లిథియం బ్యాటరీల అభివృద్ధి

బ్యాటరీ పరికరం యొక్క మూలం లైడెన్ బాటిల్ యొక్క ఆవిష్కరణతో ప్రారంభం కావచ్చు. లైడెన్ బాటిల్‌ను 1745లో డచ్ శాస్త్రవేత్త పీటర్ వాన్ ముస్చెన్‌బ్రూక్ తొలిసారిగా కనుగొన్నారు. లేడెన్ జార్ అనేది ఒక ఆదిమ కెపాసిటర్ పరికరం. ఇది ఇన్సులేటర్ ద్వారా వేరు చేయబడిన రెండు మెటల్ షీట్లతో కూడి ఉంటుంది. పైన ఉన్న మెటల్ రాడ్ ఛార్జ్‌ను నిల్వ చేయడానికి మరియు విడుదల చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. మీరు రాడ్‌ను తాకినప్పుడు మెటల్ బాల్ ఉపయోగించినప్పుడు, లీడెన్ బాటిల్ అంతర్గత విద్యుత్ శక్తిని ఉంచగలదు లేదా తీసివేయగలదు మరియు దాని సూత్రం మరియు తయారీ చాలా సులభం. ఆసక్తి ఉన్న ఎవరైనా దీన్ని ఇంట్లో స్వయంగా తయారు చేసుకోవచ్చు, కానీ దాని సాధారణ గైడ్ కారణంగా దాని స్వీయ-ఉత్సర్గ దృగ్విషయం మరింత తీవ్రంగా ఉంటుంది. సాధారణంగా, విద్యుత్ మొత్తం కొన్ని గంటల నుండి కొన్ని రోజులలో విడుదల చేయబడుతుంది. అయితే, లైడెన్ బాటిల్ యొక్క ఆవిర్భావం విద్యుత్ పరిశోధనలో కొత్త దశను సూచిస్తుంది.

1790వ దశకంలో, ఇటాలియన్ శాస్త్రవేత్త లుయిగి గాల్వానీ కప్ప కాళ్లను అనుసంధానించడానికి జింక్ మరియు రాగి తీగలను ఉపయోగించడాన్ని కనుగొన్నాడు మరియు కప్ప కాళ్లు మెలితిప్పినట్లు కనుగొన్నాడు, కాబట్టి అతను "బయోఎలెక్ట్రిసిటీ" అనే భావనను ప్రతిపాదించాడు. ఈ ఆవిష్కరణ ఇటాలియన్ శాస్త్రవేత్త అలెశాండ్రోను కదిలించింది. వోల్టా యొక్క అభ్యంతరం, వోల్టా కప్ప కాళ్ళు మెలితిప్పినట్లు కప్పపై విద్యుత్ ప్రవాహం కంటే మెటల్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ ప్రవాహం నుండి వస్తుందని నమ్ముతుంది. గాల్వాని సిద్ధాంతాన్ని తిరస్కరించడానికి, వోల్టా తన ప్రసిద్ధ వోల్టా స్టాక్‌ను ప్రతిపాదించాడు. వోల్టాయిక్ స్టాక్‌లో జింక్ మరియు కాపర్ షీట్‌లు ఉంటాయి, మధ్యలో ఉప్పునీటిలో ముంచిన కార్డ్‌బోర్డ్ ఉంటుంది. ఇది ప్రతిపాదిత రసాయన బ్యాటరీ యొక్క నమూనా.
వోల్టాయిక్ సెల్ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ ప్రతిచర్య సమీకరణం:

