلىكنى ياخشىلاش ، تەننەرخنى تۆۋەنلىتىش ۋە توك قاچىلاش سۈرئىتىنى ئاشۇرۇشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.تىپىك ئېلېكترولىتتا ئىشلىتىلىدىغان ئورگانىك ئېرىتكۈچىنىڭ ئاسان ئوت ئالىدىغانلىقى ۋە تۇراقسىزلىقىغا ئاساسەن ، ئاسان يانىدىغان ئېلېكترولىتلار رايونىدا تەتقىقات ئېلىپ بېرىلماقتا.ئىستراتېگىيىلىك سۇ لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە ، ساپال قاتتىق ئېلېكترولىت ، پولىمېر ئېلېكترولىت ، ئىئون سۇيۇقلۇقى ۋە ئېغىر فتورلۇق سىستېمىلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

باتارېيە بىلەن كاتەكچە

ھۈجەيرە ئېلېكتر قۇتۇبى ، ئايرىغۇچ ۋە ئېلېكترولىتنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ئاساسلىق ئېلېكتىرو خىمىيىلىك بىرلىك.

ئاككۇمۇلياتور ياكى باتارېيە بوغچىسى ھۈجەيرە ياكى ھۈجەيرە قۇراشتۇرۇشلىرى توپلىمى بولۇپ ، تۇرالغۇ ، ئېلېكتر ئۇلىنىشى ۋە كونترول قىلىش ۋە قوغداش ئۈچۈن ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى بولۇشى مۇمكىن.

ئانود ۋە كاتود ئېلېكترودلىرى
توك قاچىلىغىلى بولىدىغان ھۈجەيرىلەرگە نىسبەتەن ، ئانود (ياكى مەنپىي ئېلېكترود) ئاتالغۇسى توك چىقىرىش دەۋرىدە ئوكسىدلىنىش يۈز بېرىدىغان ئېلېكترودنى كۆرسىتىدۇ.باشقا ئېلېكترود بولسا كاتود (ياكى مۇسبەت ئېلېكترود).توك قاچىلاش دەۋرىدە مۇسبەت ئېلېكترود ئانودقا ، مەنپىي ئېلېكترود كاتودقا ئايلىنىدۇ.كۆپىنچە لىتىي ئىئون ھۈجەيرىسىگە نىسبەتەن ، لىتىي ئوكسىد ئېلېكترود مۇسبەت ئېلېكترود.تىتانات لىتىي ئىئون ھۈجەيرىسى (LTO) ئۈچۈن لىتىي ئوكسىد ئېلېكترودى مەنپىي ئېلېكترود.

تارىخ

تەگلىك

Varta لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە ، مۇزېي Autovision ، Altlussheim ، گېرمانىيە
لىتىيلىق باتارېيەنى ئەنگىلىيە خىمىكچىسى ۋە 2019-يىللىق نوبېل خىمىيە مۇكاپاتىنىڭ ئورتاق ساھىبى M. Stanley Whittingham ئوتتۇرىغا قويدى ، ئۇ ھازىر بىڭخامتون ئۇنىۋېرسىتېتىدا ، 1970-يىللىرى Exxon دا ئىشلەۋاتقاندا.ۋىتىڭخام ئېلېكترود سۈپىتىدە تىتان (IV) سۇلفىد ۋە لىتىي مېتال ئىشلەتكەن.قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ توك قاچىلىغىلى بولىدىغان لىتىي باتارېيەنى ھەرگىزمۇ ئەمەلىيلەشتۈرگىلى بولمايدۇ.تىتان دېسفىلفىدنى تاللاش بىر ياخشى تاللاش ئەمەس ، چۈنكى ئۇ پۈتۈنلەي پېچەتلەنگەن شارائىتتا بىرىكتۈرۈلۈشى كېرەك ، شۇنداقلا بىر قەدەر قىممەت (ئالدىنقى ئەسىرنىڭ 70-يىللىرىدا تىتان دېسففىد خام ئەشياسىنىڭ ھەر كىلوگىرامى ~ 1000 دوللار).ھاۋاغا يولۇققاندا ، تىتان دېسففىد رېئاكسىيە قىلىپ ھىدروگېن سۇلفىد بىرىكمىسىنى ھاسىل قىلىدۇ ، بۇ خۇش پۇراق پۇراققا ئىگە بولۇپ ، كۆپىنچە ھايۋانلارغا زەھەرلىك.مۇشۇ ۋە باشقا سەۋەبلەر تۈپەيلىدىن ، Exxon Whittingham نىڭ لىتىي-تىتان دىسفىللىق باتارېيەسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشنى توختاتتى.مېتال لىتىي ئېلېكترودلىق باتارېيە لىتىي مېتال سۇ بىلەن ئىنكاس قايتۇرىدىغان بولغاچقا ، ئاسان يانىدىغان ھىدروگېن گازىنى قويۇپ بەرگەنلىكتىن ، بىخەتەرلىك مەسىلىلىرىنى ئوتتۇرىغا قويدى.نەتىجىدە ، تەتقىقات مېتال لىتىينىڭ ئورنىدا ، لىتىي ئىئونىنى قوبۇل قىلالايدىغان ۋە قويۇپ بېرەلەيدىغان باتارېيەنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا يۆتكەلدى.

