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लिथियम बैटरी का विकास

10 अक्टूबर, 2021

By हॉपप्टो

बैटरी डिवाइस की उत्पत्ति लीडेन बोतल की खोज से शुरू हो सकती है। लीडेन बोतल का आविष्कार पहली बार डच वैज्ञानिक पीटर वैन मुशचेनब्रोक ने 1745 में किया था। लेडेन जार एक आदिम संधारित्र उपकरण है। यह एक इन्सुलेटर द्वारा अलग किए गए दो धातु शीट से बना है। ऊपर दी गई धातु की छड़ का उपयोग चार्ज को स्टोर और रिलीज करने के लिए किया जाता है। जब आप रॉड को छूते हैं जब धातु की गेंद का उपयोग किया जाता है, तो लीडेन बोतल आंतरिक विद्युत ऊर्जा को रख या हटा सकती है, और इसका सिद्धांत और तैयारी सरल है। कोई भी इच्छुक व्यक्ति इसे घर पर खुद बना सकता है, लेकिन इसकी सरल गाइड के कारण इसकी स्व-निर्वहन घटना अधिक गंभीर है। आम तौर पर, सभी बिजली कुछ घंटों से कुछ दिनों में छुट्टी दे दी जाएगी। हालांकि, लीडेन बोतल का उद्भव बिजली के अनुसंधान में एक नया चरण है।

लीडेन बोतल

1790 के दशक में, इतालवी वैज्ञानिक लुइगी गलवानी ने मेंढक के पैरों को जोड़ने के लिए जस्ता और तांबे के तारों के उपयोग की खोज की और पाया कि मेंढक के पैर चिकोटी काटेंगे, इसलिए उन्होंने "बायोइलेक्ट्रिकिटी" की अवधारणा का प्रस्ताव रखा। इस खोज ने इटली के वैज्ञानिक एलेसेंड्रो को चिकोटी काट दिया। वोल्टा की आपत्ति वोल्टा का मानना ​​है कि मेंढक की टांगों का फड़कना मेंढक पर विद्युत धारा के बजाय धातु से उत्पन्न विद्युत धारा से आता है। गलवानी के सिद्धांत का खंडन करने के लिए वोल्टा ने अपने प्रसिद्ध वोल्टा स्टैक का प्रस्ताव रखा। वोल्टाइक स्टैक में बीच में खारे पानी में भिगोए गए कार्डबोर्ड के साथ जस्ता और तांबे की चादरें होती हैं। यह प्रस्तावित रासायनिक बैटरी का प्रोटोटाइप है।
वोल्टाइक सेल का इलेक्ट्रोड अभिक्रिया समीकरण:

धनात्मक इलेक्ट्रोड: 2H^++2e^-→H_2

नकारात्मक इलेक्ट्रोड: Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

वोल्टाइक स्टैक

1836 में, ब्रिटिश वैज्ञानिक जॉन फ्रेडरिक डेनियल ने बैटरी में हवा के बुलबुले की समस्या को हल करने के लिए डेनियल बैटरी का आविष्कार किया। डेनियल बैटरी में आधुनिक रासायनिक बैटरी का प्राथमिक रूप है। यह दो हिस्सों से मिलकर बना है। सकारात्मक भाग को कॉपर सल्फेट के घोल में डुबोया जाता है। कॉपर का दूसरा भाग जिंक सल्फेट के घोल में डूबा हुआ होता है। मूल डेनियल बैटरी को तांबे के जार में कॉपर सल्फेट के घोल से भरा गया था और केंद्र में एक सिरेमिक झरझरा बेलनाकार कंटेनर डाला गया था। इस सिरेमिक कंटेनर में नेगेटिव इलेक्ट्रोड के रूप में जिंक रॉड और जिंक सल्फेट होता है। समाधान में, सिरेमिक कंटेनर में छोटे छेद दो चाबियों को आयनों का आदान-प्रदान करने की अनुमति देते हैं। आधुनिक डेनियल बैटरी इस प्रभाव को प्राप्त करने के लिए ज्यादातर नमक पुलों या अर्ध-पारगम्य झिल्ली का उपयोग करती हैं। डेनियल बैटरियों का उपयोग टेलीग्राफ नेटवर्क के लिए एक शक्ति स्रोत के रूप में तब तक किया जाता था जब तक कि सूखी बैटरियों ने उन्हें बदल नहीं दिया।

