लिथियम-आयन बैटरी के विकास की प्रक्रिया

1970 में, एक्सॉन के एमएस व्हिटिंघम ने पहली लिथियम बैटरी बनाने के लिए कैथोड सामग्री के रूप में टाइटेनियम सल्फाइड और एनोड सामग्री के रूप में धातु लिथियम का उपयोग किया। लिथियम बैटरी की कैथोड सामग्री मैंगनीज डाइऑक्साइड या थियोनिल क्लोराइड है, और एनोड लिथियम है। बैटरी को असेंबल करने के बाद, बैटरी में वोल्टेज होता है और इसे चार्ज करने की आवश्यकता नहीं होती है। ली-आयन बैटरी (ली-आयन बैटरी) लिथियम बैटरी से विकसित की जाती है। उदाहरण के लिए, कैमरे में उपयोग की जाने वाली बटन बैटरी एक लिथियम बैटरी है। इस तरह की बैटरी को चार्ज भी किया जा सकता है, लेकिन साइकिल की परफॉर्मेंस अच्छी नहीं है। लिथियम क्रिस्टल चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के दौरान बनाना आसान होता है, जो बैटरी के आंतरिक शॉर्ट सर्किट का कारण बनता है। इसलिए, इस तरह की बैटरी आमतौर पर चार्ज करने से निषिद्ध है।

1982 में, इलिनोइस इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के आर.आर. अग्रवाल और जे.आर. सेलमैन ने पाया कि लिथियम आयनों में ग्रेफाइट को इंटरकैलेट करने की विशेषताएं हैं। यह प्रक्रिया तेज और प्रतिवर्ती है। वहीं, मेटल लिथियम से बनी लिथियम बैटरी के सेफ्टी खतरों ने ज्यादा ध्यान आकर्षित किया है। इसलिए, लोगों ने ग्रेफाइट में एम्बेडेड लिथियम आयनों की विशेषताओं का उपयोग करके रिचार्जेबल बैटरी बनाने की कोशिश की है। पहला उपलब्ध लिथियम आयन ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सफलतापूर्वक बेल लैबोरेटरीज द्वारा परीक्षण-निर्मित किया गया था।

1983 में, एम ठाकरे, जे गुडइनफ और अन्य ने पाया कि मैंगनीज स्पाइनल कम कीमत, स्थिरता और उत्कृष्ट चालकता और लिथियम चालकता के साथ एक उत्कृष्ट कैथोड सामग्री है। इसका अपघटन तापमान अधिक है, और इसका ऑक्सीकरण लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड की तुलना में बहुत कम है। शॉर्ट सर्किट या ओवरचार्ज होने पर भी यह दहन और विस्फोट के खतरे से बच सकता है।

1989 में, ए मंथीराम और जे गुडइनफ ने पाया कि एक बहुलक अनियन के साथ एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड एक उच्च वोल्टेज का उत्पादन करेगा।

1992 में, जापान के सोनी कॉर्पोरेशन ने कार्बन सामग्री के साथ एक लिथियम बैटरी का आविष्कार नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में किया और लिथियम युक्त यौगिक सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में। चार्जिंग और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, कोई धातु लिथियम नहीं है, केवल लिथियम आयन हैं। यह एक लिथियम आयन बैटरी है। इसके बाद, लिथियम-आयन बैटरी ने उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के चेहरे पर क्रांति ला दी। कैथोड सामग्री के रूप में लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड का उपयोग करने वाली इस प्रकार की बैटरी पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए मुख्य शक्ति स्रोत है।

1996 में, पाधी और गुडइनफ ने पाया कि लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) जैसे ओलिविन संरचना वाले फॉस्फेट, पारंपरिक कैथोड सामग्री की तुलना में सुरक्षित हैं, विशेष रूप से उच्च तापमान प्रतिरोध और ओवरचार्ज प्रतिरोध पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी सामग्री से कहीं अधिक है।

बैटरी विकास के इतिहास के दौरान, हम वर्तमान दुनिया बैटरी उद्योग के विकास की तीन विशेषताओं को देख सकते हैं। एक हरे और पर्यावरण के अनुकूल बैटरी का तेजी से विकास है, जिसमें लिथियम-आयन बैटरी, निकल-हाइड्रोजन बैटरी आदि शामिल हैं; दूसरा प्राथमिक बैटरी का बैटरी में रूपांतरण है, जो स्थिरता के अनुरूप है। विकास की रणनीति; तीसरा आगे छोटे, हल्के और पतले की दिशा में बैटरी विकसित करने के लिए है। वाणिज्यिक रिचार्जेबल बैटरी में, लिथियम-आयन बैटरी में उच्चतम विशिष्ट ऊर्जा होती है, विशेष रूप से बहुलक लिथियम-आयन बैटरी, जो पतली रिचार्जेबल बैटरी प्राप्त कर सकती है। यह उच्च वॉल्यूमेट्रिक विशिष्ट ऊर्जा और लिथियम-आयन बैटरी की बड़े पैमाने पर विशिष्ट ऊर्जा, रिचार्जेबल और प्रदूषण मुक्त ऊर्जा के कारण है, वर्तमान बैटरी उद्योग विकास की तीन विशेषताओं के साथ, विकसित देशों में इसकी अपेक्षाकृत तेजी से वृद्धि हुई है। दूरसंचार और सूचना बाजारों के विकास, विशेष रूप से मोबाइल फोन और नोटबुक कंप्यूटर के व्यापक उपयोग ने लिथियम-आयन बैटरी के लिए बाजार के अवसर लाए हैं। सुरक्षा में अपने अद्वितीय लाभों के साथ, लिथियम-आयन बैटरी में बहुलक लिथियम-आयन बैटरी धीरे-धीरे तरल इलेक्ट्रोलाइट लिथियम-आयन बैटरी को बदल देगी और लिथियम-आयन बैटरी की मुख्यधारा बन जाएगी। बहुलक लिथियम-आयन बैटरी को "21 वीं सदी की बैटरी" के रूप में जाना जाता है और भंडारण बैटरी का एक नया युग खोलेगा, और इसके विकास की संभावनाएं बहुत आशावादी हैं।

मार्च 2015 में, क्योटो विश्वविद्यालय के जापान के शार्प और प्रोफेसर तनाका ने सफलतापूर्वक 70 साल तक के सेवा जीवन के साथ एक लिथियम-आयन बैटरी विकसित की। इस बार उत्पादित लंबे जीवन के लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण में 8 क्यूबिक सेंटीमीटर की मात्रा है और इसे 25,000 बार तक चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है। और शार्प ने कहा कि लंबे जीवन लिथियम-आयन बैटरी को वास्तव में चार्ज करने और 10,000 बार डिस्चार्ज करने के बाद, इसका प्रदर्शन अभी भी स्थिर है।

9 अक्टूबर, 2019 को, रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने घोषणा की कि रसायन विज्ञान में 2019 का नोबेल पुरस्कार जॉन गुडइनफ, स्टेनली व्हिटिंघम और अकीरा योशिनो को लिथियम-आयन बैटरी अनुसंधान और विकास के क्षेत्र में उनके योगदान की मान्यता में दिया गया था। .