လီသီယမ်ဘက်ထရီများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး

ဘက်ထရီ ကိရိယာ၏ မူလအစမှာ Leiden ပုလင်းကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခြင်းမှ စတင်နိုင်သည်။ Leiden ပုလင်းကို ၁၇၄၅ ခုနှစ်တွင် နယ်သာလန် သိပ္ပံပညာရှင် Pieter van Musschenbroek မှ ပထမဆုံး တီထွင်ခဲ့သည်။ Leyden ပုလင်းသည် ရှေးဦး ကာပတ်စီတာ ကိရိယာ ဖြစ်သည်။ ၎င်းကို insulator ဖြင့် ပိုင်းခြားထားသော သတ္တုအလွှာနှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ အပေါ်က သတ္တုချောင်းကို သိုလှောင်ပြီး အားထုတ်လွှတ်ဖို့အတွက် အသုံးပြုပါတယ်။ လှံတံကိုထိသောအခါ သတ္တုဘောလုံးကိုအသုံးပြုသောအခါ၊ Leiden ပုလင်းသည် အတွင်းပိုင်းလျှပ်စစ်စွမ်းအင်ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည် သို့မဟုတ် ဖယ်ရှားနိုင်ကာ ၎င်း၏နိယာမနှင့် ပြင်ဆင်မှုမှာ ရိုးရှင်းပါသည်။ စိတ်ပါဝင်စားသူတိုင်း အိမ်တွင် ကိုယ်တိုင်ပြုလုပ်နိုင်သော်လည်း ၎င်း၏ရိုးရှင်းသော လမ်းညွှန်ချက်ကြောင့် ၎င်း၏ ကိုယ်တိုင်ထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြစ်စဉ်မှာ ပိုမိုပြင်းထန်ပါသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားအားလုံးကို နာရီအနည်းငယ်မှ ရက်အနည်းငယ်အတွင်း ထုတ်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ Leiden ပုလင်းပေါ်ပေါက်လာခြင်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား သုတေသနပြုခြင်း၏ အဆင့်သစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

1790 ခုနှစ်များတွင် အီတလီသိပ္ပံပညာရှင် Luigi Galvani သည် ဖားခြေထောက်များချိတ်ဆက်ရန်အတွက် ဇင့်နှင့်ကြေးဝါကြိုးများကိုအသုံးပြု၍ ဖားခြေထောက်များအကြောဆွဲတတ်သည်ကိုတွေ့ရှိခဲ့ပြီး ဇီဝလျှပ်စစ်ဓာတ်၏သဘောတရားကို အဆိုပြုခဲ့သည်။ ဒီရှာဖွေတွေ့ရှိမှုက အီတလီသိပ္ပံပညာရှင် Alessandro ကို တုန်လှုပ်သွားစေခဲ့ပါတယ်။ Volta ၏ကန့်ကွက်ချက်အရ ဖား၏ခြေထောက်များ လှုပ်ယမ်းခြင်းသည် ဖားပေါ်ရှိလျှပ်စီးကြောင်းထက် သတ္တုမှထုတ်ပေးသောလျှပ်စီးကြောင်းမှလာသည်ဟု Volta ကယုံကြည်သည်။ Galvani ၏သီအိုရီကိုချေပရန် Volta သည်သူ၏ကျော်ကြားသော Volta Stack ကိုအဆိုပြုခဲ့သည်။ voltaic stack တွင် ရေငန်စိမ်ထားသော ကတ်ထူပြားများဖြင့် သွပ်ပြားနှင့် ကြေးနီစာရွက်များ ပါဝင်သည်။ ဤသည်မှာ အဆိုပြုထားသော ဓာတုဘက်ထရီ၏ ရှေ့ပြေးပုံစံဖြစ်သည်။
voltaic cell တစ်ခု၏ electrode တုံ့ပြန်မှုညီမျှခြင်း-

အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း- 2H^++2e^-→H_2

အနှုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

1836 ခုနှစ်တွင် ဗြိတိသျှသိပ္ပံပညာရှင် John Frederic Daniell သည် ဘက်ထရီအတွင်းရှိ လေပူဖောင်းပြဿနာကို ဖြေရှင်းရန်အတွက် Daniel ဘက်ထရီကို တီထွင်ခဲ့သည်။ Daniel ဘက်ထရီသည် ခေတ်မီဓာတုဘက်ထရီ၏ အဓိကပုံစံဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် အပိုင်းနှစ်ပိုင်းပါဝင်သည်။ အပြုသဘောဆောင်သောအပိုင်းကို ကြေးနီဆာလဖိတ်ဖြေရှင်းချက်တွင် နှစ်မြှုပ်ထားသည်။ ကြေးနီ၏အခြားအစိတ်အပိုင်းကို ဇင့်ဆာလဖိတ်ရည်ဖြင့် နှစ်မြှုပ်ထားသည်။ မူရင်း Daniel ဘက်ထရီအား ကြေးအိုးတစ်လုံးတွင် ကြေးနီဆာလဖိတ်ရည်ဖြင့် ဖြည့်ထားပြီး အလယ်ဗဟိုတွင် ကြွေထည်အပေါက်ရှိသော ဆလင်ဒါပုံးကို ထည့်သွင်းထားသည်။ ဤကြွေထည်ကွန်တိန်နာတွင် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် ဇင့်တံနှင့် ဇင့်ဆာလဖိတ်တို့ ပါရှိသည်။ ဖြေရှင်းချက်တွင်၊ ကြွေကွန်တိန်နာရှိ အပေါက်ငယ်များသည် သော့နှစ်လုံးကို အိုင်းယွန်းလဲလှယ်ရန် ခွင့်ပြုသည်။ ခေတ်မီဒန်နီယယ်ဘက်ထရီများသည် ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုကိုရရှိရန် ဆားတံတားများ သို့မဟုတ် စိမ့်ဝင်နိုင်သောအမြှေးပါးများကို အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ ဒယ်နီရယ်ဘက်ထရီများကို ကြေးနန်းကွန်ရက်အတွက် ပါဝါရင်းမြစ်အဖြစ် ခြောက်သွေ့သောဘက်ထရီများကို အစားထိုးသည်အထိ အသုံးပြုခဲ့သည်။

