Lithium altilium sive Li-ion altilium (abbreviatum sicut LIB) est genus rechargeable altilium.Lithium-ion gravidae vulgo pro electronicis et electricis vehiculis portabilibus adhibiti sunt ac popularis ad applicationes militares et aerospace augentur.Prototypum Li-ion altilium ab Akira Yoshino anno 1985 elaboratum est, investigationibus superioribus a John Goodenough, M. Stanley Whittingham, Rachid Yazami et Koichi Mizushima per 1970s-1980s evoluta, et deinde pugna commercialis Li-ion evoluta est. Sony et Asahi Kasei turmae ab Yoshio Nishi 1991. Anno 2019, Praemium Nobelianum Chemiae datum est Yoshino, Goodenough, et Whittingham "pro evolutionis lithii batteries".

In batteries, lithium iones movent ab electrode negativo per electrolytum ad positivi electrodum durante missione, et rursus cum praecipientes.In gravida Li-ion utuntur composito lithio intercalato sicut materia ad electrode positivo et graphice graphito ad electrode negativo.In gravida densitatis energiae altae, nullum effectum memoriae (praeter LFP cellae) et humilem sui ipsius missionem.Periculum tamen tutum esse possunt cum electrolyticos flammabiles contineant, et si laesa vel perperam commissa sunt, explosiones et ignes ducere possunt.Samsung galaxia revocare coactus est Nota 7 risus post ignes lithium-ion, et variae incidentes in Boeing 787s praeliorum implicatae sunt.

Chemia, effectus, sumptus et salutis notae variantur per genera LIB.Handheld electronicae plerumque lithium polymerorum gravidae utuntur (cum gel polymerorum electrolytici) cum lithio oxydi cobalt (LiCoO2) sicut materia cathode, quae densitatem energiae altam praebet, periculum autem salutis praebet, praesertim cum laesa est.Lithium phosphate ferreum (LiFePO4), lithium manganesum oxydatum (LiMn2O4, Li2MnO3, vel LMO), et lithium nickel manganesum oxydi cobalt (LiNiMnCoOO2 vel NMC) densitatem energiam inferiorem praebent, sed diutius vivit et minus probabilis ignis vel explosionis.Tales gravidae sunt late pro instrumentis electricis, instrumentis medicis aliisque muneribus adhibitis.NMC eiusque derivationes late in vehiculis electricis utuntur.

Investigationes areas in gravida lithium-ion comprehendunt ad vitam extensam, densitatem energiae augendam, ad salutem augendam, sumptus minuendos et inter alia velocitatem augendam.Investigatio obvia est in area electrolyticae non flammabiles sicut via ad salutem augendam secundum flammabilitatem et volatilitatem menstruarum organicarum in usu electrolytico typico.Strategies includunt gravida aqueum lithium, ceramicum electrolythi solidum, polymeros electrolythi, liquores ionicos, systemata graviter fluorinata.

Pugna versus cellulam

Cellula est unitas fundamentalis electrochemica quae electrodes, separator et electrolyticus continet.

Colloquium aut sarcina altilium est collectio cellularum vel cellularum conventuum, cum habitationi, nexus electricas, et fortasse electronicarum ad imperium et tutelam.

Anode et cathode electrodes
Pro cellulis rechargeables, vox anode (vel electrode negativa) designat electrodem ubi oxidatio peragitur in cyclo emissio;altera electrode est cathode (vel electrode positiva).In cyclo praeposito, positivus electrode fit anode et electrode negativo fit cathode.Ut plurimum lithium-ion cellulis, oxydatum lithium est electrode positivus;nam cellulae lithii-ion titanatae (LTO), electrode lithium-oxydatum est electrode negativum.

Historia

Background

Varta lithium-ion altilium, Museum Autovision, Altlussheim, Germany
Lithium batteries propositae sunt a chemico Britannico et 2019 praemio Nobelianum chemiae M. Stanley Whittingham, nunc apud Binghamton University, dum Exxon in annis 1970 laborat.Whittingham usus est titanium (IV) sulfide et lithio metallico ut electrodes.Sed haec rechargeable eu altilium numquam practica fieri potuit.Titanium disilfecit electionem pauperem, cum sub condicionibus omnino obsignatis synthesin fieri debet, etiam valde carus (~$1,000 per kilogrammum titanium materia rudis in 1970s divellere).Cum aeri expositus, titanium divellere reagit, ut mixtorum hydrogenii sulfidelium formare, quae odorem ingratum habent et plerisque animalibus toxici sunt.Hac de causa, et aliis de causis, Exxon evolutionem lithium-titanium Whittinghamii distulit in altilium.Pugna cum metallicis lithium electrodes praebet quaestiones salutis, ut Lithium metallum cum aqua reagit, gas hydrogenii flammabiles solvens.Investigationes proinde permoti sunt ad gravidas evolvendas in quibus, loco lithii metallici, solum compositiones lithium adsunt, capaces recipiendi et solvendi lithium.

