Histoire des batteries lithium-ion du fabricant de batteries lithium-ion personnalisées

Histoire des batteries lithium-ion du fabricant de batteries lithium-ion personnalisées

Dans la dernière partie des années 1970, un groupe de chercheurs du monde entier a commencé à créer ce qui pourrait devenir la batterie au lithium-particules, une sorte de batterie alimentée par batterie qui contrôlerait finalement tout, du matériel polyvalent aux véhicules électriques et aux téléphones portables. Cette semaine, le prix Nobel de chimie 2019 a été décerné à trois chercheurs, John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham et Akira Yoshino, pour leur travail dans la construction de cette batterie. Selon l'association officielle du prix Nobel, \"cette batterie légère, alimentée par batterie et révolutionnaire est actuellement utilisée dans tout, des téléphones portables aux PC et aux véhicules électriques. Elle peut également stocker des mesures critiques d'énergie provenant de l'énergie solaire et éolienne, rendant concevable une société sans dérivés du pétrole. \"

L'histoire de la batterie au lithium-ion

Au cours de l'urgence pétrolière des années 1970, Stanley Whittingham, un physicien anglais travaillant pour Exxon portable à ce moment-là, a commencé à étudier la possibilité d'une autre batterie - une qui pourrait se mettre sous tension toute seule dans un court laps de temps et peut-être conduire à une batterie sans énergie fossile. journée. Dans sa première tentative, il a essayé d'utiliser le disulfure de titane et le lithium métal comme anodes, mais le mélange représentait quelques difficultés, y compris de véritables problèmes de sécurité. Après que les batteries du fabricant de batteries lithium-ion personnalisées se sont court-circuitées et ont pris feu, Exxon a choisi d'arrêter l'analyse.

Quoi qu'il en soit, John B. Goodenough, actuellement professeur de design à l'Université du Texas à Austin, avait une autre pensée. Dans les années 1980, il a testé l'utilisation d'oxyde de lithium et de cobalt comme cathode plutôt que de disulfure de titane, ce qui a porté ses fruits: la batterie a multiplié son potentiel énergétique.

En utilisant des techniques d'imagerie telles que la microCT et la microscopie électronique, les scientifiques peuvent créer des images 2D et 3D, leur permettant de voir la batterie à pleine échelle, du niveau de la cellule au niveau atomique. De là, ils peuvent développer une compréhension fondamentale des matériaux de la batterie à partir des informations microstructurales extraites des images.

Pour étudier l'évolution des changements de structure et de composition des matériaux ainsi que les formations de défauts, les scientifiques se tournent vers la spectroscopie, comme le Raman, la RMN, la diffraction des rayons X et la spectrométrie de masse. En utilisant ces techniques, les chercheurs peuvent analyser les matériaux des électrodes pendant leur chargement et donner des informations qu'ils ne verraient pas autrement.

Après cinq ans, Akira Yoshino de l'Université Meijo de Nagoya, au Japon, a fait un autre commerce. Plutôt que d'utiliser du lithium métal réactif comme anode, il a essayé d'utiliser un matériau carboné, le coke d'huile, ce qui a suscité une découverte progressive: non seulement la nouvelle batterie était-elle tout à fait plus sûre sans lithium métal, l'exécution de la batterie était plus stable, de cette manière. livraison du modèle principal de la batterie lithium-particules.

Propriétés du lithium

Le lithium a quelques capacités attrayantes pour l'activité à l'intérieur d'une alimentation par batteriefabricant de batterie au lithium-ion personnalisé. C'est le plus léger, tout compte fait, et a le meilleur potentiel électrochimique et présente la plus grande épaisseur d'énergie par kg. Par la suite, des packs de batteries rechargeables utilisant des anodes au lithium métal (cathodes négatives) sont équipés pour donner une tension élevée et une limite incroyable, provoquant ainsi une énorme épaisseur d'énergie élevée.