ဒံယေလဘက်ထရီ၏ လျှပ်ကူးပစ္စည်း တုံ့ပြန်မှုညီမျှခြင်း

အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း- 〖Cu〗^(2+)+2e^-→Cu

အနှုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

ယခုအချိန်အထိ၊ အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၊ အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် electrolyte တို့ပါ ၀ င်သည့်ဘက်ထရီ၏အဓိကပုံစံကိုဆုံးဖြတ်ထားသည်။ ထိုသို့သော အခြေခံအားဖြင့် ဘက်ထရီများသည် နောင်နှစ်ပေါင်း 100 အတွင်း လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာပါသည်။ ပြင်သစ်သိပ္ပံပညာရှင် Gaston Planté သည် 1856 ခုနှစ်တွင် ခဲ-အက်ဆစ်ဘက်ထရီများကို တီထွင်ခဲ့မှုအပါအဝင် ဘက်ထရီစနစ်အသစ်များစွာ ပေါ်ထွက်ခဲ့သည်။ ခဲအက်ဆစ်ဘက်ထရီများသည် ၎င်း၏ကြီးမားသောထွက်ရှိမှု လက်ရှိနှင့် ဈေးနှုန်းသက်သာခြင်းကြောင့် ကျယ်ပြန့်သောအာရုံစိုက်မှုကို ရရှိခဲ့သောကြောင့် ၎င်းကို အစောပိုင်းလျှပ်စစ်ကဲ့သို့ မိုဘိုင်းစက်ပစ္စည်းများတွင် အသုံးပြုကြသည်။ ယာဉ်များ။ အချို့သော ဆေးရုံများနှင့် အခြေစိုက်စခန်းများအတွက် အရန်ဓာတ်အားထောက်ပံ့မှုအဖြစ် မကြာခဏအသုံးပြုသည်။ ခဲအက်ဆစ်ဘက်ထရီများကို အဓိကအားဖြင့် ခဲ၊ ခဲဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၊ ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ်ဖြေရှင်းချက်ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ဗို့အား 2V ခန့်အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။ မျက်မှောက်ခေတ်တွင်ပင်၊ ခဲ-အက်ဆစ်ဘက်ထရီများကို ၎င်းတို့၏ ရင့်ကျက်သောနည်းပညာ၊ ဈေးနှုန်းချိုသာသော၊ ပိုမိုဘေးကင်းသော ရေအခြေခံစနစ်များကြောင့် မဖယ်ရှားနိုင်သေးပါ။

ခဲ-အက်ဆစ်ဘက်ထရီ၏ လျှပ်ကူးပစ္စည်းတုံ့ပြန်မှု ညီမျှခြင်း-

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

အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Pb+〖SO〗_4^(2-)→Pb〖SO〗_4+2e^-

1899 ခုနှစ်တွင် ဆွီဒင်သိပ္ပံပညာရှင် Waldemar Jungner မှတီထွင်ခဲ့သော နီကယ်-ကက်မီယမ်ဘက်ထရီအား ခဲ-အက်ဆစ်ဘက်ထရီများထက် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ မြင့်မားသောကြောင့် အစောပိုင်း walkman ကဲ့သို့သော မိုဘိုင်းအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းငယ်များတွင် ပိုမိုတွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုခဲ့သည်။ ခဲ-အက်ဆစ် ဘက်ထရီများနှင့် ဆင်တူသည်။ နီကယ်-ကက်မီယမ်ဘက်ထရီများကို 1990 ခုနှစ်များကတည်းက တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုခဲ့ကြသော်လည်း ၎င်းတို့၏ အဆိပ်သင့်မှုမှာ အတော်လေးမြင့်မားပြီး ဘက်ထရီကိုယ်တိုင်ကလည်း တိကျသောမှတ်ဉာဏ်အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည်။ ဒါကြောင့် အားပြန်မသွင်းခင် ဘက်ထရီကို အားအပြည့်သွင်းရမယ်ဆိုတဲ့ သက်ကြီးရွယ်အိုအချို့ပြောလေ့ရှိတဲ့စကားကြောင့် အမှိုက်တွေဘက်ထရီက မြေကိုညစ်ညမ်းစေတာမျိုး၊ (သတိပြုရန်မှာ လက်ရှိ ဘက်ထရီများသည် အလွန်အဆိပ်သင့်ပြီး နေရာတိုင်းတွင် လွှင့်မပစ်သင့်ဘဲ၊ လက်ရှိ လစ်သီယမ်ဘက်ထရီများသည် မှတ်ဉာဏ် အကျိုးကျေးဇူးများ မရရှိဘဲ အားလွန်သွားပါက ဘက်ထရီသက်တမ်းကို အန္တရာယ်ဖြစ်စေပါသည်။) နီကယ်-ကက်မီယမ် ဘက်ထရီများသည် သဘာဝပတ်ဝန်းကျင်ကို ပိုမိုထိခိုက်စေကြောင်း၊ အားသွင်းစဉ်အတွင်း လျှပ်စီးကြောင်းအလွန်အကျွံကြောင့် ပျက်စီးစေသည့် အတွင်းခံအား အပူချိန်ပြောင်းလဲသွားပါမည်။ နီကယ်-ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဘက်ထရီများသည် 2005 ခုနှစ်ဝန်းကျင်တွင် တဖြည်းဖြည်း ဖယ်ရှားခဲ့သည်။ ယခုအချိန်အထိ နီကယ်-ကက်ဒီယမ်ဘက်ထရီများကို ဈေးကွက်တွင် တွေ့ရခဲသည်။