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: 2H^++2e^-→H_2

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

1836లో, బ్రిటీష్ శాస్త్రవేత్త జాన్ ఫ్రెడరిక్ డేనియల్ బ్యాటరీలోని గాలి బుడగల సమస్యను పరిష్కరించడానికి డేనియల్ బ్యాటరీని కనుగొన్నాడు. డేనియల్ బ్యాటరీ ఆధునిక రసాయన బ్యాటరీ యొక్క ప్రాథమిక రూపాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది. సానుకూల భాగం రాగి సల్ఫేట్ ద్రావణంలో మునిగిపోతుంది. రాగి యొక్క ఇతర భాగం జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో ముంచబడుతుంది. అసలు డేనియల్ బ్యాటరీని రాగి జార్‌లో కాపర్ సల్ఫేట్ ద్రావణంతో నింపారు మరియు మధ్యలో సిరామిక్ పోరస్ స్థూపాకార కంటైనర్‌ను చొప్పించారు. ఈ సిరామిక్ కంటైనర్‌లో, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా జింక్ రాడ్ మరియు జింక్ సల్ఫేట్ ఉన్నాయి. ద్రావణంలో, సిరామిక్ కంటైనర్‌లోని చిన్న రంధ్రాలు రెండు కీలను అయాన్‌లను మార్పిడి చేయడానికి అనుమతిస్తాయి. ఆధునిక డేనియల్ బ్యాటరీలు ఈ ప్రభావాన్ని సాధించడానికి ఎక్కువగా ఉప్పు వంతెనలు లేదా సెమీ-పారగమ్య పొరలను ఉపయోగిస్తాయి. డ్రై బ్యాటరీలు వాటిని భర్తీ చేసే వరకు టెలిగ్రాఫ్ నెట్‌వర్క్‌కు పవర్ సోర్స్‌గా డేనియల్ బ్యాటరీలు ఉపయోగించబడ్డాయి.

డేనియల్ బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ ప్రతిచర్య సమీకరణం:

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: 〖Cu〗^(2+)+2e^-→Cu

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

ఇప్పటివరకు, బ్యాటరీ యొక్క ప్రాధమిక రూపం నిర్ణయించబడింది, ఇందులో సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ఉన్నాయి. అటువంటి ఆధారంగా, బ్యాటరీలు రాబోయే 100 సంవత్సరాలలో వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి. ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త గాస్టన్ ప్లాంటే 1856లో లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలను కనిపెట్టడంతో సహా అనేక కొత్త బ్యాటరీ వ్యవస్థలు కనిపించాయి. లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు దీని పెద్ద అవుట్‌పుట్ కరెంట్ మరియు తక్కువ ధర విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి, కాబట్టి ఇది ప్రారంభ ఎలక్ట్రిక్ వంటి అనేక మొబైల్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. వాహనాలు. ఇది తరచుగా కొన్ని ఆసుపత్రులు మరియు బేస్ స్టేషన్లకు బ్యాకప్ విద్యుత్ సరఫరాగా ఉపయోగించబడుతుంది. లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు ప్రధానంగా సీసం, సీసం డయాక్సైడ్ మరియు సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ద్రావణంతో కూడి ఉంటాయి మరియు వాటి వోల్టేజ్ దాదాపు 2Vకి చేరుకుంటుంది. ఆధునిక కాలంలో కూడా, లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు వాటి పరిపక్వ సాంకేతికత, తక్కువ ధరలు మరియు సురక్షితమైన నీటి ఆధారిత వ్యవస్థల కారణంగా తొలగించబడలేదు.

లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ ప్రతిచర్య సమీకరణం:

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

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Pb+〖SO〗_4^(2-)→Pb〖SO〗_4+2e^-

1899లో స్వీడిష్ శాస్త్రవేత్త వాల్డెమార్ జంగ్నర్ కనిపెట్టిన నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ, లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత కారణంగా ప్రారంభ వాక్‌మ్యాన్‌ల వంటి చిన్న మొబైల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల మాదిరిగానే. నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలు కూడా 1990ల నుండి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అయితే వాటి విషపూరితం సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు బ్యాటరీ కూడా నిర్దిష్ట మెమరీ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అందుకే రీఛార్జి చేసే ముందు బ్యాటరీ పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ అయి ఉండాలి మరియు వ్యర్థ బ్యాటరీలు భూమిని కలుషితం చేస్తాయని కొందరు పెద్దలు చెప్పడం మనం తరచుగా వింటుంటాం. (ప్రస్తుత బ్యాటరీలు కూడా అత్యంత విషపూరితమైనవి మరియు వాటిని ప్రతిచోటా విస్మరించరాదని గమనించండి, కానీ ప్రస్తుత లిథియం బ్యాటరీలకు మెమరీ ప్రయోజనాలు లేవు మరియు అధిక-ఉత్సర్గ బ్యాటరీ జీవితానికి హానికరం.) నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలు పర్యావరణానికి మరింత హాని కలిగిస్తాయి మరియు వాటి అంతర్గత నిరోధం ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది, ఇది ఛార్జింగ్ సమయంలో అధిక కరెంట్ కారణంగా నష్టం కలిగించవచ్చు. నికెల్-హైడ్రోజన్ బ్యాటరీలు 2005లో క్రమంగా దానిని తొలగించాయి. ఇప్పటివరకు, నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలు మార్కెట్లో చాలా అరుదుగా కనిపిస్తాయి.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ ప్రతిచర్య సమీకరణం:

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

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Cd+2OH^-→Cd〖(OH)〗_2+2e^-

లిథియం మెటల్ బ్యాటరీ దశ

1960 లలో, ప్రజలు చివరకు అధికారికంగా లిథియం బ్యాటరీల యుగంలోకి ప్రవేశించారు.

లిథియం మెటల్ 1817లో కనుగొనబడింది మరియు లిథియం మెటల్ యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు సహజంగా బ్యాటరీల కోసం పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయని ప్రజలు త్వరలోనే గ్రహించారు. ఇది తక్కువ సాంద్రత (0.534g 〖cm〗^(-3)), పెద్ద కెపాసిటీ (3860mAh g^(-1) వరకు సైద్ధాంతికంగా), మరియు దాని తక్కువ సంభావ్యత (-3.04V ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్‌తో పోలిస్తే) కలిగి ఉంది. ఇవి దాదాపుగా నేను ఆదర్శ బ్యాటరీ యొక్క నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్ అని ప్రజలకు తెలియజేస్తున్నాయి. అయినప్పటికీ, లిథియం మెటల్‌కు భారీ సమస్యలు ఉన్నాయి. ఇది చాలా చురుకుగా ఉంటుంది, నీటితో హింసాత్మకంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు ఆపరేటింగ్ వాతావరణంలో అధిక అవసరాలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, చాలా కాలం పాటు, ప్రజలు దానితో నిస్సహాయంగా ఉన్నారు.

1913లో, లూయిస్ మరియు కీస్ లిథియం మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని కొలుస్తారు. మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌గా ప్రొపైలమైన్ ద్రావణంలో లిథియం అయోడైడ్‌తో బ్యాటరీ పరీక్షను నిర్వహించింది, అయినప్పటికీ అది విఫలమైంది.

1958లో, విలియం సిడ్నీ హారిస్ తన డాక్టోరల్ థీసిస్‌లో అతను లిథియం లోహాన్ని వివిధ సేంద్రీయ ఈస్టర్ ద్రావణాలలో ఉంచాడు మరియు నిష్క్రియ పొరల శ్రేణిని (పెర్క్లోరిక్ యాసిడ్‌లోని లిథియం మెటల్‌తో సహా) ఏర్పడటాన్ని గమనించాడు. లిథియం LiClO_4

ప్రొపైలిన్ కార్బోనేట్ యొక్క PC ద్రావణంలోని దృగ్విషయం, మరియు ఈ పరిష్కారం భవిష్యత్తులో లిథియం బ్యాటరీలలో కీలకమైన ఎలక్ట్రోలైట్ వ్యవస్థ), మరియు ఒక నిర్దిష్ట అయాన్ ట్రాన్స్మిషన్ దృగ్విషయం గమనించబడింది, కాబట్టి దీని ఆధారంగా కొన్ని ప్రాథమిక ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ ప్రయోగాలు జరిగాయి. ఈ ప్రయోగాలు అధికారికంగా లిథియం బ్యాటరీల అభివృద్ధికి దారితీశాయి.

1965లో, NASA లిథియం పెర్క్లోరేట్ PC సొల్యూషన్స్‌లో Li||Cu బ్యాటరీల ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ దృగ్విషయాలపై లోతైన అధ్యయనాన్ని నిర్వహించింది. LiBF_4, LiI, LiAl〖Cl〗_4, LiCl యొక్క విశ్లేషణతో సహా ఇతర ఎలక్ట్రోలైట్ వ్యవస్థలు, ఈ పరిశోధన సేంద్రీయ ఎలక్ట్రోలైట్ వ్యవస్థలపై గొప్ప ఆసక్తిని రేకెత్తించింది.

1969లో, లిథియం, సోడియం మరియు పొటాషియం లోహాలను ఉపయోగించి సేంద్రీయ ద్రావణ బ్యాటరీలను వాణిజ్యీకరించడానికి ఎవరైనా ప్రయత్నించడం ప్రారంభించినట్లు పేటెంట్ చూపించింది.

