Preduli saka kinerja, biaya utawa safety anggit, kabeh-solid-state baterei isi ulang iku pilihan sing paling apik kanggo ngganti energi fosil lan pungkasanipun éling dalan kanggo kendaraan energi anyar.
Minangka penemu bahan katoda kayata LiCoO2, LiMn2O4 lan LiFePO4, Goodenough misuwur ing bidangbaterei lithium-ionlan saestu "bapak baterei lithium-ion".
Ing artikel anyar ing NatureElectronics, John B. Goodenough, sing umure 96 taun, nyemak sejarah panemuan baterei lithium-ion sing bisa diisi ulang lan nuduhake cara maju.
Ing taun 1970-an, krisis minyak njeblug ing Amerika Serikat.Sadar ketergantungan banget marang impor minyak, pamrentah miwiti upaya gedhe kanggo ngembangake energi surya lan angin.Amarga sifat intermiten energi surya lan angin,baterei sing bisa diisi ulangpungkasane dibutuhake kanggo nyimpen sumber energi sing bisa dianyari lan resik iki.
Kunci kanggo ngisi daya lan mbuwang sing bisa dibatalake yaiku kebalikan reaksi kimia!
Ing wektu kasebut, umume baterei sing ora bisa diisi ulang nggunakake elektroda negatif lithium lan elektrolit organik.Kanggo entuk baterei sing bisa diisi ulang, kabeh wong wiwit nggarap embedding ion litium sing bisa dibalik menyang katoda sulfida logam transisi sing dilapisi.Stanley Whittingham saka ExxonMobil nemokake manawa pangisian daya lan pangisi daya sing bisa dibatalake bisa digayuh kanthi kimia interkalasi nggunakake TiS2 sing dilapisi minangka bahan katoda, kanthi produk discharge yaiku LiTiS2.
Sèl iki, dikembangaké déning Whittingham ing taun 1976, ngrambah efisiensi wiwitan sing apik.Nanging, sawise pirang-pirang pangulangan ngisi lan mbuwang, dendrit litium dibentuk ing njero sel, sing tuwuh saka negatif menyang elektroda positif, nggawe sirkuit cendhak sing bisa nyebabake elektrolit.Upaya iki, maneh, pungkasane gagal!
Sauntara kuwi, Goodenough, sing pindhah menyang Oxford, nyelidiki pinten lithium paling akeh bisa dideleng saka bahan katoda LiCoO2 lan LiNiO2 sing dilapisi sadurunge struktur kasebut diganti.Pungkasane, dheweke entuk reversible de-embedding luwih saka setengah litium saka bahan katoda.
Riset iki pungkasane nuntun Akira Yoshino saka AsahiKasei kanggo nyiapake pisananbaterei lithium-ion sing bisa diisi ulang: LiCoO2 minangka elektroda positif lan karbon grafit minangka elektroda negatif.Baterei iki kasil digunakake ing ponsel Sony sing paling wiwitan.
Supaya bisa nyuda biaya lan nambah safety.Baterei sing bisa diisi ulang kabeh kanthi padhet kaya elektrolit katon minangka arah penting kanggo pangembangan mangsa ngarep.
Wiwit taun 1960-an, ahli kimia Eropa ngupayakake embedding ion litium sing bisa dibalik dadi bahan sulfida logam transisi berlapis.Ing wektu kasebut, elektrolit standar kanggo baterei sing bisa diisi ulang utamane yaiku elektrolit banyu asam lan alkali kayata H2SO4 utawa KOH.Amarga, ing elektrolit banyu iki, H+ nduweni difusivitas sing apik.
Ing wektu kasebut, baterei sing bisa diisi ulang sing paling stabil digawe kanthi lapisan NiOOH minangka bahan katoda lan elektrolit banyu alkali sing kuwat minangka elektrolit.h+ bisa dibalèkaké ing katoda NiOOH berlapis kanggo mbentuk Ni(OH)2.masalah ana sing elektrolit banyu mbatesi voltase baterei, asil ing Kapadhetan energi kurang.
Ing taun 1967, Joseph Kummer lan NeillWeber saka Ford Motor Company nemokake yen Na+ nduweni sifat difusi sing apik ing elektrolit keramik ing ndhuwur 300°C.Dheweke banjur nemokake baterei sing bisa diisi ulang Na-S: natrium cair minangka elektroda negatif lan belerang cair sing ngemot pita karbon minangka elektroda positif.Akibaté, padha nemokke baterei isi ulang Na-S: molten sodium minangka elektroda negatif, belerang molten ngemot pita karbon minangka elektroda positif, lan keramik ngalangi minangka elektrolit.Nanging, temperatur operasi 300°C nyebabake baterei iki ora bisa dikomersialake.
Ing taun 1986, Goodenough nyadari baterei lithium sing bisa diisi ulang kabeh-padat tanpa generasi dendrite nggunakake NASICON.Saiki, baterei lithium lan sodium sing bisa diisi ulang kabeh-padat adhedhasar elektrolit negara padhet kayata NASICON wis dikomersialake.
Ing taun 2015, MariaHelena Braga saka Universitas Porto uga nduduhake elektrolit padat oksida keropos kanthi konduktivitas ion lithium lan sodium sing bisa dibandhingake karo elektrolit organik sing saiki digunakake ing baterei lithium-ion.
Ing cendhak, preduli saka kinerja, biaya utawa safety anggit, kabeh-solid-state baterei isi ulang iku pilihan sing paling apik kanggo ngganti energi fosil lan pungkasanipun éling dalan kanggo kendaraan energi anyar!
Wektu kirim: Aug-25-2022