နီကယ်-ကက်မီယမ်ဘက်ထရီ၏ အီလက်ထရုဒ်တုံ့ပြန်မှု ညီမျှခြင်း-

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

အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Cd+2OH^-→Cd〖(OH)〗_2+2e^-

လစ်သီယမ်သတ္တုဘက်ထရီအဆင့်

1960 ခုနှစ်များတွင် လူများသည် နောက်ဆုံးတွင် လီသီယမ်ဘက်ထရီများခေတ်သို့ တရားဝင်ဝင်ရောက်လာကြသည်။

လီသီယမ်သတ္တုကိုယ်နှိုက်ကို 1817 ခုနှစ်တွင် ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့ပြီး လီသီယမ်သတ္တု၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို ဘတ္ထရီအတွက် ပစ္စည်းများအဖြစ် အသုံးပြုကြောင်း မကြာမီတွင် လူများက သိရှိခဲ့ကြသည်။ ၎င်းတွင် သိပ်သည်းဆနည်းသော (0.534g 〖cm〗^(-3))၊ ကြီးမားသောစွမ်းရည် (သီအိုရီအရ 3860mAh g^(-1)) နှင့် ၎င်း၏ အလားအလာနိမ့် (-3.04V စံဟိုက်ဒရိုဂျင်လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက)။ ဒါတွေက လူတွေကို ငါဟာ စံပြဘက်ထရီရဲ့ အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်ကြောင်း လူတွေကို ပြောပြလုနီးပါးပါပဲ။ သို့သော်၊ လီသီယမ်သတ္တုကိုယ်နှိုက်တွင် ကြီးမားသောပြဿနာများရှိသည်။ ၎င်းသည် တက်ကြွလွန်းသည်၊ ရေနှင့် ပြင်းထန်စွာ တုံ့ပြန်နိုင်ပြီး လည်ပတ်မှုပတ်ဝန်းကျင်အတွက် လိုအပ်ချက်များ မြင့်မားသည်။ ထို့ကြောင့် အချိန်အတော်ကြာအောင် လူတို့သည် ခိုကိုးရာမဲ့ ဖြစ်နေကြသည်။

1913 ခုနှစ်တွင် Lewis နှင့် Keyes တို့သည် lithium metal electrode ၏ အလားအလာကို တိုင်းတာခဲ့ကြသည်။ မအောင်မြင်သော်လည်း propylamine ဖြေရှင်းချက်တွင် လီသီယမ်အိုင်အိုဒိုက်ဖြင့် ဘက်ထရီစမ်းသပ်မှု ပြုလုပ်ခဲ့သည်။

1958 ခုနှစ်တွင် William Sidney Harris သည် သူ၏ပါရဂူစာတမ်းတွင် လီသီယမ်သတ္တုကို မတူညီသော အော်ဂဲနစ်အက်စတာဖြေရှင်းချက်များတွင် ထည့်သွင်းပြီး passivation အလွှာများ (ပါကလိုရစ်အက်ဆစ်တွင် လီသီယမ်သတ္တုအပါအဝင်) အစီအရီဖွဲ့စည်းခြင်းကို လေ့လာတွေ့ရှိရကြောင်း ဖော်ပြခဲ့သည်။ လစ်သီယမ် LiClO_4

propylene ကာဗွန်နိတ်၏ PC ဖြေရှင်းချက်နှင့် ဤဖြေရှင်းချက်သည် အနာဂတ်တွင် လီသီယမ်ဘက်ထရီများတွင် အရေးပါသော အီလက်ထရီစနစ်တစ်ခုဖြစ်သည်)၊ တိကျသော အိုင်းယွန်းထုတ်လွှင့်မှုဖြစ်စဉ်ကို လေ့လာတွေ့ရှိရသောကြောင့် အချို့သော ပဏာမ electrodeposition စမ်းသပ်မှုများကို ယင်းအပေါ်အခြေခံ၍ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ ဤစမ်းသပ်မှုများသည် လီသီယမ်ဘက်ထရီများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာစေရန် တရားဝင်ဖြစ်စေခဲ့သည်။

1965 ခုနှစ်တွင် NASA သည် Li||Lithium perchlorate PC ဖြေရှင်းချက်များတွင် Li-Cu ဘက်ထရီများ၏ အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းခြင်းဆိုင်ရာ ဖြစ်စဉ်များကို နက်ရှိုင်းစွာ လေ့လာခဲ့သည်။ LiBF_4၊ LiI၊ LiAl〖Cl〗_4၊ LiCl ၏ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု အပါအဝင် အခြားသော အီလက်ထရွန်းစနစ်များ၊ ဤသုတေသနပြုချက်သည် အော်ဂဲနစ် အီလက်ထရောနစ်စနစ်များကို အလွန်စိတ်ဝင်စားစေသည်။