डैनियल बैटरी का इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया समीकरण:

धनात्मक इलेक्ट्रोड: 〖Cu〗^(2+)+2e^-→Cu

नकारात्मक इलेक्ट्रोड: Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

डेनियल बैटरी

अब तक, बैटरी का प्राथमिक रूप निर्धारित किया गया है, जिसमें सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट शामिल हैं। इस आधार पर, अगले 100 वर्षों में बैटरियों का तेजी से विकास हुआ है। 1856 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक गैस्टन प्लांटे ने लेड-एसिड बैटरी का आविष्कार सहित कई नए बैटरी सिस्टम सामने आए हैं। लेड-एसिड बैटरी इसकी बड़ी आउटपुट करंट और कम कीमत ने व्यापक ध्यान आकर्षित किया है, इसलिए इसका उपयोग कई मोबाइल उपकरणों में किया जाता है, जैसे कि शुरुआती इलेक्ट्रिक वाहन। इसे अक्सर कुछ अस्पतालों और बेस स्टेशनों के लिए बैकअप बिजली आपूर्ति के रूप में उपयोग किया जाता है। लीड-एसिड बैटरी मुख्य रूप से लेड, लेड डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड सॉल्यूशन से बनी होती हैं, और उनका वोल्टेज लगभग 2V तक पहुंच सकता है। आधुनिक समय में भी, लेड-एसिड बैटरियों को उनकी परिपक्व तकनीक, कम कीमतों और सुरक्षित जल-आधारित प्रणालियों के कारण समाप्त नहीं किया गया है।

लीड-एसिड बैटरी का इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया समीकरण:

Positive electrode: PbO_2+〖SO〗_4^(2-)+4H^++2e^-→Pb〖SO〗_4+2H_2 O

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: Pb+〖SO〗_4^(2-)→Pb〖SO〗_4+2e^-

शीशा अम्लीय बैटरी

1899 में स्वीडिश वैज्ञानिक वाल्डेमर जुंगनर द्वारा आविष्कार की गई निकल-कैडमियम बैटरी, लेड-एसिड बैटरी की तुलना में इसकी उच्च ऊर्जा घनत्व के कारण, छोटे मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जैसे कि शुरुआती वॉकमेन में अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। लेड-एसिड बैटरी के समान। 1990 के दशक से निकल-कैडमियम बैटरी का भी व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, लेकिन उनकी विषाक्तता अपेक्षाकृत अधिक है, और बैटरी का एक विशिष्ट स्मृति प्रभाव होता है। यही कारण है कि हम अक्सर कुछ बड़े वयस्कों को यह कहते हुए सुनते हैं कि रिचार्ज करने से पहले बैटरी को पूरी तरह से डिस्चार्ज कर देना चाहिए और बेकार बैटरी जमीन को दूषित कर देगी, इत्यादि। (ध्यान दें कि वर्तमान बैटरियां भी अत्यधिक जहरीली होती हैं और उन्हें हर जगह नहीं फेंका जाना चाहिए, लेकिन वर्तमान लिथियम बैटरी में मेमोरी लाभ नहीं होता है, और अधिक डिस्चार्ज बैटरी जीवन के लिए हानिकारक है।) निकल-कैडमियम बैटरी पर्यावरण के लिए अधिक हानिकारक हैं, और उनके तापमान के साथ आंतरिक प्रतिरोध बदल जाएगा, जिससे चार्जिंग के दौरान अत्यधिक करंट के कारण नुकसान हो सकता है। 2005 के आसपास निकल-हाइड्रोजन बैटरी ने धीरे-धीरे इसे खत्म कर दिया। अब तक, निकल-कैडमियम बैटरी बाजार में बहुत कम देखी जाती हैं।

निकल-कैडमियम बैटरी का इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया समीकरण:

