Bisan unsa pa ang pasundayag, gasto o mga konsiderasyon sa kaluwasan, ang tanan nga solid-estado nga rechargeable nga mga baterya mao ang labing kaayo nga kapilian aron mapulihan ang fossil nga enerhiya ug sa katapusan makaamgo sa dalan padulong sa bag-ong mga salakyanan sa enerhiya.
Ingon ang imbentor sa mga materyales sa cathode sama sa LiCoO2, LiMn2O4 ug LiFePO4, ang Goodenough nailhan sa natad salithium-ion nga mga bateryaug tinuod nga "amahan sa mga baterya sa lithium-ion".
Sa usa ka bag-o nga artikulo sa NatureElectronics, si John B. Goodenough, nga 96 anyos, nagrepaso sa kasaysayan sa pag-imbento sa rechargeable lithium-ion nga baterya ug nagpakita sa dalan sa unahan.
Sa dekada 1970, miulbo ang krisis sa lana sa Estados Unidos.Sa pagkaamgo sa sobra nga pagsalig niini sa pag-import sa lana, ang gobyerno nagsugod sa usa ka dakong paningkamot sa pagpalambo sa solar ug wind energy.Tungod sa intermittent nga kinaiya sa solar ug hangin nga enerhiya,rechargeable nga mga bateryasa kadugayan gikinahanglan aron tipigan kining mga renewable ug limpyo nga tinubdan sa enerhiya.
Ang yawe sa mabalik nga pag-charge ug pagdiskarga mao ang pagkabag-o sa kemikal nga reaksyon!
Niadtong panahona, kadaghanan sa mga non-rechargeable nga mga baterya naggamit sa lithium negatibo nga mga electrodes ug mga organikong electrolyte.Aron makab-ot ang mga rechargeable nga baterya, ang tanan nagsugod sa pagtrabaho sa mabalik nga pag-embed sa mga lithium ions ngadto sa layered transition metal sulfide cathodes.Nadiskobrehan ni Stanley Whittingham sa ExxonMobil nga ang reversible charging ug discharging mahimong makab-ot pinaagi sa intercalation chemistry gamit ang layered TiS2 isip cathode material, nga ang discharge product kay LiTiS2.
Kini nga selula, nga gimugna ni Whittingham niadtong 1976, nakab-ot ang maayong inisyal nga episyente.Bisan pa, pagkahuman sa daghang mga pagbalik-balik sa pag-charge ug pag-discharge, ang mga lithium dendrite naporma sa sulod sa selyula, nga mitubo gikan sa negatibo hangtod sa positibo nga electrode, nga nagmugna usa ka mubo nga sirkito nga mahimong magdilaab sa electrolyte.Kini nga pagsulay, pag-usab, natapos sa kapakyasan!
Sa laing bahin, si Goodenough, kinsa mibalhin sa Oxford, nag-imbestigar kung pila ang lithium nga mahimo nga ma-de-embed gikan sa layered nga LiCoO2 ug LiNiO2 cathode nga mga materyales sa wala pa mausab ang istruktura.Sa katapusan, nakab-ot nila ang mabalik nga de-embedding sa labaw sa katunga sa lithium gikan sa materyal nga cathode.
Kini nga panukiduki sa katapusan naggiya kang Akira Yoshino sa AsahiKasei sa pag-andam sa unarechargeable nga lithium-ion nga baterya: LiCoO2 isip positibo nga electrode ug graphitic carbon isip negatibo nga electrode.Kini nga baterya malampuson nga gigamit sa pinakaunang mga cell phone sa Sony.
Aron makunhuran ang gasto ug mapaayo ang kaluwasan.Ang tanan nga solid nga rechargeable nga baterya nga adunay solid nga electrolyte daw usa ka importante nga direksyon alang sa umaabot nga kalamboan.
Sa sayo pa sa 1960s, ang mga chemist sa Europe nagtrabaho sa mabalik nga pag-embed sa mga lithium ions ngadto sa layered transition metal sulfide nga mga materyales.Niadtong panahona, ang standard electrolytes alang sa rechargeable nga mga baterya kay kasagaran lig-on nga acidic ug alkaline aqueous electrolytes sama sa H2SO4 o KOH.Tungod kay, niining mga tubigon nga electrolyte, ang H+ adunay maayo nga diffusivity.
Nianang panahona, ang labing lig-on nga rechargeable nga mga baterya gihimo nga adunay layered nga NiOOH ingon nga cathode nga materyal ug usa ka lig-on nga alkaline aqueous electrolyte ingon nga electrolyte.Ang h+ mahimong ma-reversible nga i-embed sa layered nga NiOOH cathode aron maporma ang Ni(OH)2.ang problema mao nga ang tubig nga electrolyte limitado ang boltahe sa baterya, nga miresulta sa usa ka ubos nga densidad sa enerhiya.
Niadtong 1967, nadiskobrehan ni Joseph Kummer ug NeillWeber sa Ford Motor Company nga ang Na+ adunay maayo nga diffusion properties sa ceramic electrolytes nga labaw sa 300°C.Nag-imbento dayon sila og Na-S nga rechargeable nga baterya: molten sodium isip negatibo nga electrode ug molten sulfur nga adunay carbon bands isip positive electrode.Ingon nga resulta, nag-imbento sila og Na-S nga rechargeable nga baterya: tinunaw nga sodium isip negatibo nga electrode, tinunaw nga asupre nga adunay carbon band isip positibo nga electrode, ug solid nga seramik isip electrolyte.Bisan pa, ang operating temperatura nga 300 ° C naglaglag sa kini nga baterya nga imposible nga ma-komersyal.
Sa 1986, Goodenough nakaamgo sa usa ka all-solid-state rechargeable lithium battery nga walay dendrite nga henerasyon gamit ang NASICON.Sa pagkakaron, ang all-solid-state rechargeable lithium ug sodium nga mga baterya base sa solid-state electrolytes sama sa NASICON gi-komersyal na.
Sa 2015, si MariaHelena Braga sa Unibersidad sa Porto nagpakita usab sa usa ka insulating porous oxide solid electrolyte nga adunay lithium ug sodium ion conductivity nga ikatandi sa mga organikong electrolyte nga gigamit karon sa lithium-ion nga mga baterya.
Sa laktud, bisan unsa pa ang pasundayag, gasto o mga konsiderasyon sa kaluwasan, ang tanan nga solid-estado nga mga rechargeable nga baterya mao ang labing kaayo nga kapilian aron mapulihan ang fossil nga enerhiya ug sa katapusan makaamgo sa dalan padulong sa bag-ong mga salakyanan sa enerhiya!
Oras sa pag-post: Ago-25-2022