1969 ခုနှစ်တွင် တစ်စုံတစ်ဦးသည် လစ်သီယမ်၊ ဆိုဒီယမ်နှင့် ပိုတက်စီယမ်သတ္တုများကို အသုံးပြု၍ အော်ဂဲနစ်ဖြေရှင်းချက်ဘက်ထရီများကို စီးပွားဖြစ်ထုတ်လုပ်ရန် စတင်ကြိုးစားခဲ့ကြောင်း မူပိုင်ခွင့်ပြသခဲ့သည်။

1970 ခုနှစ်တွင် ဂျပန် Panasonic ကော်ပိုရေးရှင်းသည် x အချိုးအစား ယေဘုယျအားဖြင့် 0.5-1 ရှိသည့် Li‖CF_x ┤ ဘက်ထရီကို တီထွင်ခဲ့သည်။ CF_x သည် ဖလိုရိုကာဗွန်ဖြစ်သည်။ ဖလိုရင်းဓာတ်ငွေ့သည် အလွန်အဆိပ်သင့်သော်လည်း ဖလိုရိုကာဗွန်ကိုယ်တိုင်က အဖြူရောင်အဆိပ်မရှိသော အမှုန့်ဖြစ်သည်။ Li‖CF_x ┤ ဘက်ထရီ ပေါ်ပေါက်လာခြင်းသည် ပထမဆုံးသော လုပ်ငန်းသုံး လီသီယမ်ဘက်ထရီဟု ဆိုနိုင်ပါသည်။ Li‖CF_x ┤ ဘက်ထရီသည် ပင်မဘက်ထရီဖြစ်သည်။ သို့သော်လည်း ၎င်း၏ စွမ်းရည်သည် ကြီးမားသည်၊ သီအိုရီအရ စွမ်းရည်မှာ 865mAh 〖Kg〗^(-1) ဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ ထုတ်လွှတ်သည့် ဗို့အားသည် တာဝေးအကွာအဝေးတွင် အလွန်တည်ငြိမ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် ပါဝါတည်ငြိမ်ပြီး ကိုယ်တိုင်ထုတ်လွှတ်သည့်ဖြစ်စဉ်မှာ သေးငယ်သည်။ ဒါပေမယ့် သူ့မှာ ဆိုးရွားတဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်ရှိပြီး အားသွင်းလို့ မရပါဘူး။ ထို့ကြောင့်၊ အချို့သော အာရုံခံကိရိယာများ၊ နာရီများ၊ စသည်တို့အတွက် အတွင်းဘက်ထရီများအဖြစ် အသုံးပြုသည့် Li‖CF_x ┤-MnO_2 ဘက်ထရီများပြုလုပ်ရန် မန်ဂနိစ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နှင့် ပေါင်းစပ်ထားပြီး မဖယ်ရှားရသေးပါ။

အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း- CF_x+xe^-+x〖Li〗^+→C+xLiF

အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Li→〖Li〗^++e^-

1975 ခုနှစ်တွင် ဂျပန်နိုင်ငံ Sanyo Corporation မှ Li‖MnO_2 ┤ ဘက်ထရီကို တီထွင်ခဲ့ပြီး အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဆိုလာဂဏန်းတွက်စက်များတွင် ပထမဆုံးအသုံးပြုခဲ့သည်။ ၎င်းကို ပထမဆုံး အားပြန်သွင်းနိုင်သော လီသီယမ် ဘက်ထရီဟု မှတ်ယူနိုင်ပါသည်။ ဤထုတ်ကုန်သည် ထိုအချိန်က ဂျပန်နိုင်ငံတွင် ကြီးကျယ်စွာအောင်မြင်ခဲ့သော်လည်း၊ လူတို့သည် ထိုပစ္စည်းများကို နက်ရှိုင်းစွာ နားလည်သဘောပေါက်ခြင်းမရှိခဲ့ဘဲ ၎င်း၏ လစ်သီယမ်နှင့် မန်းဂနိစ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို မသိခဲ့ကြပေ။ တုံ့ပြန်မှုနောက်ကွယ်မှာ ဘယ်လိုအကြောင်းပြချက်ရှိလဲ။

တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ အမေရိကန်တို့သည် ယခုကျွန်ုပ်တို့ အလယ်တန်းဘက်ထရီဟုခေါ်သော ပြန်သုံးနိုင်သော ဘက်ထရီကို ရှာဖွေနေကြသည်။

1972 ခုနှစ်တွင် MBArmand (သိပ္ပံပညာရှင်အချို့၏အမည်များကိုအစပိုင်းတွင်ဘာသာပြန်ထားခြင်းမဟုတ်ပါ) ညီလာခံစာတမ်းတွင် M_(0.5) Fe〖(CN)〗_3 (M သည် အယ်လ်ကာလီသတ္တု) နှင့် Prussian အပြာရောင်ဖွဲ့စည်းပုံပါရှိသော အခြားပစ္စည်းများကို အဆိုပြုခဲ့သည်။ , နှင့်၎င်း၏အိုင်းယွန်း intercalation ဖြစ်စဉ်ကိုလေ့လာခဲ့သည်။ 1973 ခုနှစ်တွင် J. Broadhead နှင့် Bell Labs မှအခြားသူများသည် သတ္တု dichalcogenides တွင် ဆာလဖာနှင့် အိုင်အိုဒင်းအက်တမ်များ၏ ပေါင်းစပ်ဖြစ်စဉ်ကို လေ့လာခဲ့သည်။ ion intercalation ဖြစ်စဉ်နှင့်ပတ်သက်၍ ဤပဏာမလေ့လာမှုများသည် လီသီယမ်ဘက်ထရီများ တဖြည်းဖြည်းတိုးတက်မှုအတွက် အရေးကြီးဆုံးမောင်းနှင်အားဖြစ်သည်။ မူလသုတေသနပြုချက်သည် နောက်ပိုင်းတွင် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ ဖြစ်လာနိုင်စေသည့် လေ့လာမှုများကြောင့် တိကျသည်။