Positive electrode: 2NiO(OH)+2H_2 O+2e^-→2OH^-+2Ni〖(OH)〗_2

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: Cd+2OH^-→Cd〖(OH)〗_2+2e^-

निकल-कैडमियम बैटरी

लिथियम धातु बैटरी चरण

1960 के दशक में, लोगों ने अंततः आधिकारिक तौर पर लिथियम बैटरी के युग में प्रवेश किया।

1817 में ही लिथियम धातु की खोज की गई थी, और लोगों ने जल्द ही महसूस किया कि लिथियम धातु के भौतिक और रासायनिक गुण स्वाभाविक रूप से बैटरी के लिए सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं। इसमें कम घनत्व (0.534g cm〗^(-3)), बड़ी क्षमता (3860mAh g^(-1) तक सैद्धांतिक), और इसकी कम क्षमता (मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की तुलना में -3.04V) है। ये लगभग लोगों को बता रहे हैं कि मैं आदर्श बैटरी की नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री हूं। हालाँकि, लिथियम धातु में ही बड़ी समस्याएँ हैं। यह बहुत सक्रिय है, पानी के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करता है, और ऑपरेटिंग वातावरण पर इसकी उच्च आवश्यकताएं हैं। इसलिए काफी देर तक लोग इससे बेबस रहे।

1913 में, लुईस और कीज़ ने लिथियम धातु इलेक्ट्रोड की क्षमता को मापा। और इलेक्ट्रोलाइट के रूप में प्रोपाइलामाइन समाधान में लिथियम आयोडाइड के साथ एक बैटरी परीक्षण किया, हालांकि यह विफल रहा।

1958 में, विलियम सिडनी हैरिस ने अपने डॉक्टरेट थीसिस में उल्लेख किया कि उन्होंने लिथियम धातु को विभिन्न कार्बनिक एस्टर समाधानों में रखा और निष्क्रियता परतों की एक श्रृंखला के गठन का अवलोकन किया (परक्लोरिक एसिड में लिथियम धातु सहित)। लिथियम लीक्लो_4

प्रोपलीन कार्बोनेट के पीसी समाधान में घटना, और यह समाधान भविष्य में लिथियम बैटरी में एक महत्वपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम है), और एक विशिष्ट आयन संचरण घटना देखी गई है, इसलिए इसके आधार पर कुछ प्रारंभिक इलेक्ट्रोडपोजिशन प्रयोग किए गए हैं। इन प्रयोगों से आधिकारिक तौर पर लिथियम बैटरी का विकास हुआ।

1965 में, NASA ने लिथियम परक्लोरेट पीसी सॉल्यूशंस में Li || Cu बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग घटना पर एक गहन अध्ययन किया। LiBF_4, LiI, LiAl〖Cl〗_4, LiCl के विश्लेषण सहित अन्य इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम, इस शोध ने कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम में बहुत रुचि पैदा की है।

1969 में, एक पेटेंट ने दिखाया कि किसी ने लिथियम, सोडियम और पोटेशियम धातुओं का उपयोग करके कार्बनिक समाधान बैटरी का व्यवसायीकरण करने का प्रयास करना शुरू कर दिया था।

1970 में, जापान के पैनासोनिक कॉर्पोरेशन ने Li‖CF_x बैटरी का आविष्कार किया, जहां x का अनुपात आमतौर पर 0.5-1 होता है। CF_x एक फ्लोरोकार्बन है। हालांकि फ्लोरीन गैस अत्यधिक जहरीली होती है, फ्लोरोकार्बन अपने आप में एक ऑफ-व्हाइट नॉन-टॉक्सिक पाउडर होता है। Li‖CF_x बैटरी के उद्भव को पहली वास्तविक वाणिज्यिक लिथियम बैटरी कहा जा सकता है। Li‖CF_x ┤ बैटरी एक प्राथमिक बैटरी है। फिर भी, इसकी क्षमता बहुत बड़ी है, सैद्धांतिक क्षमता 865mAh Kg〗^(-1) है, और इसका डिस्चार्ज वोल्टेज लंबी दूरी में बहुत स्थिर है। इसलिए, शक्ति स्थिर है और स्व-निर्वहन घटना छोटी है। लेकिन इसकी दर बहुत कम है और इसे चार्ज नहीं किया जा सकता है। इसलिए, इसे आम तौर पर Li‖CF_x ┤-MnO_2 बैटरी बनाने के लिए मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ जोड़ा जाता है, जिसका उपयोग कुछ छोटे सेंसर, घड़ियों आदि के लिए आंतरिक बैटरी के रूप में किया जाता है, और इसे समाप्त नहीं किया गया है।