Suite à une enquête de conduite sur des batteries rechargeables à particules li tout au long des années 1980, il a été constaté que les changements provoqués par le cyclage sur la cathode au lithium entraînaient une menace potentielle d'incendie. Ces ajustements, qui représentent un kilométrage normal, réduisent la sécurité thermique des téléphones, provoquant des conditions de chaleur potentielles. Au moment où ces conditions apparaissent, la température de la cellule se rapproche rapidement de l'objectif de ramollissement du lithium, provoquant une réponse approximative connue sous le nom de «ventilation avec feu». Pour démontrer la situation actuelle, un grand nombre de batteries au lithium alimentées par batterie expédiées au Japon doivent être examinées en 1991 lorsqu'une batterie dans un téléphone portable a produit des gaz brûlants et consomme l'individu du propriétaire.

Cette surchauffe et ce risque d'incendie en raison de l'instabilité fondamentale du lithium métal, en particulier tout au long de la méthode de rechargement, provoquent un passage des tests logiques à une batterie au lithium non métallique utilisant des particules de lithium. Bien que les Li-Ions aient une épaisseur d'énergie légèrement inférieure à celle du lithium métal, la particule de lithium est intrinsèquement protégée, étant donné que certaines mesures de sécurité sont mises en place lors de la recharge et de la libération. En raison de ces développements, Sony a créé et vendu la batterie Li-particule sous-jacente pour une utilisation commerciale en 1991. Peu de temps après, d'autres producteurs de batteries ont créé et vendu leurs propres variétés de batteries Li-particules rechargeables. À l'heure actuelle, la batterie au lithium de particules de cfabricant de batterie au lithium-ion ustomest l'innovation de batterie la plus vive et la plus énergisante accessible à travers une large base de déterminations d'engrenages électroniques.

Densité d'énergie

Le bloc de batterie à particules Li fournit souvent le double de l'épaisseur d'énergie de celle de la batterie au nickel-cadmium normale. Des développements supplémentaires et des progrès dans les actifs dynamiques d'anode ont amélioré l'épaisseur d'énergie à peu près plusieurs fois celle de la batterie au nickel-cadmium. Tout aussi énorme limite, les points forts du tas sont généreux et la libération de force se poursuit également avec le Ni-Cd en ce qui concerne les caractéristiques de libération.

Le pack de batteries de particules Li nécessite un entretien moindre. C'est un avantage sur les autres avancées de la batterie car il n'y a pas de mémoire et aucun cycle planifié ne devrait prolonger la durée de vie de la batterie. De plus, la libération par soi-même n'est pas exactement à moitié contrastée avec le nickel-cadmium et le NiMH, ce qui donne lieu à des batteries Li-Ion appropriées pour les applications de mesure de carburant actuelles.

Qualités et limites des batteries lithium-ion.

Points d'interêts:

• une. Épaisseur d'énergie plus élevée, capacité pour des limites encore plus notables.

• b. L'auto-libération généralement faible, l'auto-libération ne représente pas exactement une grande partie de celle du nickel-cadmium et du NiMH.

• c. Entretien insignifiant, aucune libération occasionnelle n'est requise; pas de mémoire.

Contraintes:

• une. Nécessite un circuit de sécurité, le circuit d'assurance limite la tension et le courant. La batterie est protégée si elle n'est pas incitée.

• b. Sous réserve de maturation, qu'elle ne soit pas utilisée ou non, trouver la batterie dans une région fraîche et à 40% de condition de charge limite l'impact de la maturation.

• c. Courant de libération moyen.

• ré. Sous réserve des lois sur les transports, l'expédition de mesures plus importantes de batteries Li-particules peut également dépendre d'un contrôle administratif. Cette limitation n'a pas d'importance pour les batteries portables individuelles defabricant de batterie au lithium-ion personnalisé.

• e. Coûteux à fabriquer, environ 40% plus cher que le nickel cadmium. Une meilleure conception des stratégies et le remplacement des métaux rares avec des décisions de moindre coût entraîneront selon toute vraisemblance une baisse du prix de la vignette.

• F. Pas complètement créés, les ajustements dans les mélanges de métaux et de composés affectent les résultats de l'évaluation de la batterie, en particulier avec certaines techniques d'évaluation rapide.

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