1975 ခုနှစ်တွင် Martin B. Dines of Exxon (Exxon Mobil ၏ရှေ့ဆက်သူ) သည် အကူးအပြောင်းသတ္တု dichalcogenides နှင့် alkali သတ္တုများကြားတွင် ပေါင်းစပ်ထည့်သွင်းခြင်းဆိုင်ရာ ပဏာမတွက်ချက်မှုများနှင့် စမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ထိုနှစ်တွင် Exxon သည် အခြားအမည်တစ်ခုဖြစ်သည့် Scientist MS Whittingham မှ မူပိုင်ခွင့်တစ်ခုကို ထုတ်ဝေခဲ့သည်။ Li‖TiS_2 ┤ ရေကူးကန်ပေါ်တွင် 1977 ခုနှစ်တွင် Exoon သည် Li-Al‖TiS_2┤ကိုအခြေခံသည့် ဘက်ထရီကို အရောင်းမြှင့်တင်ခဲ့ပြီး၊ ယင်းတွင် လီသီယမ်အလူမီနီယမ်အလွိုင်းသည် ဘက်ထရီ၏ဘေးကင်းမှုကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည် (ပိုမိုသိသာထင်ရှားသောအန္တရာယ်ရှိသော်လည်း)။ ထို့နောက်တွင်၊ ဤကဲ့သို့သောဘက်ထရီစနစ်များကိုအမေရိကန်ပြည်ထောင်စုရှိ Eveready မှဆက်တိုက်အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဘက်ထရီကုမ္ပဏီနှင့် Grace ကုမ္ပဏီတို့ကို ကူးသန်းရောင်းဝယ်ရေး။ Li‖TiS_2 ┤ဘက်ထရီသည် စစ်မှန်သောသဘောအရ ပထမဆုံးအလယ်တန်းလစ်သီယမ်ဘက်ထရီဖြစ်နိုင်ပြီး ၎င်းသည် ထိုအချိန်က အပူဆုံးဘက်ထရီစနစ်လည်းဖြစ်သည်။ ထိုအချိန်တွင် ၎င်း၏ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆသည် ခဲအက်ဆစ်ဘက်ထရီများထက် ၂-၃ ဆခန့် ရှိသည်။

အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း- TiS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x TiS_2

အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Li→〖Li〗^++e^-

တစ်ချိန်တည်းမှာပင် ကနေဒါသိပ္ပံပညာရှင် MA Py သည် Li‖MoS_2┤ ဘက်ထရီကို 1983 ခုနှစ်တွင် တီထွင်ခဲ့ပြီး Li‖TiS_60┤ နှင့် ညီမျှသော 65/1C တွင် 1-3Wh 〖Kg〗^(-2) ၊ ဘက်ထရီ ၎င်းကိုအခြေခံ၍ 1987 ခုနှစ်တွင် Canadian ကုမ္ပဏီ Moli Energy သည် အမှန်တကယ် ကျယ်ပြန့်စွာ စီးပွားဖြစ် လီသီယမ်ဘက်ထရီကို ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ရှာဖွေခဲ့ရာမှ စတင်ခဲ့သည်။ ဤသည်မှာ သမိုင်းဝင် အရေးပါသော ဖြစ်ရပ်တစ်ခု ဖြစ်သင့်သော်လည်း ထေ့ငေါ့စရာမှာ ၎င်းသည် နောက်ပိုင်းတွင် မိုလီ၏ ကျဆင်းမှုကို ဖြစ်စေသည်။ ထို့နောက် 1989 နွေဦးပေါက်တွင် Moli ကုမ္ပဏီသည် ၎င်း၏ ဒုတိယမျိုးဆက် Li‖MoS_2┤ ဘက်ထရီထုတ်ကုန်များကို စတင်ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ 1989 ခုနှစ် နွေဦးနှောင်းပိုင်းတွင် Moli ၏ ပထမမျိုးဆက် Li‖MoS_2┤ ဘက်ထရီ ထုတ်ကုန်သည် ပေါက်ကွဲခဲ့ပြီး ကြီးမားသော အထိတ်တလန့် ဖြစ်စေခဲ့သည်။ ထိုနှစ်နွေရာသီတွင် ကုန်ပစ္စည်းအားလုံးကို ပြန်လည်သိမ်းဆည်းခဲ့ပြီး သေဆုံးသူများကို လျော်ကြေးပေးခဲ့သည်။ ထိုနှစ်အကုန်တွင် Moli Energy သည် ဒေဝါလီခံကြောင်းကြေငြာပြီး 1990 ခုနှစ်နွေဦးပေါက်တွင် ဂျပန်နိုင်ငံ NEC မှဝယ်ယူခဲ့သည်။ ထိုအချိန်က ကနေဒါသိပ္ပံပညာရှင် Jeff Dahn သည် Moli တွင် ဘက်ထရီပရောဂျက်ကို ဦးဆောင်နေခြင်းဖြစ်ကြောင်း ကောလဟာလများထွက်နေပါသည်။ စွမ်းအင်နှင့် Li‖MoS_2 ┤ ဘက်ထရီများ ဆက်လက်စာရင်းသွင်းခြင်းကို ဆန့်ကျင်ခြင်းကြောင့် နုတ်ထွက်ခဲ့သည်။

အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း- MoS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x MoS_2

အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- Li→〖Li〗^++e^-

ယခုအချိန်အထိ၊ လစ်သီယမ်သတ္တုဘက်ထရီများသည် လူအများ၏အမြင်ကို တဖြည်းဖြည်း ချန်ထားခဲ့သည်။ 1970 မှ 1980 ခုနှစ်များအတွင်း လစ်သီယမ်ဘက်ထရီများအပေါ် သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ သုတေသနပြုမှုသည် cathode ပစ္စည်းများအပေါ်တွင်သာ အဓိကအာရုံစိုက်ခဲ့သည်ကို ကျွန်ုပ်တို့တွေ့မြင်နိုင်သည်။ နောက်ဆုံးပန်းတိုင်သည် အကူးအပြောင်းသတ္တု ဒိုင်ချာကိုဂျင်နိုက်များပေါ်တွင် အမြဲတစေ အာရုံစိုက်နေသည်။ ၎င်းတို့၏ အလွှာဖွဲ့စည်းပုံကြောင့် (အသွင်ကူးပြောင်းရေးသတ္တု ဒိုင်းရှယ်လ်ကိုဂျင်များကို ယခုအခါတွင် နှစ်ဖက်မြင်ပစ္စည်းအဖြစ် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် လေ့လာကြသည်)၊ ၎င်းတို့၏ အလွှာများနှင့် လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်းများ ထည့်သွင်းမှုကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေရန် အလုံအလောက်ရှိသည့် အလွှာများကြားတွင် ရှိနေသည်။ ထိုအချိန်တွင်၊ ဤကာလအတွင်း anode ပစ္စည်းများနှင့် ပတ်သက်၍ သုတေသနပြုမှုအနည်းငယ်သာရှိခဲ့သည်။ အချို့သော လေ့လာမှုများက ၎င်း၏တည်ငြိမ်မှုကို မြှင့်တင်ရန် လီသီယမ်သတ္တုကို ရောစပ်ခြင်းအပေါ် အာရုံစိုက်ထားသော်လည်း လီသီယမ်သတ္တုကိုယ်နှိုက်က မတည်မငြိမ်ဖြစ်ပြီး အန္တရာယ်များလွန်းသည်။ Moli ၏ ဘက်ထရီ ပေါက်ကွဲမှုသည် ကမ္ဘာကို တုန်လှုပ်စေသည့် ဖြစ်ရပ်တစ်ခုဖြစ်သော်လည်း လီသီယမ်သတ္တုဘက်ထရီများ ပေါက်ကွဲသည့် ဖြစ်ရပ်များစွာ ရှိခဲ့သည်။

ထို့အပြင် လစ်သီယမ်ဘက်ထရီများ ပေါက်ကွဲရသည့် အကြောင်းရင်းကို လူတို့ ကောင်းစွာ မသိခဲ့ကြပေ။ ထို့အပြင်၊ လီသီယမ်သတ္တုသည် ၎င်း၏ကောင်းမွန်သောဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် အစားထိုး၍မရသော အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် သတ်မှတ်ခံခဲ့ရသည်။ Moli ၏ဘက်ထရီ ပေါက်ကွဲပြီးနောက်၊ လစ်သီယမ်သတ္တုဘက်ထရီများကို လူတို့လက်ခံမှု ကျဆင်းသွားကာ လီသီယမ်ဘက်ထရီများသည် မှောင်မိုက်သောကာလသို့ ရောက်ရှိသွားသည်။

ဘေးကင်းသောဘက်ထရီတစ်ခုရရှိရန်၊ လူများသည် အန္တရာယ်ရှိသော လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြင့် စတင်ရပါမည်။ သို့တိုင်၊ ဤနေရာတွင် ပြဿနာများ ဆက်တိုက်ရှိနေသည်- လီသီယမ်သတ္တု၏ အလားအလာသည် ရေတိမ်ပိုင်းဖြစ်ပြီး အခြားဒြပ်ပေါင်းအနုတ်လက္ခဏာလျှပ်ကူးပစ္စည်းများကို အသုံးပြုခြင်းသည် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာကို တိုးမြင့်လာစေမည်ဖြစ်ပြီး၊ ဤနည်းဖြင့် လီသီယမ်ဘက်ထရီများ၏ အလားအလာ ကွာခြားချက်ကို လျှော့ချနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ မုန်တိုင်း၏စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ။ ထို့ကြောင့်၊ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် သက်ဆိုင်ရာ ဗို့အားမြင့် cathode ပစ္စည်းကို ရှာဖွေရန် လိုအပ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ဘက်ထရီ၏ electrolyte သည် အပြုသဘောနှင့် အနုတ်ဗို့အားများနှင့် သံသရာတည်ငြိမ်မှုတို့နှင့် ကိုက်ညီရပါမည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ electrolyte ၏ conductivity နှင့် heat resistance ပိုမိုကောင်းမွန်သည်။ ဤမေးခွန်းအတွဲလိုက်သည် သိပ္ပံပညာရှင်များအား ပို၍ကျေနပ်ဖွယ်အဖြေကို ရှာတွေ့ရန် အချိန်အတော်ကြာအောင် ပဟေဋ္ဌိဖြစ်နေသည်။

