Ko te pākahiko lithium-ion, te pākahiko Li-ion ranei (whakapotohia hei LIB) he momo pākahiko ka taea te utu.Ko nga pākahiko Lithium-ion e whakamahia ana mo nga hikohiko kawe me nga waka hiko, a kei te tipu haere te rongonui mo nga tono hoia me te aerospace.I hangaia e Akira Yoshino tetahi tauira pākahiko Li-ion i te tau 1985, i runga i nga rangahau o mua a John Goodenough, M. Stanley Whittingham, Rachid Yazami me Koichi Mizushima i nga tau 1970-1980, katahi ka hangaia he pākahiko Li-ion arumoni e tetahi Ko te kapa Sony me Asahi Kasei i arahina e Yoshio Nishi i te 1991. I te 2019, Ko te Tohu Nobel mo te Matū i whakawhiwhia ki a Yoshino, Goodenough, me Whittingham "mo te whakawhanaketanga o nga papahiko lithium katote".

I roto i nga pākahiko, ka neke nga katote lithium mai i te hiko kino na roto i te electrolyte ki te electrode pai i te wa e rere ana, ka hoki mai i te wa e utu ana.Ka whakamahia e nga pākahiko Li-ion he puhui lithium intercalated hei rauemi kei te hiko pai me te tikanga kauwhata i te hiko kino.He nui te kiato o nga pākahiko, karekau he paanga mahara (i tua atu i nga pūtau LFP) me te iti o te tuku-whaiaro.Heoi ano he morearea haumaru na te mea kei roto i nga electrolyte muramura, a, ki te pakaru, ki te he ranei te utu ka puta he pahū me te ahi.I kaha a Samsung ki te maumahara i nga ringaringa o te tupuni Note 7 whai muri i nga ahi lithium-ion, a he maha nga aitua e pa ana ki nga pākahiko i runga i nga Boeing 787s.

He rereke nga ahuatanga matū, mahi, utu me te haumaru puta noa i nga momo LIB.Ko te hikohiko a-ringa te nuinga o te whakamahi i nga pākahiko lithium polymer (me te reera polymer hei electrolyte) me te lithium cobalt oxide (LiCoO2) hei rauemi cathode, e tuku ana i te kaha o te kaha o te kaha, engari he raru haumaru, ina koa ka pakaru.Lithium iron phosphate (LiFePO4), lithium manganese oxide (LiMn2O4, Li2MnO3, or LMO), me te lithium nickel manganese cobalt oxide (LiNiMnCoO2 or NMC) he iti ake te kaha o te kaha engari he roa ake te ora me te iti ake o te ahi, te pahūtanga ranei.Ka whakamahia nuitia enei pākahiko mo nga taputapu hiko, taputapu rongoa, me etahi atu mahi.Ko te NMC me ona hua e whakamahia nuitia ana i roto i nga waka hiko.

Ko nga waahi rangahau mo nga papahiko lithium-ion ko te roa o te oranga, te whakanui ake i te kaha o te kaha, te whakapai ake i te haumaru, te whakaiti i te utu, me te whakanui ake i te tere o te utu, me etahi atu.Kua mahia te rangahau mo te waahi o nga electrolytes kore e mura ana hei huarahi ki te whakanui ake i te haumaru i runga i te mura me te pahekeheke o nga whakarewa pararopi e whakamahia ana i roto i te electrolyte angamaheni.Kei roto i nga rautaki ko nga pākahiko lithium-ion wai, nga electrolytes totoka uku, nga electrolyte polymer, nga wai katote, me nga punaha fluorinated.

Pūhiko versus pūtau

Ko te pūtau he waeine matū hiko taketake kei roto nga hiko, te whakawehe, me te electrolyte.

Ko te pākahiko he kohinga pūtau, he huinga pūtau ranei, me te whare, nga hononga hiko, me te hikohiko pea hei whakahaere me te whakamarumaru.

Anode and cathode electrodes
Mo nga pūtau rechargeable, ko te kupu anode (he hiko kino ranei) e tohu ana i te electrode kei reira te oxidation i te wa o te huringa tuku;ko tetahi atu hiko ko te cathode (he hiko pai ranei).I roto i te huringa utu, ka huri te electrode pai hei anode me te electrode kino hei cathode.Mo te nuinga o nga pūtau lithium-ion, ko te electrode lithium-oxide te hiko pai;mo nga pūtau lithium-ion titanate (LTO), ko te electrode lithium-oxide te electrode kino.

Hītori

Papamuri

Varta lithium-ion pākahiko, Museum Autovision, Altlussheim, Germany
Ko nga pākahiko Lithium i tonohia e te tohunga kemu o Ingarangi me te kaiwhiwhi tahi mo te taonga Nobel 2019 mo te matū M. Stanley Whittingham, inaianei kei te Whare Wananga o Binghamton, i a ia e mahi ana mo Exxon i nga tau 1970.I whakamahia e Whittingham te titanium(IV) sulfide me te whakarewa lithium hei hikohiko.Heoi, karekau e taea te whakamahi i tenei pākahiko lithium rechargeable.Ko te titanium disulfide he pai te whiriwhiri, i te mea me whakahiatohia i raro i nga tikanga hiri katoa, he utu nui hoki (~ $1,000 mo ia kirokaramu mo nga rawa titanium disulfide i nga tau 1970).Ka pa ana ki te hau, ka tauhohe te titanium disulfide ki te hanga i nga pūhui hauwai sulfide, he kakara kino, he paitini ki te nuinga o nga kararehe.Mo tenei, me etahi atu take, i whakamutua e Exxon te whanaketanga o te pākahiko lithium-titanium disulfide a Whittingham.[28]Ko nga pākahiko me nga hiko lithium whakarewa he take haumaru, na te mea ka tauhohe te whakarewa lithium ki te wai, ka tuku hau hauwai mura.No reira, i neke te rangahau ki te whakawhanake i nga pākahiko, hei utu i te lithium whakarewa, ko nga pūhui lithium anake kei reira, e kaha ana ki te whakaae me te tuku katote lithium.