धनात्मक इलेक्ट्रोड: CF_x+xe^-+x〖Li〗^+→C+xLiF

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: Li→〖Li〗^++e^-

ली||सीएफएक्स बैटरी योजनाबद्ध

1975 में, जापान के सान्यो कॉर्पोरेशन ने Li‖MnO_2 ┤ बैटरी का आविष्कार किया, जिसका पहली बार रिचार्जेबल सोलर कैलकुलेटर में उपयोग किया गया था। इसे पहली रिचार्जेबल लिथियम बैटरी माना जा सकता है। यद्यपि यह उत्पाद उस समय जापान में एक बड़ी सफलता थी, लोगों को इस तरह की सामग्री की गहरी समझ नहीं थी और यह लिथियम और मैंगनीज डाइऑक्साइड को नहीं जानता था। प्रतिक्रिया के पीछे किस तरह का कारण है?

लगभग उसी समय, अमेरिकी एक पुन: प्रयोज्य बैटरी की तलाश में थे, जिसे अब हम द्वितीयक बैटरी कहते हैं।

1972 में, MBArmand (शुरुआत में कुछ वैज्ञानिकों के नाम का अनुवाद नहीं किया गया था) एक सम्मेलन पत्र M_(0.5) Fe〖(CN)〗_3 (जहाँ M एक क्षार धातु है) और प्रशिया नीली संरचना वाली अन्य सामग्री में प्रस्तावित है। , और इसके आयन अंतर्संयोजन परिघटना का अध्ययन किया। और 1973 में, जे। ब्रॉडहेड और बेल लैब्स के अन्य लोगों ने धातु डाइक्लोजेनाइड्स में सल्फर और आयोडीन परमाणुओं के अंतर्संबंध की घटना का अध्ययन किया। आयन इंटरकलेशन घटना पर ये प्रारंभिक अध्ययन लिथियम बैटरी की क्रमिक प्रगति के लिए सबसे महत्वपूर्ण प्रेरक शक्ति हैं। इन अध्ययनों के कारण मूल शोध सटीक है कि बाद में लिथियम-आयन बैटरी संभव हो जाती है।


1975 में, एक्सॉन के मार्टिन बी। डाइन्स (एक्सॉन मोबिल के पूर्ववर्ती) ने संक्रमण धातु डाइक्लोजेनाइड्स और क्षार धातुओं की एक श्रृंखला के बीच अंतर्संबंध पर प्रारंभिक गणना और प्रयोग किए और उसी वर्ष, एक्सॉन एक और नाम था वैज्ञानिक एमएस व्हिटिंगम ने एक पेटेंट प्रकाशित किया Li‖TiS_2 पूल पर। और 1977 में, Exoon ने Li-Al‖TiS_2┤ पर आधारित एक बैटरी का व्यावसायीकरण किया, जिसमें लिथियम एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी की सुरक्षा को बढ़ा सकती है (हालांकि अभी भी एक अधिक महत्वपूर्ण जोखिम है)। उसके बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका में एवरेडी द्वारा इस तरह के बैटरी सिस्टम का क्रमिक रूप से उपयोग किया गया है। बैटरी कंपनी और ग्रेस कंपनी का व्यावसायीकरण। Li‖TiS_2 बैटरी सही मायने में पहली सेकेंडरी लिथियम बैटरी हो सकती है, और यह उस समय की सबसे हॉट बैटरी सिस्टम भी थी। उस समय, इसका ऊर्जा घनत्व लेड-एसिड बैटरी से लगभग 2-3 गुना अधिक था।

प्रारंभिक ली का योजनाबद्ध आरेख || TiS2 बैटरी

धनात्मक इलेक्ट्रोड: TiS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x TiS_2