1970లో, జపాన్ యొక్క పానాసోనిక్ కార్పొరేషన్ Li‖CF_x ┤ బ్యాటరీని కనిపెట్టింది, ఇక్కడ x నిష్పత్తి సాధారణంగా 0.5-1 ఉంటుంది. CF_x ఒక ఫ్లోరోకార్బన్. ఫ్లోరిన్ వాయువు అత్యంత విషపూరితమైనప్పటికీ, ఫ్లూరోకార్బన్ ఒక ఆఫ్-వైట్ నాన్-టాక్సిక్ పౌడర్. Li‖CF_x ┤ బ్యాటరీ యొక్క ఆవిర్భావం మొదటి నిజమైన వాణిజ్య లిథియం బ్యాటరీ అని చెప్పవచ్చు. Li‖CF_x ┤ బ్యాటరీ ప్రాథమిక బ్యాటరీ. ఇప్పటికీ, దాని సామర్థ్యం చాలా పెద్దది, సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం 865mAh 〖Kg〗^(-1), మరియు దాని ఉత్సర్గ వోల్టేజ్ దీర్ఘ-శ్రేణిలో చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, శక్తి స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు స్వీయ-ఉత్సర్గ దృగ్విషయం చిన్నది. కానీ ఇది అసహ్యమైన రేటు పనితీరును కలిగి ఉంది మరియు ఛార్జ్ చేయబడదు. అందువల్ల, ఇది సాధారణంగా మాంగనీస్ డయాక్సైడ్‌తో కలిపి Li‖CF_x ┤-MnO_2 బ్యాటరీలను తయారు చేస్తుంది, ఇవి కొన్ని చిన్న సెన్సార్‌లు, గడియారాలు మొదలైన వాటికి అంతర్గత బ్యాటరీలుగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు తొలగించబడలేదు.

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: CF_x+xe^-+x〖Li〗^+→C+xLiF

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Li→〖Li〗^++e^-

1975లో, జపాన్‌కు చెందిన సాన్యో కార్పొరేషన్ Li‖MnO_2 ┤ బ్యాటరీని కనిపెట్టింది, మొదట రీఛార్జ్ చేయగల సోలార్ కాలిక్యులేటర్లలో ఉపయోగించబడింది. ఇది మొదటి పునర్వినియోగపరచదగిన లిథియం బ్యాటరీగా పరిగణించబడుతుంది. ఆ సమయంలో ఈ ఉత్పత్తి జపాన్‌లో గొప్ప విజయాన్ని సాధించినప్పటికీ, ప్రజలకు అలాంటి పదార్థం గురించి లోతైన అవగాహన లేదు మరియు దాని లిథియం మరియు మాంగనీస్ డయాక్సైడ్ తెలియదు. ప్రతిచర్య వెనుక ఎలాంటి కారణం ఉంది?

దాదాపు అదే సమయంలో, అమెరికన్లు పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీ కోసం వెతుకుతున్నారు, దానిని ఇప్పుడు మనం సెకండరీ బ్యాటరీ అని పిలుస్తాము.

1972లో, MBArmand (కొందరు శాస్త్రవేత్తల పేర్లు ప్రారంభంలో అనువదించబడలేదు) ఒక కాన్ఫరెన్స్ పేపర్‌లో M_(0.5) Fe〖(CN)〗_3 (ఇక్కడ M అనేది క్షార లోహం) మరియు ప్రష్యన్ నీలి నిర్మాణంతో ఉన్న ఇతర పదార్థాలలో ప్రతిపాదించబడింది. , మరియు దాని అయాన్ ఇంటర్కలేషన్ దృగ్విషయాన్ని అధ్యయనం చేసింది. మరియు 1973లో, బెల్ ల్యాబ్స్‌కు చెందిన J. బ్రాడ్‌హెడ్ మరియు ఇతరులు మెటల్ డైచల్‌కోజెనైడ్స్‌లోని సల్ఫర్ మరియు అయోడిన్ పరమాణువుల ఇంటర్‌కలేషన్ దృగ్విషయాన్ని అధ్యయనం చేశారు. అయాన్ ఇంటర్కలేషన్ దృగ్విషయంపై ఈ ప్రాథమిక అధ్యయనాలు లిథియం బ్యాటరీల క్రమమైన పురోగతికి అత్యంత ముఖ్యమైన చోదక శక్తి. ఈ అధ్యయనాల కారణంగా అసలు పరిశోధన ఖచ్చితమైనది, తరువాత లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు సాధ్యమయ్యాయి.