I kitea te whakawhitinga whakahuri i roto i te kauwhata me te whakawhiti ki te waikura cathodic i te tau 1974–76 e JO Besenhard i TU Munich.I whakaarohia e Besenhard tana tono ki nga pūtau lithium.Ko te pirau irahiko me te whakakotahitanga o te whakarewa ki roto i te kauwhata he raru moata mo te ora o te pākahiko.

Whanaketanga

1973 – I kii a Adam Heller i te pākahiko lithium thionyl chloride, kei te whakamahia tonu i roto i nga taputapu rongoa kua whakatohia me nga punaha arai i reira ka nui ake i te 20-tau te ora o te papa, te teitei o te kaha o te kaha, me te / ranei te manawanui mo te wera nui o te whakahaere.
1977 - I whakaatu a Samar Basu i te whakawhitiwhiti hiko o te lithium i roto i te kauwhata i te Whare Wananga o Pennsylvania.Na tenei i puta mai te whakawhanaketanga o te hikohiko kauwhata intercalated lithium e taea ana i Bell Labs (LiC6) hei whakarato i tetahi momo rereke ki te pākahiko hiko whakarewa lithium.
1979 - Ko te mahi i roto i nga roopu motuhake, Ned A. Godshall et al., a, i muri tata mai, ko John B. Goodenough (Te Whare Wananga o Oxford) me Koichi Mizushima (Te Whare Wananga o Tokyo), i whakaatu i te rechargeable lithium cell me te ngaohiko i te 4 V awhe ma te whakamahi lithium hauhā konukawata (LiCoO2) hei hiko pai me te whakarewa lithium hei hiko kino.Na tenei mahi hou i whakarato i nga rawa hiko pai i taea ai nga pākahiko lithium arumoni moata.Ko te LiCoO2 he rauemi hiko pai e mahi ana hei koha katote lithium, ko te tikanga ka taea te whakamahi me tetahi taonga hiko kino atu i te whakarewa lithium.Ma te whakaahei i te whakamahi i nga rawa hiko toraro me te ngawari ki te hapai, ka taea e LiCoO2 nga punaha pākahiko rechargeable hou.Godshall et al.i tautuhia ano te uara rite o te pūhui lithium-transition metal-oxides penei i te spinel LiMn2O4, Li2MnO3, LiMnO2, LiFeO2, LiFe5O8, me LiFe5O4 (me muri mai he lithium-copper-oxide me te lithium-nickel-oxide cathode rauemi i te tau 1985)
1980 – I whakaatu a Rachid Yazami i te whakawhitiwhiti hiko hiko o te lithium i roto i te kauwhata, me te hanga i te hiko kauwhata lithium (anode).Ko nga electrolytes pararopi e waatea ana i taua wa ka pirau i te wa e utu ana me te hiko hiko kauwhata.I whakamahia e Yazami tetahi electrolyte totoka ki te whakaatu ka taea te whakawhiti whakahuri i te lithium i roto i te kauwhata ma te miihini hiko.Mai i te tau 2011, ko te hiko kauwhata a Yazami te hikohiko i whakamahia i roto i nga pākahiko lithium-ion arumoni.
Ko te hiko kino he takenga mai i roto i te PAS (polyacenic semiconductive material) i kitea e Tokio Yamabe me muri mai na Shjzukuni Yata i te timatanga o te 1980s.Ko te kakano o tenei hangarau ko te kitenga o nga polymers conductive e Ahorangi Hideki Shirakawa me tana roopu, a ka kitea ano i timata mai i te polyacetylene lithium ion pākahiko i hangaia e Alan MacDiarmid me Alan J. Heeger et al.
1982 – Godshall et al.i whakawhiwhia ki te US Patent 4,340,652 mo te whakamahi i te LiCoO2 hei cathodes i roto i nga pākahiko lithium, i runga i te Whare Wananga o Godshall's Stanford University Ph.D.tuhinga roa me nga pukapuka 1979.
1983 – I hangaia e Michael M. Thackeray, Peter Bruce, William David, me John Goodenough he porowhita konupora hei rauemi cathode whai utu mo te hokohoko mo nga pākahiko lithium-ion.
1985 – I whakahiatotia e Akira Yoshino tetahi pūtau tauira ma te whakamahi i nga rawa waro ki roto ka taea te whakauru i nga katote lithium hei hiko kotahi, me te waikura cobalt lithium (LiCoO2) ki tera.Na tenei i tino pai ake te haumaru.Na LiCoO2 i taea te hanga-ahumahi-tauine me te whakahohe i te pākahiko lithium-ion arumoni.
1989 – I kitea e Arumugam Manthiram raua ko John B. Goodenough te karaehe polyanion o cathodes.I whakaatuhia e ratou ko nga hiko pai kei roto i nga polyanion, hei tauira, te sulfates, ka whakaputa i nga ngaohiko teitei ake i te waikura na te awe o te polyanion.Kei roto i tenei akomanga polyanion nga taonga penei i te lithium iron phosphate.

< kia haere tonu...>