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: Li→〖Li〗^++e^-

उसी समय, कनाडा के वैज्ञानिक MA Py ने 2 में Li‖MoS_1983┤ बैटरी का आविष्कार किया, जिसका ऊर्जा घनत्व 60-65Wh 〖Kg〗^(-1) 1/3C पर हो सकता है, जो Li‖TiS_2┤ के बराबर है। बैटरी। इसके आधार पर, 1987 में, कनाडाई कंपनी मोली एनर्जी ने वास्तव में व्यापक रूप से व्यावसायिक लिथियम बैटरी लॉन्च की, जिसकी दुनिया भर में व्यापक रूप से मांग थी। यह एक ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण घटना होनी चाहिए थी, लेकिन विडंबना यह है कि यह बाद में मोली के पतन का कारण भी बन रही है। फिर 1989 के वसंत में, मोली कंपनी ने अपनी दूसरी पीढ़ी के Li‖MoS_2┤ बैटरी उत्पादों को लॉन्च किया। 1989 के वसंत के अंत में, मोली की पहली पीढ़ी के Li‖MoS_2┤ बैटरी उत्पाद में विस्फोट हो गया और बड़े पैमाने पर दहशत फैल गई। उसी वर्ष की गर्मियों में, सभी उत्पादों को वापस बुला लिया गया, और पीड़ितों को मुआवजा दिया गया। उसी वर्ष के अंत में, मोली एनर्जी ने दिवालिया घोषित कर दिया और 1990 के वसंत में जापान के एनईसी द्वारा अधिग्रहित कर लिया गया। यह उल्लेखनीय है कि यह अफवाह है कि उस समय एक कनाडाई वैज्ञानिक जेफ डैन, मोली में बैटरी परियोजना का नेतृत्व कर रहे थे। Li‖MoS_2 बैटरियों की निरंतर सूची के विरोध के कारण ऊर्जा और इस्तीफा दे दिया।

सकारात्मक इलेक्ट्रोड: MoS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x MoS_2

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: Li→〖Li〗^++e^-

ताइवान ने मोली एनर्जी द्वारा निर्मित वर्तमान 18650 बैटरी हासिल कर ली है

अब तक, लिथियम धातु बैटरी ने धीरे-धीरे जनता की नजरों को छोड़ दिया है। हम देख सकते हैं कि 1970 से 1980 की अवधि के दौरान, लिथियम बैटरी पर वैज्ञानिकों का शोध मुख्य रूप से कैथोड सामग्री पर केंद्रित था। अंतिम लक्ष्य हमेशा संक्रमण धातु डाइक्लोजेनाइड्स पर केंद्रित होता है। उनकी स्तरित संरचना (संक्रमण धातु डाइक्लोजेनाइड्स का अब व्यापक रूप से द्वि-आयामी सामग्री के रूप में अध्ययन किया जाता है) के कारण, उनकी परतें और लिथियम आयनों के सम्मिलन को समायोजित करने के लिए परतों के बीच पर्याप्त अंतराल हैं। उस समय, इस अवधि के दौरान एनोड सामग्री पर बहुत कम शोध हुआ था। यद्यपि कुछ अध्ययनों ने इसकी स्थिरता को बढ़ाने के लिए लिथियम धातु के मिश्र धातु पर ध्यान केंद्रित किया है, लिथियम धातु स्वयं बहुत अस्थिर और खतरनाक है। हालांकि मोली का बैटरी विस्फोट एक ऐसी घटना थी जिसने दुनिया को झकझोर कर रख दिया था, लेकिन लिथियम धातु बैटरी के विस्फोट के कई मामले सामने आए हैं।

इसके अलावा, लोग लिथियम बैटरी के विस्फोट का कारण अच्छी तरह से नहीं जानते थे। इसके अलावा, लिथियम धातु को कभी इसके अच्छे गुणों के कारण एक अपूरणीय नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री माना जाता था। मोली की बैटरी विस्फोट के बाद, लिथियम धातु बैटरी की लोगों की स्वीकृति गिर गई, और लिथियम बैटरी एक अंधेरे अवधि में प्रवेश कर गई।

