Performans, qiymət və ya təhlükəsizlik mülahizələrindən asılı olmayaraq, tam bərk vəziyyətdə olan təkrar doldurulan batareyalar fosil enerjini əvəz etmək və nəticədə yeni enerji vasitələrinə aparan yolu həyata keçirmək üçün ən yaxşı seçimdir.
LiCoO2, LiMn2O4 və LiFePO4 kimi katod materiallarının ixtiraçısı kimi Goodenough sənaye sahəsində yaxşı tanınır.litium-ion batareyalarvə həqiqətən "litium-ion batareyaların atası" dır.
NatureElectronics-də bu yaxınlarda dərc olunan məqaləsində 96 yaşlı John B. Goodenough təkrar doldurulan litium-ion batareyanın ixtira tarixini nəzərdən keçirir və irəliyə doğru yol göstərir.
1970-ci illərdə ABŞ-da neft böhranı baş verdi. Neft idxalından həddindən artıq asılılığını dərk edən hökumət günəş və külək enerjisini inkişaf etdirmək üçün böyük səylərə başladı. Günəş və külək enerjisinin fasiləli xarakterinə görə,təkrar doldurulan batareyalarnəticədə bu bərpa olunan və təmiz enerji mənbələrini saxlamaq lazım idi.
Geri çevrilə bilən doldurulma və boşalmanın açarı kimyəvi reaksiyanın geri çevrilməsidir!
O dövrdə təkrar doldurulmayan batareyaların əksəriyyəti litium mənfi elektrodlardan və üzvi elektrolitlərdən istifadə edirdi. Yenidən doldurulan batareyalara nail olmaq üçün hər kəs litium ionlarının laylı keçid metal sulfid katodlarına tərsinə daxil edilməsi üzərində işləməyə başladı. ExxonMobil-dən Stanley Whittingham kəşf etdi ki, geri çevrilə bilən doldurma və boşalma katod materialı kimi laylı TiS2-dən istifadə edərək interkalasiya kimyası ilə əldə edilə bilər, axıdma məhsulu isə LiTiS2.
1976-cı ildə Whittingham tərəfindən hazırlanmış bu hüceyrə yaxşı ilkin effektivliyə nail oldu. Bununla belə, bir neçə dəfə doldurulma və boşalma təkrarlandıqdan sonra hüceyrənin daxilində mənfi elektroda pozitiv olan litium dendritləri əmələ gəlib və elektroliti alovlandıra biləcək qısaqapanma yaradıb. Bu cəhd yenə uğursuzluqla başa çatdı!
Bu vaxt, Oksforda köçən Goodenough, struktur dəyişmədən əvvəl laylı LiCoO2 və LiNiO2 katod materiallarından ən çox nə qədər litiumun çıxarıla biləcəyini araşdırırdı. Nəhayət, onlar litiumun yarıdan çoxunun katod materialından geriyə çevrilə bilən de-bağlanmasına nail oldular.
Bu araşdırma nəhayət AsahiKasei-dən Akira Yoshinoya birincini hazırlamağa rəhbərlik etditəkrar doldurulan litium-ion batareya: Müsbət elektrod kimi LiCoO2 və mənfi elektrod kimi qrafit karbon. Bu batareya Sony-nin ilk mobil telefonlarında uğurla istifadə edilmişdir.
Xərcləri azaltmaq və təhlükəsizliyi artırmaq üçün. Elektrolit kimi bərk olan tam bərk təkrar doldurulan batareya gələcək inkişaf üçün mühüm istiqamət kimi görünür.
Hələ 1960-cı illərdə avropalı kimyaçılar litium ionlarının laylı keçid metal sulfid materiallarına tərsinə daxil edilməsi üzərində işləyirdilər. O dövrdə təkrar doldurulan batareyalar üçün standart elektrolitlər əsasən H2SO4 və ya KOH kimi güclü asidik və qələvi sulu elektrolitlər idi. Çünki bu sulu elektrolitlərdə H+ yaxşı diffuzivliyə malikdir.
O dövrdə ən dayanıqlı təkrar doldurulan batareyalar katod materialı kimi laylı NiOOH və elektrolit kimi güclü qələvi sulu elektrolitdən hazırlanmışdır. h+ Ni(OH)2 əmələ gətirmək üçün laylı NiOOH katoduna geri çevrilə bilər. problem sulu elektrolitin batareyanın gərginliyini məhdudlaşdırması və nəticədə aşağı enerji sıxlığı idi.
1967-ci ildə Ford Motor şirkətindən Cozef Kummer və NeillWeber aşkar etdilər ki, Na+ 300°C-dən yuxarı keramika elektrolitlərində yaxşı diffuziya xüsusiyyətlərinə malikdir. Daha sonra onlar Na-S təkrar doldurulan akkumulyatoru icad etdilər: mənfi elektrod kimi ərimiş natrium və müsbət elektrod kimi karbon zolaqları olan ərimiş kükürd. Nəticədə, onlar Na-S təkrar doldurulan akkumulyator ixtira etdilər: mənfi elektrod kimi ərimiş natrium, müsbət elektrod kimi karbon bandı olan ərimiş kükürd və elektrolit kimi bərk keramika. Bununla belə, 300°C-lik işləmə temperaturu bu batareyanı kommersiyalaşdırmağa imkan vermirdi.
1986-cı ildə Goodenough, NASICON istifadə edərək dendrit generasiyası olmayan, tam bərk vəziyyətdə olan təkrar doldurulan litium batareyasını həyata keçirdi. Hal-hazırda, NASICON kimi bərk cisim elektrolitlərinə əsaslanan tam bərk vəziyyətdə olan təkrar doldurulan litium və natrium batareyaları kommersiyalaşdırılıb.
2015-ci ildə Porto Universitetindən MariaHelena Braga, hazırda litium-ion batareyalarında istifadə edilən üzvi elektrolitlərlə müqayisə oluna bilən litium və natrium ion keçiriciliyi ilə izolyasiya edən məsaməli oksid bərk elektrolitini nümayiş etdirdi.
Bir sözlə, performans, qiymət və ya təhlükəsizlik mülahizələrindən asılı olmayaraq, tam bərk vəziyyətdə olan təkrar doldurulan batareyalar qalıq enerjini əvəz etmək və nəticədə yeni enerji vasitələrinə aparan yolu həyata keçirmək üçün ən yaxşı seçimdir!
Göndərmə vaxtı: 25 avqust 2022-ci il