Reversibilis intercalatio in graphite et intercalatione in oxydi cathodicos per 1974-76 inventa est a JO Besenhard in TU Munich.Besenhard proposuit applicationem in cellulis lithio.Electrolytae compositione et co-intercalatione solventis in graphite fuerunt graves ineunte vitia pro vita altilium.

Progressus

1973 - Adam Heller altilium chloridi lithium thionyl proposuit, adhuc adhibita in insitis medicinis machinis et in systematibus defensionis, ubi plus quam viginti annorum fasciae vitae, summae densitatis energiae, et/vel tolerantiae ad extremas temperaturae operatrices requiruntur.
1977 - Samar Basu demonstravit intercalationem lithii in graphite electrochemico in Universitate Pennsylvania.Inde ad evolutionem lithii intercalati graphite electrodis operabilis apud Bell Labs (LiC6) ut jocus pilae electrodae metalli lithii praebeat.
1979 - Disiunctim laborans, Ned A. Godshall et al., ac paulo post, John B. Goodenough (Oxford University) et Koichi Mizushima (Tokyo University), demonstravit cellam lithium rechargeabilem cum intentione in 4 V vagandi lithium utentem. cobaltum dioxidum (LiCoO2) ut electrum positivum et lithium sicut electrode negativum.Haec innovatio praebuit materiam positivam electrode quae praemature lithium commerciale gravidae dedit.LiCoO2 est materia positivi stabilis electrode quae quasi donator ions lithii agit, quod significat eam posse adhiberi cum materia electrode negativa praeter lithium metallicum.Per applicationem materiae electrode negativae stabilis et facilis ad tractandum, LiCoO2 novas systemata altilium rechargeables effecit.Godshall et al.praeterea idem valor ternarii compositi lithii-transitutionis metallorum oxydatum, sicut spinae LiMn2O4, Li2MnO3, LiMnO2, LiFeO2, LiFe5O8, et LiFe5O4 (et postea oxydi lithii-coperni et lithii-nickel-oxidei cathodae materiae anno 1985)
1980 - Rachid Yazami convertibilem intercalationem lithii in graphite electrochemico demonstravit, et lithium graphite electrode (anode invenit).Electrolyti organici in promptu tunc essent in corruptione cum electrode graphite negativo dissolutum.Yazami solido electrolytico usus est ad demonstrandum lithium posse reversibly intercalatum in graphite per mechanismum electrochemicum.Pro MMXI, electrode graphite Yazami erat vulgo electrode in batteries lithii-ion commercialis.
Electrode negativa originem suam habet in PAS (materia polyacenica semiconductiva) a Tokio Yamabe reperta et postea a Shjzukuni Yata in primis 1980s.Semen huius technologiae inventum fuit polymerorum conductivorum ab Professore Hideki Shirakawa et eius coetu, et etiam videri potuit ab incoepto polyacetylene lithium ion altilium ab Alan MacDiarmid et Alan J. Heeger et al.
1982 -- Godshall et al.US Patentes consideratae sunt 4,340,652 pro usu LiCoO2 sicut cathodes in lithium batteries, innixa in Universitate Godshalli Stanford Ph.D.dissertatione et anno 1979 editae.
1983 - Michael M. Thackeray, Petrus Brus, William David, et Ioannes Goodenough elaboraverunt manganesam spinalem veluti commercium pertinentes praecepti materiam cathodae pro batteries lithio-ion.
1985 - Akira Yoshino cellulam prototypum congregavit utens materiam carbonaceam in quam lithium iones ut unum electrode inseri possent, et oxydatum cobaltum lithium (LiCoO2) sicut alterum.Hoc obturbat meliore salute.LiCoO2 efficiebat productionem industriae-scalae et altilium lithium commerciale levavit.
1989 - Arumugam Manthiram et John B. Goodenough invenerunt genus polyanionis cathodum.Ostendunt electrodes positivas polyaniones continentes, eg, sulfates, altiores intentiones producere quam oxydi propter inductivum polyanionis effectum.Genus hoc polyanion continet materias ut lithium phosphas ferreum.

< continuari ......