လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ သို့မဟုတ် လီ-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ (LIB ဟု အတိုကောက်) သည် အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဘက်ထရီအမျိုးအစားဖြစ်သည်။လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများကို သယ်ယူရလွယ်ကူသော အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် လျှပ်စစ်ကားများအတွက် အသုံးများပြီး စစ်ရေးနှင့် အာကာသယာဉ်များအတွက် ရေပန်းစားလာပါသည်။ရှေ့ပြေးပုံစံ Li-ion ဘက်ထရီကို Akira Yoshino မှ 1985 ခုနှစ်တွင် John Goodenough, M. Stanley Whittingham, Rachid Yazami နှင့် Koichi Mizushima တို့မှ 1970 မှ 1980 ခုနှစ်များအတွင်း တီထွင်ခဲ့ပြီး စီးပွားရေးအရ Li-ion ဘက်ထရီကို တီထွင်ခဲ့သည်။ Sony နှင့် Asahi Kasei အဖွဲ့သည် 1991 ခုနှစ်တွင် Yoshio Nishi ဦးဆောင်သော အဖွဲ့ဖြစ်သည်။ 2019 ခုနှစ်တွင် ဓာတုဗေဒနိုဘယ်ဆုကို Yoshino၊ Goodenough နှင့် Whittingham တို့အား "လီသီယမ်အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး" အတွက် ပေးအပ်ခဲ့ပါသည်။

ဘက်ထရီများတွင်၊ လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်းများသည် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းမှ အီလက်ထရိုလစ်တစ်ခုမှတစ်ဆင့် အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းသို့ ရွေ့လျားပြီး အားသွင်းသည့်အခါတွင် နောက်သို့ပြောင်းသည်။လီ-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများသည် အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် အရာဝတ္ထုအဖြစ် intercalated lithium ဒြပ်ပေါင်းကိုအသုံးပြုကြပြီး ပုံမှန်အားဖြင့် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် ဂရပ်ဖိုက်ဖြစ်သည်။ဘက်ထရီများသည် မြင့်မားသော စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ၊ မှတ်ဉာဏ်အကျိုးသက်ရောက်မှု (LFP ဆဲလ်များမှလွဲ၍) နှင့် ကိုယ်တိုင်ထုတ်လွှတ်မှုနည်းသည်။သို့သော် ၎င်းတို့တွင် မီးလောင်လွယ်သော အီလက်ထရောနစ်များ ပါဝင်သောကြောင့် ၎င်းတို့တွင် ဘေးကင်းလုံခြုံသော အန္တရာယ်တစ်ခု ဖြစ်နိုင်ပြီး ပျက်စီးသွားပါက သို့မဟုတ် မှားယွင်းစွာ အားသွင်းပါက ပေါက်ကွဲခြင်းနှင့် မီးလောင်ခြင်းများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။Samsung သည် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း မီးလောင်ပြီးနောက် Galaxy Note 7 ဟန်းဆက်များကို ပြန်လည်သိမ်းဆည်းရန် ဖိအားပေးခံခဲ့ရပြီး Boeing 787s တွင် ဘက်ထရီနှင့်ပတ်သက်သည့် အဖြစ်အပျက်များစွာ ရှိခဲ့သည်။

ဓာတုဗေဒ၊ စွမ်းဆောင်ရည်၊ ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ဘေးကင်းရေးလက္ခဏာများသည် LIB အမျိုးအစားများအလိုက် ကွဲပြားသည်။လက်ကိုင်အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများသည် အများအားဖြင့် လစ်သီယမ်ပိုလီမာဘက်ထရီများ (ပေါ်လီမာဂျယ်ကဲ့သို့ အီလက်ထရွန်းအရောဖြင့်) ကို cathode ပစ္စည်းများအဖြစ် လစ်သီယမ်ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ် (LiCoO2) ဖြင့် အသုံးပြုကြပြီး စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆမြင့်မားသော်လည်း အထူးသဖြင့် ပျက်စီးသွားသည့်အခါ ဘေးကင်းသောအန္တရာယ်များရှိသည်။လီသီယမ်သံဖော့စဖိတ် (LiFePO4)၊ လီသီယမ်မန်းဂနိစ်အောက်ဆိုဒ် (LiMn2O4၊ Li2MnO3 သို့မဟုတ် LMO) နှင့် လစ်သီယမ်နီကယ်မန်းဂနိစ်ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ် (LiNiMnCoO2 သို့မဟုတ် NMC) တို့သည် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆနည်းသော်လည်း အသက်ပိုရှည်ကာ မီး သို့မဟုတ် ပေါက်ကွဲနိုင်ခြေနည်းပါးသည်။ထိုကဲ့သို့သောဘက်ထရီများကို လျှပ်စစ်ကိရိယာများ၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာများနှင့် အခြားအခန်းကဏ္ဍများအတွက် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။NMC နှင့် ၎င်း၏ ဆင်းသက်လာမှုများကို လျှပ်စစ်ကားများတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုကြသည်။

လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများအတွက် သုတေသနနယ်ပယ်များတွင် သက်တမ်းတိုးခြင်း၊ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆတိုးလာခြင်း၊ ဘေးကင်းမှု ပိုမိုကောင်းမွန်စေခြင်း၊ ကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချခြင်းနှင့် အားသွင်းအမြန်နှုန်း တိုးမြှင့်ခြင်းတို့ ပါဝင်ပါသည်။ပုံမှန် electrolyte တွင်အသုံးပြုသော အော်ဂဲနစ်အပျော်အရည်များ မီးလောင်လွယ်ခြင်းနှင့် မငြိမ်မသက်ဖြစ်မှုအပေါ် အခြေခံ၍ မီးလောင်လွယ်သော အီလက်ထရိုလိုင်များ ဧရိယာအတွင်း သုတေသနပြုလုပ်နေပါသည်။နည်းဗျူဟာများတွင် ရေဝင်နေသော လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများ၊ ကြွေထည်အစိုင်အခဲ အီလက်ထရွန်းများ၊ ပိုလီမာ အီလက်ထရောနစ်များ၊

ဘက်ထရီနှင့်ဆဲလ်

ဆဲလ်တစ်ခုသည် လျှပ်ကူးပစ္စည်း၊ ခြားနားချက်နှင့် အီလက်ထရွန်းဓာတ်များပါရှိသော အခြေခံလျှပ်စစ်ဓာတုယူနစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

ဘက်ထရီ သို့မဟုတ် ဘက္ထရီအထုပ်သည် နေအိမ်များ၊ လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများ၊ ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် အကာအကွယ်အတွက် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများပါရှိသော ဆဲလ်များ သို့မဟုတ် ဆဲလ်အစည်းအဝေးများစုစည်းမှုဖြစ်သည်။

Anode နှင့် cathode လျှပ်ကူးပစ္စည်း
အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဆဲလ်များအတွက်၊ လျှပ်ကူးပစ္စည်း (သို့မဟုတ်) အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း (သို့မဟုတ်) အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သည့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းအား ထုတ်လွှတ်သည့်စက်ဝန်းအတွင်း ဓာတ်တိုးမှုဖြစ်ပေါ်နေသည့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းကို သတ်မှတ်ပေးသည်။အခြား electrode သည် cathode (သို့မဟုတ် positive electrode) ဖြစ်သည်။အားသွင်းစက်ဝန်းအတွင်း အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် anode ဖြစ်လာပြီး အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် cathode ဖြစ်လာသည်။လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဆဲလ်အများစုအတွက်၊ လစ်သီယမ်အောက်ဆိုဒ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သည်။တိုက်တေနိတ်လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဆဲလ်များ (LTO) အတွက် လစ်သီယမ်အောက်ဆိုဒ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သည်။

သမိုင်း

နောက်ခံ

Varta လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ၊ ပြတိုက် Autovision၊ Altlussheim၊ ဂျာမနီ
လီသီယမ်ဘက်ထရီများကို ဗြိတိန်ဓာတုဗေဒပညာရှင်နှင့် 1970 ခုနှစ်များအတွင်း Exxon တွင် အလုပ်လုပ်နေစဉ် ဓာတုဗေဒနိုဘယ်ဆု M. Stanley Whittingham ၏ ပူးတွဲလက်ခံသူမှ လီသီယမ်ဘက်ထရီအား အဆိုပြုခဲ့သည်။Whittingham သည် တိုက်တေနီယမ် (IV) sulfide နှင့် lithium metal ကို လျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။သို့သော်လည်း အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဤလီသီယမ်ဘက်ထရီသည် မည်သည့်အခါမှ လက်တွေ့မကျနိုင်ပါ။တိုက်တေနီယမ်ဆာလ်ဖိုက်သည် လုံး၀အလုံပိတ်အခြေအနေအောက်တွင် ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ရသောကြောင့် အလွန်စျေးကြီးသည် (၁၉၇၀ ခုနှစ်များအတွင်း တိုက်တေနီယမ်ဒွပ်ဖိုက်ကုန်ကြမ်းအတွက် တစ်ကီလိုဂရမ်လျှင် ဒေါ်လာ ၁,၀၀၀)။လေနှင့်ထိတွေ့သောအခါတွင် တိုက်တေနီယမ်ဒစ်ဆာဖိုက်သည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဆာလဖိုင်ဒ်ဒြပ်ပေါင်းများအဖြစ် ဓာတ်ပြုပြီး အနံ့ဆိုးထွက်ကာ တိရစ္ဆာန်အများစုအတွက် အဆိပ်သင့်စေပါသည်။ဤအကြောင်းနှင့် အခြားအကြောင်းများကြောင့် Exxon သည် Whittingham ၏ လီသီယမ်-တိုက်တေနီယမ် ဒစ်ဆာဖိုက်ဘက်ထရီကို ရပ်ဆိုင်းခဲ့သည်။လီသီယမ်သတ္တုသည် ရေနှင့် ဓာတ်ပြုပြီး မီးလောင်လွယ်သော ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့ကို ထုတ်လွှတ်သောကြောင့် သတ္တုလစ်သီယမ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းပါသည့် ဘက်ထရီများသည် ဘေးကင်းရေးပြဿနာများကို တင်ပြထားသည်။ထို့ကြောင့်၊ သတ္တုလစ်သီယမ်အစား လစ်သီယမ်ဒြပ်ပေါင်းများသာ တည်ရှိပြီး လီသီယမ်အိုင်းယွန်းများကို လက်ခံနိုင်၊ ထုတ်လွှတ်နိုင်သော ဘက်ထရီများကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ရန် သုတေသနပြုခဲ့သည်။

