Процес на разработка на литиево-йонни батерии

През 1970 г. MS Whittingham на Exxon направи първата литиева батерия, използвайки титанов сулфид като материал за положителен електрод и метален литий като материал за отрицателен електрод. Положителният електрод на литиевата батерия е манганов диоксид или сулфоксиден хлорид, а отрицателният електрод е литий. След като сглобяването на батерията приключи, батерията има напрежение и не е необходимо да се зарежда. Литиево-йонните батерии са развитие на литиеви батерии. Например батериите тип бутони, използвани във фотоапаратите в миналото, са били литиеви батерии. Този тип батерия също може да се зарежда, но нейните циклични характеристики са лоши. По време на цикъла на зареждане и разреждане лесно се образуват литиеви кристали, причинявайки вътрешно късо съединение в батерията. Поради това зареждането обикновено е забранено за този тип батерии.
През 1982 г. RR Agarwal и JR Selman от Технологичния институт на Илинойс откриват, че литиевите йони имат характеристиката да се вграждат в графит, процес, който е бърз и обратим. В същото време опасностите за безопасността на литиевите батерии, направени от метален литий, привлякоха много внимание, така че хората се опитаха да използват характеристиките на литиевите йони, вградени в графит, за да направят акумулаторни батерии. Първият наличен литиево-йонен графитен електрод е успешно разработен от Bell Laboratories.
През 1983 г. M. Thackeray, J. Goodenough и други откриват, че мангановият шпинел е отличен катоден материал с ниска цена, стабилност и отлична проводимост и литиева проводимост. Температурата му на разлагане е висока и устойчивостта му на окисляване е много по-ниска от тази на литиев кобалтов оксид. Дори в случай на късо съединение или презареждане, той може да избегне опасността от изгаряне и експлозия.
През 1989 г. A. Manthiram и J. Goodenough откриват, че използването на положителен електрод с полимерни аниони ще генерира по-високи напрежения.
През 1992 г. Sony Corporation от Япония изобрети литиево-йонна батерия с въглероден материал като отрицателен електрод и съдържащи литий съединения като положителен електрод. По време на процеса на зареждане и разреждане не присъства метален литий, а само литиеви йони, което е литиево-йонната батерия. Впоследствие литиево-йонните батерии революционизираха потребителската електроника. Този тип батерия, използваща литиево-кобалтов оксид като положителен електроден материал, е основният източник на захранване за преносими електронни устройства.
През 1996 г. Padhi и Goodenough откриха, че фосфатите с оливинови структури, като литиево-железен фосфат (LiFePO4), са по-безопасни от традиционните катодни материали, особено по отношение на устойчивост на висока температура и устойчивост на презареждане, далеч надминавайки традиционните материали за литиево-йонни батерии.
Разглеждайки историята на развитието на батериите, може да се види, че има три характеристики на настоящото развитие на световната индустрия за батерии. Първо, бързото развитие на зелени и екологични батерии, включително литиево-йонни батерии, водородно-никелови батерии и др.; Второто е превръщането на първичните батерии в батерии, което е в съответствие със стратегиите за устойчиво развитие; Трето, батериите продължават да се развиват към малки, леки и тънки размери. Сред комерсиализираните акумулаторни батерии литиево-йонните батерии имат най-високата специфична енергия, особено полимерните литиево-йонни батерии, които могат да постигнат тънкост в акумулаторните батерии. Тъй като литиево-йонните батерии имат висока обемна и масова специфична енергия, презареждат се и не замърсяват околната среда и притежават трите основни характеристики на настоящото развитие на индустрията за батерии, те са свидетели на бърз растеж в развитите страни. Развитието на пазарите на телекомуникации и информация, особено на мобилни телефони и лаптопи