Новобаста аз омилҳо, арзишҳо ва масъалаҳои бехатарӣ, батареяҳои пурқувватшавандаи пурраи ҳолати сахт беҳтарин интихоб барои иваз кардани энергияи истихроҷшаванда мебошанд ва дар ниҳоят роҳ ба мошинҳои нави энергетикиро амалӣ мекунанд.
Ҳамчун ихтироъкори маводи катодӣ ба монанди LiCoO2, LiMn2O4 ва LiFePO4, Goodenough дар соҳаибатареяҳои литий-ионва дар ҳақиқат "падари батареяҳои литий-ионӣ" аст.
Дар як мақолаи ахир дар NatureElectronics, Ҷон Б. Гуденоф, ки 96 сол дорад, таърихи ихтирои батареяи пуркунандаи литий-ионро баррасӣ карда, роҳи пешрафтро нишон медиҳад.
Дар солҳои 1970-ум дар Иёлоти Муттаҳида бӯҳрони нафт сар зад.Вобастагии аз ҳад зиёди худ аз воридоти нафтро дарк намуда, ҳукумат кӯшиши зиёдро барои рушди энергияи офтоб ва шамол оғоз кард.Бинобар хусусияти фосилавии энергияи офтоб ва шамол.батареяҳои барқгирандадар ниҳоят барои нигоҳ доштани ин манбаъҳои барқароршаванда ва тозаи энергия зарур буданд.
Калиди баргардонидан ва холӣ кардан ин баргардонидани реаксияи химиявӣ аст!
Дар он вақт аксари батареяҳои барқгиранда электродҳои манфии литий ва электролитҳои органикиро истифода мебурданд.Барои ноил шудан ба батареяҳои барқгиранда, ҳама ба ҷобаҷогузории баръакси ионҳои литий ба катодҳои сульфиди металлии қабати гузаранда шурӯъ карданд.Стэнли Уиттингем аз ExxonMobil кашф кард, ки пуркунии баргардонидашаванда ва холӣ метавонад тавассути химияи байниҳамдигарӣ бо истифода аз қабати TiS2 ҳамчун маводи катодӣ ва маҳсулоти разряд LiTiS2 ба даст оварда шавад.
Ин ҳуҷайра, ки аз ҷониби Уиттингем соли 1976 таҳия шудааст, самаранокии хуби ибтидоӣ ба даст овард.Аммо пас аз чанд такрори пуркунии барқ ва холӣ, дендритҳои литий дар дохили ҳуҷайра ба вуҷуд омадаанд, ки аз электроди манфӣ ба электроди мусбат табдил ёфта, занҷираи кӯтоҳе ба вуҷуд меоранд, ки электролитро даргиронда метавонистанд.Ин кӯшиш, боз, бо ноком анҷом ёфт!
Дар ҳамин ҳол, Гуденоф, ки ба Оксфорд кӯчидааст, таҳқиқ мекард, ки то тағир додани сохтор чӣ қадар литийро аз маводи қабати катодҳои LiCoO2 ва LiNiO2 хориҷ кардан мумкин аст.Дар нихояти кор, онхо ба де-минтакаи баръакси бештар аз нисфи литий аз материали катод ноил гардиданд.
Ин тадқиқот дар ниҳоят Акира Йошино аз АсахиКасейро барои омода кардани аввалин роҳнамоӣ кардбатареяи барқгиранда литий-ион: LiCoO2 ҳамчун электроди мусбат ва карбон графитӣ ҳамчун электроди манфӣ.Ин батарея дар аввалин телефонҳои мобилии Sony бомуваффақият истифода мешуд.
Бо мақсади кам кардани хароҷот ва беҳтар кардани бехатарӣ.Батареяи пурқуввати пурқувват бо электролит ҳамчун як самти муҳим барои рушди оянда ба назар мерасад.
Ҳанӯз дар солҳои 1960-ум, химикҳои аврупоӣ дар ҷобаҷогузории баръакси ионҳои литий ба маводҳои сульфиди металлии гузаранда кор мекарданд.Дар он вақт, электролитҳои стандартӣ барои батареяҳои барқгиранда асосан электролитҳои обии қавии туршӣ ва сілтӣ ба монанди H2SO4 ё KOH буданд.Зеро дар ин электролитҳои обӣ H+ диффузияи хуб дорад.
Дар он вақт, батареяҳои устувортарини барқгиранда бо қабати NiOOH ҳамчун маводи катодӣ ва электролитҳои обии сілтӣ ҳамчун электролит сохта шуда буданд.h+ метавонист ба таври баръакс дар катоди қабати NiOOH ҷойгир карда, Ni(OH)2-ро ташкил дод.масъала дар он буд, ки электролитҳои обӣ шиддати батареяро маҳдуд карда, зичии ками энергияро ба вуҷуд овард.
Дар соли 1967 Ҷозеф Куммер ва Нил Вебер аз ширкати Форд Моторӣ кашф карданд, ки Na+ дар электролитҳои сафолӣ дар ҳарорати аз 300°С боло хосиятҳои хуби диффузия дорад.Сипас онҳо батареяи барқгирандаи Na-S ихтироъ карданд: натрийи гудохта ҳамчун электроди манфӣ ва сулфури гудохта дорои тасмаҳои карбон ҳамчун электроди мусбат.Дар натиҷа, онҳо батареяи пуркунандаи Na-S ихтироъ карданд: натрийи гудохта ҳамчун электроди манфӣ, сулфури гудохта дорои банди карбон ҳамчун электроди мусбат ва сафоли сахт ҳамчун электролит.Бо вуҷуди ин, ҳарорати кории 300 ° C ин батареяро ба тиҷорат табдил дод.
Дар соли 1986, Goodenough як батареяи пурраи литийии барқгирандаро бидуни тавлиди дендрит бо истифода аз NASICON амалӣ кард.Дар айни замон, батареяҳои пурраи барқгирандаи литий ва натрий дар асоси электролитҳои ҳолати сахт ба монанди NASICON тиҷоратӣ шудаанд.
Дар соли 2015, МарияХелена Брага аз Донишгоҳи Порто инчунин як электролити сахти оксиди ковокии изолятсияро бо гузариши ионҳои литий ва натрий, ки бо электролитҳои органикӣ, ки ҳоло дар батареяҳои литий-ион истифода мешаванд, муқоиса кард, нишон дод.
Хулоса, новобаста аз мӯҳлатҳои кор, арзиш ва бехатарӣ, батареяҳои пурқувватшавандаи пурраи ҳолати сахт беҳтарин интихоб барои иваз кардани энергияи истихроҷшаванда мебошанд ва дар ниҳоят роҳ ба мошинҳои нави энергетикиро амалӣ мекунанд!
Вақти фиристодан: 25 август-2022