ဂရပ်ဖိုက်နှင့် cathodic oxides များအဖြစ်သို့ အပြန်ပြန်အလှန်လှန် ပေါင်းစည်းခြင်းကို TU Munich တွင် JO Besenhard မှ 1974-76 အတွင်း ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။Besenhard သည် ၎င်း၏ အသုံးချမှုကို လီသီယမ်ဆဲလ်များတွင် အဆိုပြုခဲ့သည်။Electrolyte ပြိုကွဲခြင်းနှင့် ကာဖိုက်အဖြစ် ပေါင်းထည့်ခြင်းတို့သည် ဘက်ထရီသက်တမ်းအတွက် ပြင်းထန်သော အစောပိုင်းအားနည်းချက်များဖြစ်သည်။

ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး

1973 - Adam Heller သည် စိုက်ထားသောဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာများနှင့် ကာကွယ်ရေးစနစ်များတွင် အသုံးပြုဆဲဖြစ်သော လစ်သီယမ်သိုင်ယွန်ကလိုရိုက်ဘက်ထရီအား အဆိုပြုခဲ့သည်။
1977 - Samar Basu သည် Pennsylvania တက္ကသိုလ်တွင် ဂရပ်ဖိုက်တွင် လစ်သီယမ်၏ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ပေါင်းစပ်ဓာတ်ခွဲမှုကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။၎င်းသည် Bell Labs (LiC6) တွင် အလုပ်လုပ်နိုင်သော လီသီယမ်ပေါင်းစပ်ဂရပ်ဖိုက်လျှပ်ကူးပစ္စည်းကို တီထွင်နိုင်ခဲ့ပြီး လီသီယမ်သတ္တုလျှပ်ကူးပစ္စည်းဘက်ထရီအတွက် အခြားရွေးချယ်စရာတစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးခဲ့သည်။
1979 - သီးခြားအုပ်စုများတွင်အလုပ်လုပ်ခြင်း၊ Ned A. Godshall et al.၊ နှင့်မကြာမီတွင် John B. Goodenough (Oxford University) နှင့် Koichi Mizushima (Tokyo University) တို့သည် လီသီယမ်ကိုအသုံးပြု၍ 4 V အကွာအဝေးရှိ ဗို့အားဖြင့် အားပြန်သွင်းနိုင်သော လီသီယမ်ဆဲလ်ကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။ အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် ကိုဘော့ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (LiCoO2) နှင့် လစ်သီယမ်သတ္တုအဖြစ် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ်။ဤဆန်းသစ်တီထွင်မှုသည် အစောပိုင်းလုပ်ငန်းသုံး လီသီယမ်ဘက်ထရီများကို ဖွင့်ပေးသည့် အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းကို ပေးစွမ်းသည်။LiCoO2 သည် လီသီယမ်သတ္တုမှလွဲ၍ အခြားအနုတ်လက္ခဏာလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့်အသုံးပြုနိုင်သော လီသီယမ်အိုင်းယွန်း၏အလှူရှင်အဖြစ်လုပ်ဆောင်သည့် တည်ငြိမ်သောအပြုသဘောလျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းဖြစ်သည်။တည်ငြိမ်ပြီး ကိုင်တွယ်ရလွယ်ကူသော အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် LiCoO2 သည် အသစ်ပြန်အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဘက်ထရီစနစ်များကို အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။Godshall et al ။spinel LiMn2O4၊ Li2MnO3၊ LiMnO2၊ LiFeO2၊ LiFe5O8 နှင့် LiFe5O4 (နောက်ပိုင်းတွင် လီသီယမ်ကြေးနီအောက်ဆိုဒ်နှင့် 1985 ခုနှစ်တွင် လီသီယမ်-နီကယ်အောက်ဆိုဒ် cathode ပစ္စည်းများကဲ့သို့သော ternary compound lithium-transition metal-oxides များ၏ အလားတူတန်ဖိုးကို ထပ်မံဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။
