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リチウムイオン電池の歴史

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リチウムイオン電池の歴史

Jun 21, 2019
1970 年、エクソン社の MS Whittingham は、正極材料として硫化チタン、正極材料としてリチウム金属を使用した 最初のリチウム電池を製造しました。リチウム電池の正極材料は二酸化マンガンまたは塩化チオニルであり、正極はリチウムです。バッテリーが組み立てられると、バッテリーに電圧がかかるため、充電する必要はありません。リチウムイオン電池(Li-ion Batteries)は、リチウム電池の開発です。たとえば、以前のカメラで使用されていたボタン電池はリチウム電池でした。この種のバッテリーも充電できますが、サイクル性能は良くありません。充放電サイクル中にリチウム結晶が形成されやすく、電池内部で短絡が発生するため、この種の電池は通常充電が禁止されています。

1982 年、イリノイ大学工科大学 (イリノイ工科大学) の RRA garwal と JRS elman は、埋め込まれたリチウム イオンがグラファイトの特性を持ち、プロセスが迅速で可逆的であることを発見しました。一方で、金属リチウム電池は安全性の問題が注目されており、リチウムイオン内蔵黒鉛の特性を活かした二次電池の製造が検討されています。ベル LABS による最初の利用可能なリチウムイオングラファイト電極の試作に成功しました。

1983メートル。ハッカレイ、JG ギャラクサイト オーデナフなどは、低価格、安定で導電性の高いリチウム、ガイド性能を備えた優れた陰極材料であることがわかっています。分解温度が高く、コバルト酸リチウムよりも酸化がはるかに低いため、たとえ短絡、過充電、発火や爆発の危険性も回避できます。

1989 年に、アルジュン アンティラムと JG は、十分な量のアニオン重合により、正の方がより高い電圧を生成することを発見しました。

1992年に日本のソニーは、リチウム化合物を負極として使用する炭素材料を発明しました。充放電の過程で金属リチウムは存在せず、リチウムイオンのみが存在する、つまりリチウムイオン電池です。その後、リチウムイオン電池は家庭用電化製品の外観に革命をもたらしました。電池の負極材料としてのコバルト酸リチウムなどは、今でも携帯電子機器の主電源です。

1996 年にパディとグッド十分に発見されたリン酸鉄リチウム (LiFePO4) などのリン酸塩のオリビン構造は、従来の負極材料よりも安全性が高く、特に高温耐性があり、従来のリチウムイオン電池材料よりも耐過充電性能が優れています。そのため、大電流放電が現在の主流となっているリチウム電池の負極材です。

電池開発の歴史を通じて、世界の電池産業の発展には3つの特徴があり、1つはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池などのグリーン環境保護電池の急速な発展です。 。; 2 つは電池から電池へ、持続可能な開発戦略に適合するもの、3 は小型、軽量、薄型の方向での電池のさらなる開発です。二次電池の製品化において、比エネルギーが最も高いリチウムイオン電池、特にポリマーリチウムイオン電池は、薄型化が可能な二次電池です。リチウムイオン電池は体積が高く、比エネルギーと質量が高く、充電可能で無公害であるため、現在の電池産業発展の3つの特徴を備えており、先進国でより急速な成長を遂げています。電気通信、情報市場の発展、特に携帯電話やラップトップの使用は、リチウムイオン電池に市場機会をもたらしました。そして、リチウムイオン電池の中でも安全性に優れたポリマーリチウムイオン電池は、徐々にリチウムイオン電池の電解液に取って代わり、リチウムイオン電池の主流となるでしょう。ポリマーリチウムイオン電池は21世紀の「電池」として注目されており、電池の新時代を築く可能性があり、開発の見通しは非常に楽観的です。

2015年3月、日本のシャープと京都大学教授の田中功氏は共同で、最長70年の耐用年数のリチウムイオン電池の開発に成功した。製造されたリチウムイオン電池の寿命は、体積8立方センチメートル、サイクル数は最大25000回です。そしてシャープによれば、リチウムイオン電池の寿命は実際に10000回充放電しても性能は安定しているという。

リチウムは、1817年にベッツィー・アル・フェットの学生だったスウェーデンの化学者によってuzで発見され、ベッツィー・リチウムと名付けられました。ブンゼンらは1855年に、元素である金属リチウムである溶融塩化リチウムを電気分解する方法により、1893年に昆虫の根によるリチウムの工業化を発表した。リチウムを製造する電解 Li Cl を依然として使用しているこの方法では、精製されたリチウム 1 トンごとに 6 ~ 7 万度もの大量の電力が消費されます。