သိပ္ပံပညာရှင်များဖြေရှင်းရန် ပထမဆုံးပြဿနာမှာ လီသီယမ်သတ္တုကို အစားထိုးနိုင်သည့် ဘေးကင်းပြီး အန္တရာယ်ရှိသော လျှပ်ကူးပစ္စည်းကို ရှာဖွေရန်ဖြစ်သည်။ လီသီယမ်သတ္တုကိုယ်နှိုက်တွင် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက် အလွန်များပြီး dendrite ကြီးထွားမှုပြဿနာများသည် အသုံးပြုမှုပတ်ဝန်းကျင်နှင့် အခြေအနေများအပေါ်တွင် ပြင်းထန်လွန်းသဖြင့် ၎င်းသည် မလုံခြုံပါ။ ယခုအခါ Graphite သည် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ အဓိကကိုယ်ထည်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းကို လီသီယမ်ဘက်ထရီများတွင် အသုံးချမှုကို 1976 ခုနှစ်အစောပိုင်းတွင် လေ့လာခဲ့သည်။ 1976 ခုနှစ်တွင် Besenhard၊ JO သည် LiC_R ၏ လျှပ်စစ်ဓာတုပေါင်းစပ်မှုဆိုင်ရာ အသေးစိတ်လေ့လာမှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ သို့သော်၊ ဂရပ်ဖိုက်တွင် ကောင်းမွန်သောဂုဏ်သတ္တိများ (လျှပ်ကူးနိုင်မှုမြင့်မားခြင်း၊ စွမ်းရည်မြင့်မားခြင်း၊ အလားအလာနည်းပါးခြင်း၊ တုန်လှုပ်ခြင်းစသည်ဖြင့်) ဖြစ်သော်လည်း၊ ထိုအချိန်တွင်၊ လီသီယမ်ဘက်ထရီများတွင် အသုံးပြုသည့် အီလက်ထရွန်းသည် ယေဘူယျအားဖြင့် အထက်ဖော်ပြပါ LiClO_4 ၏ PC ဖြေရှင်းချက်ဖြစ်သည်။ ဖိုက်တင်မှာ သိသိသာသာ ပြဿနာရှိတယ်။ အကာအကွယ်မရှိသောအခါ၊ electrolyte PC မော်လီကျူးများသည် lithium-ion intercalation ဖြင့် ဂရပ်ဖိုက်ဖွဲ့စည်းပုံသို့ ဝင်ရောက်သွားမည်ဖြစ်ပြီး၊ လည်ပတ်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို ကျဆင်းစေသည်။ ထို့ကြောင့် ထိုအချိန်က သိပ္ပံပညာရှင်များက ဂရပ်ဖိုက်ကို မနှစ်သက်ခဲ့ပေ။

cathode ပစ္စည်းအတွက်၊ လစ်သီယမ်သတ္တုဘက်ထရီအဆင့်ကို သုတေသနပြုပြီးနောက်၊ lithium anode သည် LiTiS_2၊〖Li〗_x V〖Se〗_2 ကဲ့သို့သော ကောင်းသောနောက်ပြန်လှည့်နိုင်သော လီသီယမ်သိုလှောင်ပစ္စည်းဖြစ်ကြောင်း သိပ္ပံပညာရှင်များက တွေ့ရှိခဲ့သည်။ =1,2) အစရှိသဖြင့်၊ ဤအခြေခံပေါ်တွင် 〖Li〗_x V_2 O_5 (0.35≤x<3), LiV_2 O_8 နှင့် အခြားပစ္စည်းများကို တီထွင်ခဲ့သည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် 1-dimensional ion channels (1D)၊ 2-dimensional layered ion intercalation (2D) နှင့် 3-dimensional ion transmission networks တို့နှင့် တဖြည်းဖြည်းရင်းနှီးလာကြသည်။