1980 - Rachid Yazami သည် ဂရပ်ဖိုက်တွင် လီသီယမ်၏ ပြောင်းပြန်လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒပေါင်းစပ်မှုကို သရုပ်ပြပြီး လစ်သီယမ်ဂရပ်ဖိုက်လျှပ်ကူးပစ္စည်း (anode) ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ထိုအချိန်တွင် ရရှိနိုင်သော အော်ဂဲနစ် အီလက်ထရောနစ်များသည် ဂရပ်ဖိုက်အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြင့် အားသွင်းချိန်တွင် ပြိုကွဲသွားမည်ဖြစ်သည်။Yazami သည် လျှပ်စစ်ဓာတုယန္တရားတစ်ခုမှတဆင့် လစ်သီယမ်ကို ဂရပ်ဖိုက်တွင် ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သည်ဟု သရုပ်ပြရန် အစိုင်အခဲ အီလက်ထရိုလစ်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။2011 ခုနှစ်အထိ၊ Yazami ၏ ဂရပ်ဖိုက်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် လုပ်ငန်းသုံး လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများတွင် အသုံးအများဆုံး လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သည်။
အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် Tokio Yamabe မှရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သော PAS (polyacenic semiconductive material) မှ မူလအစဖြစ်ပြီး 1980 ခုနှစ်များအစောပိုင်းတွင် Shjzukuni Yata မှဖြစ်သည်။ဤနည်းပညာ၏ မျိုးစေ့သည် ပါမောက္ခ Hideki Shirakawa နှင့် သူ၏အဖွဲ့မှ လျှပ်ကူးပစ္စည်း ပိုလီမာများကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့ခြင်းဖြစ်ပြီး Alan MacDiarmid နှင့် Alan J. Heeger et al တို့ တီထွင်ခဲ့သော polyacetylene lithium ion ဘက်ထရီမှ စတင်ခဲ့သည်ဟု ရှုမြင်နိုင်သည်။
1982 - Godshall et al ။Godshall ၏ Stanford တက္ကသိုလ် Ph.D ကိုအခြေခံ၍ LiCoO2 ကို လီသီယမ်ဘက်ထရီများတွင် cathodes အဖြစ်အသုံးပြုခြင်းအတွက် US မူပိုင်ခွင့် 4,340,652 ချီးမြှင့်ခဲ့ပါသည်။ဒီပနီနှင့် ၁၉၇၉ စာစောင်များ။
1983 - Michael M. Thackeray၊ Peter Bruce၊ William David နှင့် John Goodenough တို့သည် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများအတွက် စီးပွားရေးအရ ဆက်စပ်ပစ္စည်းအဖြစ် မန်းဂနိစ်စနဲလ်ကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။
1985 - Akira Yoshino သည် လီသီယမ်အိုင်းယွန်းကို လျှပ်ကူးပစ္စည်းတစ်ခုအဖြစ် ထည့်သွင်းနိုင်ပြီး အခြားတစ်ခုအနေဖြင့် လီသီယမ်ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ် (LiCoO2) ကို ကာဗွန်နိတ်ပစ္စည်းကို အသုံးပြု၍ ရှေ့ပြေးပုံစံဆဲလ်တစ်ခုကို စုစည်းခဲ့သည်။ဒါက လုံခြုံမှုကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးတယ်။LiCoO2 သည် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး အတိုင်းအတာဖြင့် ထုတ်လုပ်မှုကို လုပ်ဆောင်ပြီး စီးပွားဖြစ် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီကို ဖွင့်ထားသည်။
1989 - Arumugam Manthiram နှင့် John B. Goodenough တို့သည် cathodes ၏ polyanion အမျိုးအစားကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။ပိုလီယံယွန်များပါရှိသော အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်းများ၊ ဥပမာ၊ sulfates တို့သည် polyanion ၏ inductive effect ကြောင့် အောက်ဆိုဒ်များထက် ဗို့အားပိုမိုထုတ်လုပ်ကြောင်း ၎င်းတို့က ပြသခဲ့သည်။ဤပိုလီယွန်အတန်းအစားတွင် လစ်သီယမ်သံဖော့စဖိတ်ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများပါရှိသည်။

<ဆက်ရန်…>