گرافتنىڭ تەتۈر ئۆز-ئارا باغلىنىشى ۋە كاتولىك ئوكسىدنىڭ ئۆز-ئارا باغلىنىشى 1974-76-يىللىرى JO Besenhard تەرىپىدىن TU ميۇنخېندا بايقالغان.بېسېنخارد لىتىي ھۈجەيرىسىدە قوللىنىشنى ئوتتۇرىغا قويدى.ئېلېكتىرولىتنىڭ پارچىلىنىشى ۋە ئېرىتكۈچىنىڭ ئۆز-ئارا گىرافىكقا ئايلىنىشى باتارېيەنىڭ توكىدىكى بالدۇر كەمتۈكلۈك ئىدى.

تەرەققىيات

1973-يىلى ئادام خېللېر لىتىي تىئونىل خىلور باتارېيەسىنى ئوتتۇرىغا قويدى ، ئۇ يەنىلا كۆچۈرۈلگەن داۋالاش ئۈسكۈنىلىرى ۋە مۇداپىئە سىستېمىسىدا ئىشلىتىلىدۇ ، بۇ يەردە 20 يىلدىن ئارتۇق ساقلاش مۇددىتى ، ئېنېرگىيە سەرپىياتى يۇقىرى ، ياكى ھەددىدىن زىيادە مەشغۇلات تېمپېراتۇرىسىغا بەرداشلىق بېرىش تەلەپ قىلىنىدۇ.
1977-يىلى سامار باسۇ پېنسىلۋانىيە ئۇنۋېرسىتىتىدا گرافىكتا لىتىينىڭ ئېلېكترو خىمىيىلىك ئۆز-ئارا باغلىنىشىنى كۆرسەتتى.بۇنىڭ بىلەن بېل تەجرىبىخانىسىدا (LiC6) ئىشلەيدىغان لىتىي ئۆز-ئارا گىرافىكلىق ئېلېكترود تەرەققىي قىلىپ ، لىتىي مېتال ئېلېكترود باتارېيەسىنىڭ ئورنىنى ئالالايدۇ.
1979-يىلى ، Ned A. Godshall قاتارلىقلار ئايرىم گۇرۇپپىلاردا ئىشلەپ ، ئۇزۇن ئۆتمەي جون B. گودېنوف (ئوكسفورد ئۇنۋېرسىتىتى) ۋە كويچى مىزۇشىما (توكيو ئۇنۋېرسىتىتى) لىتىي ئارقىلىق 4 V دائىرىسىدىكى توك بېسىمى بار توك تولۇقلىغىلى بولىدىغان لىتىي ھۈجەيرىسىنى كۆرسەتتى. كوبالت تۆت ئوكسىد (LiCoO2) مۇسبەت ئېلېكترود ، لىتىي مېتال بولسا مەنپىي ئېلېكترود.بۇ يېڭىلىق يارىتىش ئاكتىپ سودا لىتىي باتارېيەسىنى قوزغىتىدىغان ئاكتىپ ئېلېكترود ماتېرىيالى بىلەن تەمىنلىدى.LiCoO2 تۇراقلىق مۇسبەت ئېلېكترود ماتېرىيالى بولۇپ ، لىتىي ئىئونىنىڭ ئىئانە قىلغۇچىسى بولىدۇ ، يەنى ئۇنى لىتىي مېتالدىن باشقا مەنپىي ئېلېكترود ماتېرىيالى بىلەن ئىشلىتىشكە بولىدۇ.مۇقىم ۋە ئاسان بىر تەرەپ قىلىنىدىغان سەلبىي ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق ، LiCoO2 رومانغا توك قاچىلىغىلى بولىدىغان باتارېيە سىستېمىسىنى قوزغىدى.Godshall قاتارلىقلار.يەنىمۇ ئىلگىرىلىگەن ھالدا بىرىكمە بىرىكمە لىتىي ئۆتكۈنچى مېتال ئوكسىدنىڭ LiMn2O4 ، Li2MnO3 ، LiMnO2 ، LiFeO2 ، LiFe5O8 ۋە LiFe5O4 (كېيىنچە لىتىي-مىس ئوكسىد ۋە لىتىي-نىكېل ئوكسىد كاتود ماتېرىياللىرى) غا ئوخشاش قىممىتىنى تېخىمۇ ئېنىقلاپ چىقتى.