ပါမောက္ခ John B. Goodenough ၏ LiCoO_2 (LCO) ဆိုင်ရာ အကျော်ကြားဆုံး သုတေသနကိုလည်း ယခုအချိန်တွင် ဖြစ်ပေါ်ခဲ့သည်။ 1979 ခုနှစ်တွင် Goodenougd et al ။ 2 ခုနှစ်တွင် NaCoO_1973 ၏ ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ ဆောင်းပါးတစ်ပုဒ်မှ လှုံ့ဆော်ခံခဲ့ရပြီး LCO ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိကာ မူပိုင်ခွင့်ဆောင်းပါးကို ထုတ်ဝေခဲ့သည်။ LCO တွင် လီသီယမ်အိုင်းယွန်းကို ပြောင်းပြန်လှန်ထည့်ကာ ထုတ်ယူနိုင်သည့် အသွင်ကူးပြောင်းရေးသတ္တု disulfides နှင့် ဆင်တူသော အလွှာခွဲဖွဲ့စည်းပုံရှိသည်။ လီသီယမ်အိုင်းယွန်းများကို လုံး၀ ထုတ်ယူပါက၊ CoO_2 ၏ အနီးကပ် ထုပ်ပိုးထားသော ဖွဲ့စည်းပုံကို ဖွဲ့စည်းမည်ဖြစ်ပြီး ၎င်းကို လီသီယမ်အတွက် လီသီယမ်အိုင်းယွန်းဖြင့် ပြန်လည်ထည့်သွင်းနိုင်သည် (အမှန်ပင်၊ အမှန်တကယ်တော့ ဘက်ထရီသည် လီသီယမ်အိုင်းယွန်းများကို လုံးလုံးလျားလျား ထုတ်ယူခွင့်မပြုပါ။ စွမ်းရည်ကို လျင်မြန်စွာ ယိုယွင်းစေပါသည်။) 1986 ခုနှစ်တွင် ဂျပန်နိုင်ငံရှိ Asahi Kasei ကော်ပိုရေးရှင်းတွင် အလုပ်လုပ်ကိုင်ဆဲဖြစ်သော Akira Yoshino သည် LCO၊ coke နှင့် LiClO_4 PC solution သုံးခုကို ပထမဆုံးအကြိမ် ပေါင်းစပ်ကာ ပထမဆုံးသော ခေတ်မီလီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီဖြစ်လာပြီး လက်ရှိ လီသီယမ်၏ အုတ်မြစ်ဖြစ်လာသည်။ ဘက်ထရီ။ Sony သည် အဖိုးအို၏ LCO မူပိုင်ခွင့်ကို လျင်မြန်စွာ သတိပြုမိပြီး ၎င်းကို အသုံးပြုရန် ခွင့်ပြုချက် ရရှိခဲ့သည်။ 1991 ခုနှစ်တွင် ၎င်းသည် LCO လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီကို အရောင်းမြှင့်တင်ခဲ့သည်။ လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ၏ အယူအဆသည်လည်း ယခုအချိန်တွင် ပေါ်လာပြီး ၎င်း၏ အယူအဆသည်လည်း ယနေ့တိုင် ဆက်လက်တည်ရှိနေပါသည်။ (မှတ်သားထိုက်သည်မှာ Sony ၏ ပထမမျိုးဆက် လစ်သီယမ်-အိုင်ယွန်ဘက်ထရီများနှင့် Akira Yoshino တို့သည် ဂရပ်ဖိုက်အစား အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် မာကျောသောကာဗွန်ကို အသုံးပြုထားပြီး အကြောင်းရင်းမှာ အထက်ဖော်ပြပါ PC တွင် ဂရပ်ဖိုက်တွင် ပေါင်းစပ်ပါဝင်ခြင်းကြောင့်)

အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း- 6C+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x C_6

အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- LiCoO_2→〖Li〗_(1-x) CoO_2+x〖Li〗^++xe^-

အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ 1978 ခုနှစ်တွင် Armand, M. မှ polyethylene glycol (PEO) ကိုအစိုင်အခဲပေါ်လီမာအီလက်ထရောနစ်အဖြစ်အသုံးပြုရန်အဆိုပြုခဲ့သည် graphite anode သည် solvent PC မော်လီကျူးများတွင်လွယ်ကူစွာထည့်သွင်းထားသောကြောင့်အထက်ပါပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန်အတွက် graphite anode ကိုဖြေရှင်းနိုင်သည် PC, DEC ရောစပ်ဖြေရှင်းချက်) ကို အသုံးပြု၍ ဂရပ်ဖိုက်ကို လီသီယမ်ဘက်ထရီစနစ်သို့ ပထမဆုံးအကြိမ် ထည့်သွင်းကာ နောက်နှစ်တွင် အလှုပ်ခံထိုင်ခုံဘက်ထရီ (rocking-chair) အယူအဆကို အဆိုပြုခဲ့သည်။ ဤကဲ့သို့သော အယူအဆသည် ယနေ့အထိ ဆက်လက်တည်ရှိနေပါသည်။ ED/DEC၊ EC/DMC စသည်ဖြင့် လက်ရှိ ပင်မလျှပ်စစ်ဓာတ်စနစ်များသည် ၁၉၉၀ ပြည့်လွန်နှစ်များအတွင်း ဖြည်းဖြည်းချင်း ပေါ်ထွက်ခဲ့ပြီး ယခုမှစ၍ အသုံးပြုလာခဲ့သည်။

တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ဘက်ထရီစီးရီးများကို စူးစမ်းလေ့လာခဲ့သည်- Li‖Nb〖Se〗_3 ┤ ဘက်ထရီများ၊ Li‖V〖SE〗_2 ┤ ဘက်ထရီများ၊ Li‖〖Ag〗_2 V_4 ┤ O_11— ဘက်ထရီများ၊ Li ‖I_2 ┤ဘက်ထရီ စသည်တို့သည် ယခုအခါ တန်ဖိုးနည်းသောကြောင့်၊ သုတေသန အမျိုးအစားများစွာ မရှိသောကြောင့် အသေးစိတ် မိတ်ဆက်ပေးခြင်း မရှိပါ။

• Li-ion ဘက်ထရီ စင်

1991 ခုနှစ်နောက်ပိုင်း လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုခေတ်သည် ယခုကျွန်ုပ်တို့ရောက်ရှိနေသည့်ခေတ်ဖြစ်သည်။ ဤနေရာတွင် ကျွန်ုပ်သည် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို အသေးစိတ်အကျဉ်းချုံးမဖော်ပြဘဲ လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီအနည်းငယ်၏ ဓာတုဗေဒစနစ်အား အကျဉ်းချုံးမိတ်ဆက်ပေးပါမည်။

လက်ရှိ လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီစနစ်များအကြောင်း မိတ်ဆက်၊ ဤတွင် နောက်အပိုင်းဖြစ်သည်။