1975లో, మార్టిన్ బి. డైన్స్ ఆఫ్ ఎక్సాన్ (ఎక్సాన్ మొబిల్ యొక్క పూర్వీకుడు) పరివర్తన మెటల్ డైచల్‌కోజెనైడ్‌లు మరియు క్షార లోహాల శ్రేణి మధ్య ఇంటర్‌కలేషన్‌పై ప్రాథమిక గణనలు మరియు ప్రయోగాలను నిర్వహించాడు మరియు అదే సంవత్సరంలో, ఎక్సాన్ మరొక పేరు శాస్త్రవేత్త MS విటింగ్‌హామ్ పేటెంట్‌ను ప్రచురించాడు. Li‖TiS_2 ┤ పూల్‌లో. మరియు 1977లో, ఎక్సూన్ Li-Al‖TiS_2┤ ఆధారంగా బ్యాటరీని వాణిజ్యీకరించింది, దీనిలో లిథియం అల్యూమినియం మిశ్రమం బ్యాటరీ భద్రతను మెరుగుపరుస్తుంది (అయితే ఇంకా చాలా ముఖ్యమైన ప్రమాదం ఉంది). ఆ తర్వాత, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని ఎవెరెడీ ద్వారా ఇటువంటి బ్యాటరీ వ్యవస్థలు వరుసగా ఉపయోగించబడ్డాయి. బ్యాటరీ కంపెనీ మరియు గ్రేస్ కంపెనీ యొక్క వాణిజ్యీకరణ. Li‖TiS_2 ┤ బ్యాటరీ నిజమైన అర్థంలో మొదటి ద్వితీయ లిథియం బ్యాటరీ కావచ్చు మరియు ఆ సమయంలో ఇది అత్యంత హాటెస్ట్ బ్యాటరీ సిస్టమ్ కూడా. ఆ సమయంలో, దాని శక్తి సాంద్రత లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే 2-3 రెట్లు ఎక్కువ.

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: TiS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x TiS_2

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Li→〖Li〗^++e^-

అదే సమయంలో, కెనడియన్ శాస్త్రవేత్త MA Py 2లో Li‖MoS_1983┤ బ్యాటరీని కనుగొన్నారు, ఇది 60/65C వద్ద 1-1Wh 〖Kg〗^(-3) శక్తి సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది, ఇది Li‖TiS_2┤కి సమానం. బ్యాటరీ. దీని ఆధారంగా, 1987లో, కెనడియన్ కంపెనీ మోలి ఎనర్జీ నిజంగా విస్తృతంగా వాణిజ్యీకరించబడిన లిథియం బ్యాటరీని విడుదల చేసింది, ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తృతంగా కోరింది. ఇది చారిత్రాత్మకంగా ప్రాముఖ్యమైన ఘట్టం కావాలి, కానీ వ్యంగ్యం ఏంటంటే, ఆ తర్వాత మొలికి కూడా ఇది కారణమవుతోంది. తర్వాత 1989 వసంతకాలంలో, మోలి కంపెనీ దాని రెండవ తరం Li‖MoS_2┤ బ్యాటరీ ఉత్పత్తులను ప్రారంభించింది. 1989 వసంతకాలం చివరిలో, మోలి యొక్క మొదటి తరం Li‖MoS_2┤ బ్యాటరీ ఉత్పత్తి పేలి పెద్ద ఎత్తున భయాందోళనలకు కారణమైంది. అదే సంవత్సరం వేసవిలో, అన్ని ఉత్పత్తులు రీకాల్ చేయబడ్డాయి మరియు బాధితులకు పరిహారం ఇవ్వబడింది. అదే సంవత్సరం చివరిలో, మోలి ఎనర్జీ దివాలా తీసినట్లు ప్రకటించింది మరియు 1990 వసంతకాలంలో జపాన్ యొక్క NEC చే కొనుగోలు చేయబడింది. ఆ సమయంలో కెనడియన్ శాస్త్రవేత్త జెఫ్ డాన్ మోలి వద్ద బ్యాటరీ ప్రాజెక్ట్‌కు నాయకత్వం వహిస్తున్నట్లు పుకారు ఉంది. Li‖MoS_2 ┤ బ్యాటరీల జాబితాను కొనసాగించడాన్ని వ్యతిరేకించినందున శక్తి మరియు రాజీనామా చేశారు.