1980 - Rachid Yazami گرافىكتا لىتىينىڭ تەتۈر يۆنىلىشلىك ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئۆز-ئارا گىرەلىشىپ كەتكەنلىكىنى كۆرسىتىپ ، لىتىي گرافت ئېلېكترود (ئانود) نى كەشىپ قىلدى.ئەينى ۋاقىتتىكى ئورگانىك ئېلېكترولىتلار گرافت مەنپىي ئېلېكترود بىلەن توك قاچىلىغاندا پارچىلىنىدۇ.يازامى قاتتىق ئېلېكترولىت ئىشلىتىپ لىتىينىڭ ئېلېكتر خىمىيىلىك مېخانىزىمى ئارقىلىق گرافتتا تەتۈر ئۆز-ئارا گىرەلىشىپ كەتكەنلىكىنى كۆرسەتتى.2011-يىلغا قەدەر ، يازامىنىڭ گرافت ئېلېكترودى سودا لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىدە ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان ئېلېكترود ئىدى.
مەنپىي ئېلېكترودنىڭ پەيدا بولۇشى توكيو يامابې تەرىپىدىن بايقالغان PAS (كۆپ قۇتۇپلۇق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال) دىن كېيىن ، 1980-يىللارنىڭ بېشىدا شجزۇكۇنى ياتا تەرىپىدىن بايقالغان.بۇ تېخنىكىنىڭ ئۇرۇقى پروفېسسور ھىدەكى شىراكاۋا ۋە ئۇنىڭ گۇرۇپپىسىنىڭ ئۆتكۈزگۈچ پولىمېرنى بايقىشى بولۇپ ، ئۇنى ئالان ماك دارمىيد ۋە ئالان ج.
1982 - Godshall قاتارلىقلار.Godshall نىڭ ستانفورد ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ دوكتورلۇق ئۇنۋانىغا ئاساسەن ، LiCoO2 نى لىتىيلىق باتارېيەدە كاتود قىلىپ ئىشلەتكەنلىكى ئۈچۈن ئامېرىكا پاتېنتى 4 مىليون 340 مىڭ 652 گە ئېرىشتى.دىسسېرتاتسىيە ۋە 1979-يىلدىكى نەشر بۇيۇملىرى.
1983-يىلى مايكول M. تاكراي ، پېتېر برۇس ، ۋىليام داۋىد ۋە جون گودېنوف لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىنىڭ سودىغا مۇناسىۋەتلىك زەرەتلەنگەن كاتود ماتېرىيالى سۈپىتىدە مانگان ئايلانما يولىنى ياساپ چىقتى.
1985-يىلى ئاكىرا يوشىنو كاربونات ماتېرىيالىدىن پايدىلىنىپ ئەسلى تىپ ھۈجەيرىسىنى قۇراشتۇردى ، بۇنىڭ ئىچىدە لىتىي ئىئونىنى بىر ئېلېكترود ، لىتىي كوبالت ئوكسىد (LiCoO2) نى قىستۇرغىلى بولىدۇ.بۇ بىخەتەرلىكنى زور دەرىجىدە ئۆستۈردى.LiCoO2 سانائەت كۆلىمىنى ئىشلەپچىقىرىشنى قوزغىتىپ ، سودا لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەسىنى قوزغىدى.
1989 - Arumugam Manthiram ۋە John B. Goodenough كاتولىكلارنىڭ كۆپ قۇتۇپلۇق سىنىپىنى بايقىدى.ئۇلار پولىئوننى ئۆز ئىچىگە ئالغان مۇسبەت ئېلېكترودنىڭ ، مەسىلەن سۇلفاتنىڭ پولىئوننىڭ ئىندۇكسىيە تەسىرىدىن ئوكسىدقا قارىغاندا يۇقىرى بېسىم ھاسىل قىلىدىغانلىقىنى كۆرسەتتى.بۇ پولىئون سىنىپىدا لىتىي تۆمۈر فوسفات قاتارلىق ماتېرىياللار بار.

<داۋاملاشتۇرۇش…>