Процесс разработки литиевых батарей

В 1970 году М.С. Уиттингем, пришедший на смену Exxon, изготовил первую литиевую батарею, используя сульфид титана в качестве материала положительного электрода и металлический литий в качестве материала отрицательного электрода.
В 1980 году Дж. Гуденаф обнаружил, что оксид лития-кобальта можно использовать в качестве материала положительного электрода для литий-ионных батарей.
В 1982 году Р. Р. Агарвал и Дж. Р. Селман из Технологического института Иллинойса обнаружили, что ионы лития имеют свойство внедряться в графит, причем этот процесс является быстрым и обратимым. В то же время большое внимание привлекли угрозы безопасности литиевых батарей, изготовленных из металлического лития, поэтому люди попытались использовать характеристики ионов лития, внедренных в графит, для изготовления перезаряжаемых батарей. Первый доступный литий-ионно-графитовый электрод был успешно разработан Bell Laboratories.
В 1983 году М. Теккерей, Дж. Гуденаф и другие обнаружили, что марганцевая шпинель является отличным катодным материалом с низкой ценой, стабильностью и отличной проводимостью, а также проводимостью лития. Его температура разложения высока, а его стойкость к окислению намного ниже, чем у оксида лития-кобальта. Даже в случае короткого замыкания или перезарядки можно избежать опасности возгорания и взрыва.
В 1989 году А. Мантирам и Дж. Гуденаф обнаружили, что использование положительного электрода с полимерными анионами приводит к созданию более высоких напряжений.
В 1991 году Sony выпустила свою первую коммерческую литий-ионную батарею. Впоследствии литий-ионные-батареи произвели революцию в бытовой электронике.
В 1996 году Падхи и Гуденаф обнаружили, что фосфаты с оливиновой структурой, такие как фосфат лития-железа (LiFePO4), имеют превосходные преимущества перед традиционными катодными материалами и стали основным катодным материалом.
С широким распространением цифровых продуктов, таких как мобильные телефоны и ноутбуки, литий-ионные аккумуляторы- широко используются в этих продуктах с превосходными характеристиками и постепенно развиваются в других областях применения продуктов.
В 1998 году Тяньцзиньский энергетический научно-исследовательский институт начал коммерческое производство литий-ионных аккумуляторов.
15 июля 2018 года из Научно-исследовательского института углехимии Кода стало известно, что в институте был представлен специальный углеродный отрицательный электродный материал для литиевых батарей большой емкости и-плотности, в основном состоящий из чистого углерода. Эта литиевая батарея, изготовленная из новых материалов, может обеспечить запас хода более 600 километров. [1]
В октябре 2018 года профессор Лян Цзяцзе и профессор Чэнь Юншэн из Нанкайского университета в сотрудничестве с Лай Чао из педагогического университета Цзянсу успешно подготовили трехмерный пористый носитель из графена из нанопроволоки серебра с много-уровневой структурой, наполненный металлическим литием в качестве композитного материала отрицательного электрода. Этот носитель может подавлять образование литиевых дендритов, тем самым обеспечивая сверхскоростную зарядку батарей, и, как ожидается, значительно продлит «срок службы» литиевых батарей. Результаты исследования были опубликованы в последнем выпуске журнала Advanced Materials [2].
В первой половине 2022 года основные показатели индустрии литий-ионных аккумуляторов в Китае достигли быстрого роста: объем производства превысил 280 ГВтч, годовой-рост-годовой прирост составил 150 % [4]