Laibikita iṣẹ ṣiṣe, idiyele tabi awọn ero aabo, awọn batiri gbigba agbara gbogbo-ipinle jẹ yiyan ti o dara julọ lati rọpo agbara fosaili ati nikẹhin mọ ọna si awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara tuntun.
Gẹgẹbi olupilẹṣẹ ti awọn ohun elo cathode bii LiCoO2, LiMn2O4 ati LiFePO4, Goodenough jẹ olokiki daradara ni aaye tilitiumu-dẹlẹ batiriati nitootọ ni "baba ti litiumu-ion batiri".
Ninu nkan aipẹ kan ninu NatureElectronics, John B. Goodenough, ti o jẹ ẹni ọdun 96, ṣe atunyẹwo itan-akọọlẹ ti kiikan ti batiri lithium-ion gbigba agbara ati ṣafihan ọna siwaju.
Ni awọn ọdun 1970, idaamu epo kan bẹrẹ ni Amẹrika.Ni mimọ igbẹkẹle rẹ lori gbigbewọle epo, ijọba bẹrẹ igbiyanju pataki kan lati ṣe idagbasoke agbara oorun ati afẹfẹ.Nitori iseda igba diẹ ti oorun ati agbara afẹfẹ,gbigba agbara batirinikẹhin nilo lati tọju awọn isọdọtun ati awọn orisun agbara mimọ.
Bọtini si gbigba agbara iyipada ati gbigba agbara jẹ iyipada ti iṣesi kemikali!
Ni akoko yẹn, pupọ julọ awọn batiri ti kii ṣe gbigba agbara lo awọn amọna odi litiumu ati awọn elekitiroti Organic.Lati le ṣaṣeyọri awọn batiri gbigba agbara, gbogbo eniyan bẹrẹ lati ṣiṣẹ lori ifisinu iyipada ti awọn ions lithium sinu awọn cathodes irin sulfide iyipada siwa.Stanley Whittingham ti ExxonMobil ṣe awari pe gbigba agbara iyipada ati gbigba agbara le ṣee ṣe nipasẹ kemistri intercalation nipa lilo TiS2 Layer bi ohun elo cathode, pẹlu ọja idasilẹ jẹ LiTiS2.
Foonu alagbeka yii, ti o dagbasoke nipasẹ Whittingham ni ọdun 1976, ṣaṣeyọri ṣiṣe ni ibẹrẹ to dara.Bibẹẹkọ, lẹhin awọn atunwi pupọ ti gbigba agbara ati gbigba agbara, awọn dendrites lithium ṣẹda ninu sẹẹli, eyiti o dagba lati odi si elekiturodu rere, ṣiṣẹda Circuit kukuru ti o le tan ina elekitiroti naa.Igbiyanju yii, lẹẹkansi, pari ni ikuna!
Nibayi, Goodenough, ti o lọ si Oxford, n ṣe iwadii bawo ni lithium ṣe le jẹ ki o yọkuro pupọ julọ lati awọn ohun elo LiCoO2 Layer ati LiNiO2 cathode ṣaaju ki eto naa yipada.Ni ipari, wọn ṣaṣeyọri ifisinu iyipada ti o ju idaji litiumu lati ohun elo cathode.
Iwadi yii nikẹhin ṣe itọsọna Akira Yoshino ti AsahiKasei lati mura akọkọgbigba agbara litiumu-dẹlẹ batiri: LiCoO2 bi elekiturodu rere ati erogba ayaworan bi elekiturodu odi.Batiri yii ti lo ni aṣeyọri ninu awọn foonu alagbeka akọkọ ti Sony.
Lati dinku iye owo ati ilọsiwaju ailewu.Batiri gbigba agbara-gbogbo pẹlu ri to bi electrolyte dabi pe o jẹ itọsọna pataki fun idagbasoke iwaju.
Ni kutukutu bi awọn ọdun 1960, awọn onimọ-jinlẹ Yuroopu ṣiṣẹ lori ifisinu iyipada ti awọn ions litiumu sinu awọn ohun elo irin sulfide iyipada siwa.Ni akoko yẹn, awọn elekitiroti boṣewa fun awọn batiri gbigba agbara jẹ pataki ekikan ti o lagbara ati awọn elekitiroti olomi ipilẹ bii H2SO4 tabi KOH.Nitoripe, ninu awọn elekitiroti olomi wọnyi, H + ni itọsi ti o dara.
Ni akoko yẹn, awọn batiri gbigba agbara iduroṣinṣin julọ ni a ṣe pẹlu NiOOH Layer bi ohun elo cathode ati elekitiroti olomi ipilẹ to lagbara bi elekitiroti.h+ le ti wa ni ifibọ sinu ipadanu NiOOH cathode lati da Ni(OH) 2.iṣoro naa ni pe elekitiroti olomi lopin foliteji ti batiri naa, ti o mu ki iwuwo agbara kekere kan.
Ni ọdun 1967, Joseph Kummer ati NeillWeber ti Ford Motor Company ṣe awari pe Na+ ni awọn ohun-ini itankale to dara ni awọn elekitiroti seramiki loke 300°C.Lẹhinna wọn ṣẹda batiri gbigba agbara Na-S: iṣuu soda didà bi elekiturodu odi ati sulfur didà ti o ni awọn ẹgbẹ erogba ninu bi elekiturodu rere.Bi abajade, wọn ṣe apẹrẹ batiri gbigba agbara Na-S: iṣuu soda didà bi elekiturodu odi, sulfur didà ti o ni ẹgbẹ erogba kan ninu bi elekiturodu rere, ati seramiki to lagbara bi elekitiroti.Sibẹsibẹ, iwọn otutu ti n ṣiṣẹ ti 300°C ṣe iparun batiri yii ko ṣee ṣe lati ṣowo.
Ni ọdun 1986, Goodenough mọ batiri lithium gbigba agbara-gbogbo-ipinle laisi iran dendrite nipa lilo NASICON.Lọwọlọwọ, gbogbo-solid-ipinle gbigba agbara litiumu ati awọn batiri soda ti o da lori awọn elekitiroti-ipinle ti o lagbara gẹgẹbi NASICON ti jẹ iṣowo.
Ni ọdun 2015, MariaHelena Braga ti Ile-ẹkọ giga ti Porto tun ṣe afihan ohun elo elekitiroli ti o lagbara ti o ni idabobo pẹlu litiumu ati iṣesi ion iṣuu soda ti o ni afiwe si awọn elekitiroti Organic lọwọlọwọ ti a lo ninu awọn batiri lithium-ion.
Ni kukuru, laibikita iṣẹ ṣiṣe, idiyele tabi awọn ero aabo, awọn batiri gbigba agbara gbogbo-ipinle jẹ yiyan ti o dara julọ lati rọpo agbara fosaili ati nikẹhin mọ ọna si awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara tuntun!
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-25-2022