彼の誕生から100年以上にわたってリチウムは、主に痛風の薬剤耐性として医療従事者に提供されてきました。米国航空宇宙航空局 (NASA) は、リチウム電池が高効率電池として使用できることに初めて気づきました。これは、バッテリー電圧が密接に関係しており、陰極金属が活発であるためです。リチウム電池は非常に活性の高いアルカリとして、より高い電圧を供給できます。リチウム電池は3 Vの電圧を提供できますが、鉛電池は2.1 V、炭素亜鉛電池は1.5 Vです。P = UIによると、同じ電気の流れで、リチウム電池の方が高出力になります。

3つの元素として、リチウムの性質は2種類の安定同位体6リチウムと7リチウムであるため、リチウムの相対原子量はわずか6.9です。これは、品質において同時に他の金属リチウム金属よりも活発なリチウム金属を提供できることを意味します。より多くの電子。さらに、リチウムには別の利点もあります。リチウムイオンは半径が小さいため、電解液中の他の大きなリチウムイオンよりも容易に充電および放電を行うことができ、効果的で高速な正極および負極の移動が実現され、電気化学反応が起こります。

金属リチウムには多くの利点がありますが、他にも多くの利点があり、リチウムイオン電池の製造の難しさを克服する必要があります。まず、リチウムは非常に活発なアルカリ金属元素であり、水と酸素と反応し、窒素や室温と反応することができます。このため、金属リチウムの保管、使用、加工は他の金属よりもはるかに複雑であり、環境への要求が非常に高いです。そのため、リチウム電池は長い間使用されていませんでした。科学者の研究により、リチウム電池の技術的障害が次々と克服され、リチウム電池も大型リチウムイオン電池の実用化段階に入りました。

1982 年、イリノイ大学工科大学 (イリノイ工科大学) の RRA garwal と JRS elman は、埋め込まれたリチウム イオンがグラファイトの特性を持ち、プロセスが迅速で可逆的であることを発見しました。一方で、金属リチウム電池は安全性の問題が注目されており、リチウムイオン内蔵黒鉛の特性を活かした二次電池の製造が検討されています。ベル LABS による最初の利用可能なリチウムイオングラファイト電極の試作に成功しました。

1983メートル。ハッカレイ、JG ギャラクサイトなどは、低価格、安定で導電性の高いリチウム、ガイド性能を備えた優れたカソード材料であることがわかっています。分解温度が高く、コバルト酸リチウムよりも酸化がはるかに低いため、たとえ短絡、過充電、発火や爆発の危険性も回避できます。

1989 年に、アルジュン アンティラムと J. は十分に良好なアニオン重合を発見し、プラスの方がより高い電圧を生成することがわかりました。

1992年に日本のソニーは、リチウム化合物を負極として使用する炭素材料を発明しました。充放電の過程で金属リチウムは存在せず、リチウムイオンのみが存在する、つまりリチウムイオン電池です。その後、リチウムイオン電池は家庭用電化製品の外観に革命をもたらしました。電池の負極材料としてのコバルト酸リチウムなどは、今でも携帯電子機器の主電源です。

1996 年にパディとグッド十分に発見されたリン酸鉄リチウム (LiFePO4) などのリン酸塩のオリビン構造は、従来の負極材料よりも安全性が高く、特に高温耐性があり、従来のリチウムイオン電池材料よりも耐過充電性能が優れています。そのため、大電流放電能力を有するリチウム電池の正極材料が現在の主流となっている。

電池開発の歴史を通じて、世界の電池産業の発展には3つの特徴があり、1つはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池などのグリーン環境保護電池の急速な発展です。 。; 2 つは電池から電池へ、持続可能な開発戦略に適合するもの、3 は小型、軽量、薄型の方向での電池のさらなる開発です。二次電池の実用化において、比エネルギーが最も高いリチウムイオン電池、特にポリマーリチウムイオン電池は薄型化が可能な二次電池です。リチウムイオン電池は比エネルギーと質量が高く、充電可能で無公害であるため、現在の電池産業発展の3つの特徴を備えており、先進国での成長が加速しています。通信、情報市場の発展、特に携帯電話やラップトップの使用は、リチウムイオン電池に市場機会をもたらしました。そして、リチウムイオン電池の中でも安全性に優れたポリマーリチウムイオン電池は、徐々にリチウムイオン電池の電解液に取って代わり、リチウムイオン電池の主流となるでしょう。ポリマーリチウムイオン電池は21世紀の「電池」として注目されており、電池の新時代を切り開くものであり、開発の見通しは非常に楽観的です。

2015年3月、日本のシャープと京都大学教授の田中功氏は共同で、最長70年の耐用年数のリチウムイオン電池の開発に成功した。製造されたリチウムイオン電池の寿命は、体積8立方センチメートル、サイクル数は最大25000回です。そしてシャープによれば、リチウムイオン電池の寿命は実際に10000回充放電しても性能は安定しているという。

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