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: MoS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x MoS_2

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: Li→〖Li〗^++e^-

ఇప్పటివరకు, లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు క్రమంగా ప్రజల దృష్టిని విడిచిపెట్టాయి. 1970 నుండి 1980 వరకు, లిథియం బ్యాటరీలపై శాస్త్రవేత్తల పరిశోధన ప్రధానంగా కాథోడ్ పదార్థాలపై దృష్టి పెట్టినట్లు మనం చూడవచ్చు. అంతిమ లక్ష్యం ట్రాన్సిషన్ మెటల్ డైచల్‌కోజెనైడ్స్‌పై స్థిరంగా కేంద్రీకరించబడింది. వాటి లేయర్డ్ స్ట్రక్చర్ కారణంగా (ట్రాన్సిషన్ మెటల్ డైచల్‌కోజెనైడ్‌లు ఇప్పుడు రెండు డైమెన్షనల్ మెటీరియల్‌గా విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడుతున్నాయి), వాటి పొరలు మరియు లిథియం అయాన్‌ల చొప్పించడం కోసం పొరల మధ్య తగినంత ఖాళీలు ఉన్నాయి. ఆ సమయంలో, ఈ కాలంలో యానోడ్ పదార్థాలపై చాలా తక్కువ పరిశోధనలు జరిగాయి. కొన్ని అధ్యయనాలు లిథియం లోహం యొక్క స్థిరత్వాన్ని పెంపొందించడానికి దాని మిశ్రమంపై దృష్టి సారించినప్పటికీ, లిథియం లోహం చాలా అస్థిరంగా మరియు ప్రమాదకరమైనది. మోలి యొక్క బ్యాటరీ పేలుడు ప్రపంచాన్ని దిగ్భ్రాంతికి గురిచేసిన సంఘటన అయినప్పటికీ, లిథియం మెటల్ బ్యాటరీల పేలుడుకు సంబంధించిన అనేక కేసులు ఉన్నాయి.

అంతేకాకుండా, లిథియం బ్యాటరీల పేలుడుకు కారణం ప్రజలకు బాగా తెలియదు. అదనంగా, లిథియం మెటల్ దాని మంచి లక్షణాల కారణంగా ఒకప్పుడు భర్తీ చేయలేని ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంగా పరిగణించబడింది. మోలి యొక్క బ్యాటరీ పేలుడు తర్వాత, లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలకు ప్రజల ఆమోదం క్షీణించింది మరియు లిథియం బ్యాటరీలు చీకటి కాలంలోకి ప్రవేశించాయి.

సురక్షితమైన బ్యాటరీని కలిగి ఉండటానికి, ప్రజలు హానికరమైన ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్‌తో ప్రారంభించాలి. ఇప్పటికీ, ఇక్కడ సమస్యల శ్రేణి ఉన్నాయి: లిథియం మెటల్ యొక్క సంభావ్యత నిస్సారంగా ఉంటుంది మరియు ఇతర సమ్మేళనం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ల ఉపయోగం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ సంభావ్యతను పెంచుతుంది మరియు ఈ విధంగా, లిథియం బ్యాటరీలు మొత్తం సంభావ్య వ్యత్యాసం తగ్గుతుంది, ఇది తగ్గిస్తుంది తుఫాను యొక్క శక్తి సాంద్రత. అందువల్ల, శాస్త్రవేత్తలు సంబంధిత అధిక-వోల్టేజ్ కాథోడ్ పదార్థాన్ని కనుగొనవలసి ఉంటుంది. అదే సమయంలో, బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోలైట్ తప్పనిసరిగా సానుకూల మరియు ప్రతికూల వోల్టేజీలు మరియు సైకిల్ స్థిరత్వంతో సరిపోలాలి. అదే సమయంలో, ఎలక్ట్రోలైట్ మరియు ఉష్ణ నిరోధకత యొక్క వాహకత మంచిది. ఈ ప్రశ్నల పరంపర మరింత సంతృప్తికరమైన సమాధానాన్ని కనుగొనడానికి శాస్త్రవేత్తలను చాలా కాలం పాటు అబ్బురపరిచింది.