सुरक्षित बैटरी रखने के लिए, लोगों को हानिकारक इलेक्ट्रोड सामग्री से शुरुआत करनी चाहिए। फिर भी, यहां समस्याओं की एक श्रृंखला है: लिथियम धातु की क्षमता उथली है, और अन्य यौगिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के उपयोग से नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता में वृद्धि होगी, और इस तरह, लिथियम बैटरी समग्र संभावित अंतर कम हो जाएगा, जो कम हो जाएगा तूफान का ऊर्जा घनत्व। इसलिए, वैज्ञानिकों को संबंधित उच्च-वोल्टेज कैथोड सामग्री को खोजना होगा। उसी समय, बैटरी के इलेक्ट्रोलाइट को सकारात्मक और नकारात्मक वोल्टेज और चक्र स्थिरता से मेल खाना चाहिए। इसी समय, इलेक्ट्रोलाइट की चालकता और गर्मी प्रतिरोध बेहतर है। सवालों की इस श्रृंखला ने अधिक संतोषजनक उत्तर खोजने के लिए वैज्ञानिकों को लंबे समय तक भ्रमित किया।

वैज्ञानिकों के लिए पहली समस्या एक सुरक्षित, हानिकारक इलेक्ट्रोड सामग्री को खोजना है जो लिथियम धातु की जगह ले सके। लिथियम धातु में ही बहुत अधिक रासायनिक गतिविधि होती है, और डेंड्राइट विकास समस्याओं की एक श्रृंखला उपयोग पर्यावरण और स्थितियों पर बहुत कठोर रही है, और यह सुरक्षित नहीं है। ग्रेफाइट अब लिथियम-आयन बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड का मुख्य निकाय है, और लिथियम बैटरी में इसके अनुप्रयोग का अध्ययन 1976 की शुरुआत में किया गया है। 1976 में, बेसनहार्ड, JO ने LiC_R के विद्युत रासायनिक संश्लेषण पर अधिक विस्तृत अध्ययन किया है। हालांकि, हालांकि ग्रेफाइट में उत्कृष्ट गुण होते हैं (उच्च चालकता, उच्च क्षमता, कम क्षमता, जड़ता, आदि), उस समय, लिथियम बैटरी में उपयोग किया जाने वाला इलेक्ट्रोलाइट आमतौर पर ऊपर उल्लिखित LiClO_4 का पीसी समाधान होता है। ग्रेफाइट की गंभीर समस्या है। सुरक्षा के अभाव में, इलेक्ट्रोलाइट पीसी अणु भी लिथियम-आयन इंटरकलेशन के साथ ग्रेफाइट संरचना में प्रवेश करेंगे, जिसके परिणामस्वरूप चक्र के प्रदर्शन में कमी आएगी। इसलिए, उस समय वैज्ञानिकों द्वारा ग्रेफाइट का पक्ष नहीं लिया गया था।

कैथोड सामग्री के लिए, लिथियम धातु बैटरी चरण के शोध के बाद, वैज्ञानिकों ने पाया कि लीथिएशन एनोड सामग्री स्वयं भी लिथियम स्टोरेज सामग्री है जिसमें अच्छी रिवर्सबिलिटी होती है, जैसे LiTiS_2,〖Li〗_x V〖Se〗_2 (x =1,2) और इसी तरह, और इस आधार पर, Li〗_x V_2 O_5 (0.35≤x<3), LiV_2 O_8 और अन्य सामग्री विकसित की गई है। और वैज्ञानिक धीरे-धीरे विभिन्न 1-आयामी आयन चैनल (1D), 2-आयामी स्तरित आयन इंटरकलेशन (2D), और 3-आयामी आयन ट्रांसमिशन नेटवर्क संरचनाओं से परिचित हो गए हैं।

