عملية تطوير بطاريات الليثيوم

في عام 1970، استخدم ممثل شركة إكسون موبيل، إم إس ويتنجهام، كبريتيد التيتانيوم كمادة إلكترود موجب ومعدن الليثيوم كمادة إلكترود سالب لإنشاء أول بطارية ليثيوم.
في عام 1980، اكتشف ج. جودنوف أنه يمكن استخدام أكسيد كوبالت الليثيوم كمادة إلكترود موجب لبطاريات أيون الليثيوم.
في عام 1982، اكتشف R. من معهد إلينوي للتكنولوجيا R. Agarwal وJ R. Selman أن أيونات الليثيوم لها خاصية التضمين في الجرافيت، وهي عملية سريعة وقابلة للعكس. وفي الوقت نفسه، جذبت المخاطر الأمنية لبطاريات الليثيوم المصنوعة من الليثيوم المعدني الكثير من الاهتمام، لذلك يحاول الناس استخدام خاصية أيونات الليثيوم المدمجة في الجرافيت لصنع بطاريات قابلة لإعادة الشحن. تم تطوير أول قطب كهربائي من جرافيت أيون الليثيوم بنجاح بواسطة مختبرات بيل.
في عام 1983، اكتشف M. Thackeray وJ. Goodenough وآخرون أن إسبينل المنغنيز عبارة عن مادة إلكترود موجبة ممتازة بتكلفة منخفضة وثبات وموصلية ممتازة وموصلية ليثيوم. درجة حرارة تحلله عالية وخصائصه المؤكسدة أقل بكثير من أكسيد كوبالت الليثيوم. حتى في حالة حدوث ماس كهربائي أو الشحن الزائد، فإنه يمكن تجنب خطر الاحتراق والانفجار.
في عام 1989، وجد A. Manthiram وJ Goodenough أن استخدام القطب الموجب مع الأنيونات البوليمرية سيولد جهدًا أعلى.
في عام 1991، أصدرت شركة سوني أول بطارية ليثيوم أيون تجارية لها. وفي وقت لاحق، أحدثت بطاريات الليثيوم أيون ثورة في وجه المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية.
في عام 1996، اكتشف بادي وجوديناف أن أملاح الفوسفات ذات بنية الزبرجد الزيتوني، مثل فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4)، كانت متفوقة على مواد الكاثود التقليدية وبالتالي أصبحت مادة الكاثود السائدة.
مع الاستخدام الواسع النطاق للمنتجات الرقمية مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وما إلى ذلك، تم استخدام بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع في هذه المنتجات بأداء ممتاز وتتطور تدريجيًا إلى مجالات تطبيق المنتجات الأخرى.
في عام 1998، بدأ معهد تيانجين لأبحاث الطاقة الإنتاج التجاري لبطاريات الليثيوم أيون.
في 15 يوليو 2018، علم من معهد أبحاث كيمياء الفحم في كدا أنه تم تطوير مادة قطب كهربائي سالب كربون خاصة لبطاريات الليثيوم عالية السعة وعالية الكثافة، والتي تتكون بشكل أساسي من الكربون النقي، في المعهد. يمكن لبطارية الليثيوم هذه المصنوعة من مادة جديدة أن تحقق مدى قيادة يزيد عن 600 كيلومتر للسيارات.
في أكتوبر 2018، نجحت المجموعة البحثية المكونة من البروفيسور ليانغ جياجي والبروفيسور تشن يونغ شنغ من جامعة نانكاي، بالتعاون مع المجموعة البحثية للبروفيسور لاي تشاو من جامعة جيانغسو نورمال، في إعداد حامل مسامي ثلاثي الأبعاد من أسلاك الجرافين الفضية النانوية مع متعدد هيكل المستوى، والليثيوم المعدني المحمل كمواد قطبية سلبية مركبة. يمكن لهذا الناقل أن يمنع توليد تشعبات الليثيوم، وبالتالي تحقيق شحن عالي السرعة للبطاريات، والذي من المتوقع أن يطيل "عمر" بطاريات الليثيوم بشكل كبير. تم نشر نتائج البحث في العدد الأخير من مجلة Advanced Materials.
وفي النصف الأول من عام 2022، حققت المؤشرات الرئيسية لصناعة بطاريات الليثيوم أيون في الصين نموا سريعا، حيث تجاوز الإنتاج 280 جيجاوات في الساعة، بزيادة سنوية قدرها 150%.
في صباح يوم 22 سبتمبر 2022، تم تطوير أول منتج جديد محليًا يبلغ قطره 3.0-متر لبطارية ليثيوم تعمل بالطاقة الجديدة ورقائق النحاس الأساسية وأسطوانة الكاثود، وهو منتج جديد تم تطويره بشكل مستقل وتسليمه للمستخدمين بواسطة الأكاديمية الرابعة لعلوم وتكنولوجيا الفضاء الجوي الصينية تم إطلاق الشركة في شيان، لسد الفجوة التقنية في الصناعة المحلية وتحقيق قدرة إنتاجية شهرية لأكثر من 100 أسطوانة كاثود ذات قطر كبير، مما يمثل طفرة كبيرة في تكنولوجيا تصنيع أسطوانة الكاثود ذات القطر الكبير جدًا في الصين.