Onofhängeg vun Leeschtung, Käschten oder Sécherheet Considératiounen, all-Staat nofëllbar Batterien sinn déi bescht Wiel fir fossille Energie ze ersetzen a schlussendlech d'Strooss ze realiséieren nei Energie Gefierer.
Als Erfinder vu Kathodematerialien wéi LiCoO2, LiMn2O4 a LiFePO4, ass Goodenough bekannt am Beräich vunLithium-Ion Batterienan ass wierklech de "Papp vu Lithium-Ion Batterien".
An engem rezenten Artikel an NatureElectronics iwwerpréift den John B. Goodenough, deen 96 Joer al ass, d'Geschicht vun der Erfindung vun der nofëllbarer Lithium-Ion Batterie a weist de Wee no vir.
An den 1970er Joren ass eng Uelegkris an den USA ausgebrach.D'Realiséierung vun hirer Iwwerofhängegkeet vun Uelegimporter huet d'Regierung e groussen Effort ugefaang fir d'Solar- a Wandenergie z'entwéckelen.Wéinst der intermittierender Natur vu Solar- a Wandenergie,nofëllbar Akkuengoufen schlussendlech gebraucht fir dës erneierbar a propper Energiequellen ze späicheren.
De Schlëssel fir reversibel Laden an Entladung ass d'Reversibilitéit vun der chemescher Reaktioun!
Zu där Zäit hunn déi meescht vun den net nofëllbaren Batterien Lithium negativ Elektroden an organesch Elektrolyte benotzt.Fir nofëllbar Batterien z'erreechen, huet jidderee ugefaang un der reversibeler Embedding vu Lithiumionen an schichten Iwwergangsmetallsulfidkatoden ze schaffen.De Stanley Whittingham vun ExxonMobil huet entdeckt datt reversibel Laden an Entladung duerch Interkalatiounschemie mat Layer TiS2 als Kathodematerial erreecht ka ginn, mat dem Entladungsprodukt LiTiS2.
Dës Zell, entwéckelt vum Whittingham am Joer 1976, huet eng gutt initial Effizienz erreecht.Wéi och ëmmer, no e puer Widderhuelunge vun der Opluedstatioun an der Entladung sinn Lithium-Dendriten an der Zell geformt, déi vun der negativer op déi positiv Elektrode gewuess sinn, an e Kuerzschluss erstallt, deen den Elektrolyt entsteet.Dëse Versuch ass erëm an engem Echec opgehalen!
Mëttlerweil huet de Goodenough, deen op Oxford geplënnert ass, ënnersicht wéi vill Lithium héchstens aus de Schichten LiCoO2 a LiNiO2 Kathodematerialien ofgebaut ka ginn ier d'Struktur geännert huet.Um Enn hunn se eng reversibel Entbuedung vu méi wéi d'Halschent vum Lithium aus dem Kathodematerial erreecht.
Dës Fuerschung huet schlussendlech den Akira Yoshino vun AsahiKasei guidéiert fir déi éischt virzebereedennofëllbar Lithium-Ion Batterie: LiCoO2 als positiv Elektrode a grafitescht Kuelestoff als negativ Elektrode.Dës Batterie gouf erfollegräich an Sony d'éischt Handyen benotzt.
Fir Käschten ze reduzéieren a Sécherheet ze verbesseren.Déi ganz zolidd nofëllbar Batterie mat zolidd als Elektrolyt schéngt eng wichteg Richtung fir zukünfteg Entwécklung ze sinn.
Schonn an den 1960er Joren hunn d'europäesch Chemiker un der reversibeler Embedding vu Lithiumionen an schichten Iwwergangsmetallsulfidmaterialien geschafft.Zu där Zäit waren d'Standardelektrolyte fir nofëllbar Batterien haaptsächlech staark sauer an alkalesch wässerlech Elektrolyte wéi H2SO4 oder KOH.Well an dësen wässerlechen Elektrolyte huet H + gutt Diffusivitéit.
Zu där Zäit goufen déi stabilst nofëllbar Batterien mat Schichten NiOOH als Kathodematerial an engem staarken alkalesche waassere Elektrolyt als Elektrolyt gemaach.h+ kéint reversibel an der geschichter NiOOH Kathode agebaut ginn fir Ni(OH)2 ze bilden.de Problem war datt d'wässerlech Elektrolyt d'Spannung vun der Batterie limitéiert huet, wat zu enger gerénger Energiedicht resultéiert.
1967 hunn de Joseph Kummer an den NeillWeber vun der Ford Motor Company entdeckt datt Na+ gutt Diffusiounseigenschaften a Keramik Elektrolyte iwwer 300°C huet.Si hunn dunn eng Na-S nofëllbar Batterie erfonnt: geschmollte Natrium als negativ Elektrode a geschmollte Schwefel mat Kuelestoffbänner als positiv Elektrode.Als Resultat hunn se eng Na-S nofëllbar Batterie erfonnt: geschmollte Natrium als negativ Elektrode, geschmollte Schwefel mat engem Kuelestoffband als positiv Elektrode, an eng fest Keramik als Elektrolyt.Wéi och ëmmer, d'Betribstemperatur vun 300 ° C huet dës Batterie veruerteelt fir onméiglech ze kommerzialiséieren.
Am Joer 1986 huet Goodenough eng all-solid-state nofëllbar Lithium Batterie realiséiert ouni Dendrit Generatioun mat NASICON.De Moment sinn all-solid-state nofëllbar Lithium- a Natrium-Batterien baséiert op solid-state electrolytes wéi NASICON kommerzialiséiert.
Am Joer 2015 huet d'MariaHelena Braga vun der Universitéit vu Porto och en isoléierende porösen Oxid feste Elektrolyt mat Lithium- a Natrium-Ion-Konduktivitéit bewisen, vergläichbar mat den organeschen Elektrolyte, déi aktuell a Lithium-Ion-Batterien benotzt ginn.
Kuerz gesot, onofhängeg vun der Leeschtung, Käschte oder Sécherheetsconsidératiounen, sinn all-Staat nofëllbar Batterien déi bescht Wiel fir fossil Energie ze ersetzen a schliisslech d'Strooss op nei Energieautoen ze realiséieren!
Post Zäit: Aug-25-2022