प्रोफेसर जॉन बी. गुडइनफ का LiCoO_2 (LCO) पर सबसे प्रसिद्ध शोध भी इसी समय हुआ था। 1979 में, गुडएनौगड एट अल। 2 में NaCoO_1973 की संरचना पर एक लेख से प्रेरित थे और LCO की खोज की और एक पेटेंट लेख प्रकाशित किया। एलसीओ में संक्रमण धातु डाइसल्फ़ाइड के समान एक स्तरित अंतःक्षेपण संरचना होती है, जिसमें लिथियम आयनों को विपरीत रूप से डाला और निकाला जा सकता है। यदि लिथियम आयन पूरी तरह से निकाले जाते हैं, तो CoO_2 की एक क्लोज-पैक संरचना बन जाएगी, और इसे लिथियम के लिए लिथियम आयनों के साथ फिर से डाला जा सकता है (बेशक, एक वास्तविक बैटरी लिथियम आयनों को पूरी तरह से निकालने की अनुमति नहीं देगी, जो क्षमता को जल्दी से क्षय करने का कारण होगा)। 1986 में, अकीरा योशिनो, जो अभी भी जापान में असाही कासी कॉर्पोरेशन में काम कर रही थी, ने पहली बार LCO, कोक और LiClO_4 PC सॉल्यूशन के तीनों को मिला दिया, पहली आधुनिक लिथियम-आयन सेकेंडरी बैटरी बन गई और वर्तमान लिथियम बन गई। बैटरी। सोनी ने जल्दी से "काफी अच्छा" बूढ़े आदमी के एलसीओ पेटेंट पर ध्यान दिया और इसका उपयोग करने के लिए प्राधिकरण प्राप्त किया। 1991 में, इसने LCO लिथियम-आयन बैटरी का व्यावसायीकरण किया। लिथियम-आयन बैटरी की अवधारणा भी इसी समय सामने आई और इसका विचार भी आज भी जारी है। (यह ध्यान देने योग्य है कि सोनी की पहली पीढ़ी की लिथियम-आयन बैटरी और अकीरा योशिनो भी ग्रेफाइट के बजाय नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में कठोर कार्बन का उपयोग करती हैं, और इसका कारण यह है कि ऊपर के पीसी में ग्रेफाइट में अंतर्संबंध है)

धनात्मक इलेक्ट्रोड: 6C+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x C_6

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड: LiCoO_2→〖Li〗_(1-x) CoO_2+x〖Li〗^++xe^-

सोनी लिथियम-आयन बैटरी की पहली पीढ़ी के प्रदर्शन

दूसरी ओर, 1978 में, आर्मंड, एम ने ऊपर की समस्या को हल करने के लिए पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल (PEO) को एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव दिया कि ग्रेफाइट एनोड आसानी से विलायक पीसी अणुओं (उस समय मुख्यधारा के इलेक्ट्रोलाइट) में आसानी से एम्बेडेड है। पीसी, डीईसी मिश्रित समाधान का उपयोग करता है), जिसने पहली बार लिथियम बैटरी सिस्टम में ग्रेफाइट डाला, और अगले वर्ष रॉकिंग-चेयर बैटरी (रॉकिंग-चेयर) की अवधारणा का प्रस्ताव रखा। ऐसी अवधारणा आज भी जारी है। वर्तमान मुख्यधारा के इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम, जैसे ईडी/डीईसी, ईसी/डीएमसी, आदि, केवल 1990 के दशक में धीरे-धीरे दिखाई दिए और तब से उपयोग में हैं।

इसी अवधि के दौरान, वैज्ञानिकों ने बैटरी की एक श्रृंखला की भी खोज की: Li‖Nb〖Se〗_3 बैटरी, Li‖V〖SE〗_2 बैटरी, Li‖〖Ag〗_2 V_4 ┤ O_11 बैटरी, Li‖CuO┤ बैटरी, ली ‖I_2 बैटरियों, आदि, क्योंकि वे अब कम मूल्यवान हैं, और कई प्रकार के शोध नहीं हैं, इसलिए मैं उन्हें विस्तार से पेश नहीं करूंगा।

1991 के बाद लिथियम-आयन बैटरी के विकास का युग वह युग है जिसमें हम अब हैं। यहां मैं विकास प्रक्रिया को विस्तार से नहीं बताऊंगा, लेकिन संक्षेप में कुछ लिथियम-आयन बैटरी की रासायनिक प्रणाली का परिचय दूंगा।

वर्तमान लिथियम-आयन बैटरी सिस्टम का परिचय, यहाँ अगला भाग है।

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