శాస్త్రవేత్తలు పరిష్కరించాల్సిన మొదటి సమస్య ఏమిటంటే, లిథియం లోహాన్ని భర్తీ చేయగల సురక్షితమైన, హానికరమైన ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాన్ని కనుగొనడం. లిథియం మెటల్ కూడా చాలా ఎక్కువ రసాయన చర్యను కలిగి ఉంది మరియు డెండ్రైట్ పెరుగుదల సమస్యల శ్రేణి వినియోగ పర్యావరణం మరియు పరిస్థితులపై చాలా కఠినంగా ఉంది మరియు ఇది సురక్షితం కాదు. గ్రాఫైట్ ఇప్పుడు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ప్రధాన భాగం, మరియు లిథియం బ్యాటరీలలో దాని అప్లికేషన్ 1976లోనే అధ్యయనం చేయబడింది. 1976లో, బెసెన్‌హార్డ్, JO LiC_R యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ సంశ్లేషణపై మరింత వివరణాత్మక అధ్యయనాన్ని నిర్వహించింది. అయినప్పటికీ, గ్రాఫైట్ అద్భుతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ (అధిక వాహకత, అధిక సామర్థ్యం, ​​తక్కువ సంభావ్యత, జడత్వం మొదలైనవి), ఆ సమయంలో, లిథియం బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే ఎలక్ట్రోలైట్ సాధారణంగా పైన పేర్కొన్న LiClO_4 యొక్క PC పరిష్కారం. గ్రాఫైట్‌కు ముఖ్యమైన సమస్య ఉంది. రక్షణ లేనప్పుడు, ఎలక్ట్రోలైట్ PC అణువులు కూడా లిథియం-అయాన్ ఇంటర్‌కలేషన్‌తో గ్రాఫైట్ నిర్మాణంలోకి ప్రవేశిస్తాయి, ఫలితంగా చక్రం పనితీరు తగ్గుతుంది. అందువల్ల, ఆ సమయంలో శాస్త్రవేత్తలు గ్రాఫైట్‌ను ఇష్టపడలేదు.

కాథోడ్ మెటీరియల్ విషయానికొస్తే, లిథియం మెటల్ బ్యాటరీ దశ పరిశోధన తర్వాత, శాస్త్రవేత్తలు లిథియేషన్ యానోడ్ మెటీరియల్ కూడా మంచి రివర్సిబిలిటీతో లిథియం నిల్వ పదార్థం అని కనుగొన్నారు, ఉదాహరణకు LiTiS_2,〖Li〗_x V〖Se〗_2 (x =1,2) మరియు మొదలైనవి, మరియు దీని ఆధారంగా, 〖Li〗_x V_2 O_5 (0.35≤x<3), LiV_2 O_8 మరియు ఇతర పదార్థాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. మరియు శాస్త్రవేత్తలు క్రమంగా వివిధ 1-డైమెన్షనల్ అయాన్ ఛానెల్‌లు (1D), 2-డైమెన్షనల్ లేయర్డ్ అయాన్ ఇంటర్‌కలేషన్ (2D) మరియు 3-డైమెన్షనల్ అయాన్ ట్రాన్స్‌మిషన్ నెట్‌వర్క్ నిర్మాణాలతో సుపరిచితులయ్యారు.

LiCoO_2 (LCO)పై ప్రొఫెసర్ జాన్ B. గూడెనఫ్ యొక్క అత్యంత ప్రసిద్ధ పరిశోధన కూడా ఈ సమయంలోనే జరిగింది. 1979లో, గూడెనౌగ్డ్ మరియు ఇతరులు. 2లో NaCoO_1973 నిర్మాణంపై ఒక కథనం ద్వారా ప్రేరణ పొందారు మరియు LCOని కనుగొని పేటెంట్ కథనాన్ని ప్రచురించారు. LCO ట్రాన్సిషన్ మెటల్ డైసల్ఫైడ్‌ల మాదిరిగానే లేయర్డ్ ఇంటర్‌కలేషన్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, దీనిలో లిథియం అయాన్‌లు రివర్స్‌గా చొప్పించబడతాయి మరియు సంగ్రహించబడతాయి. లిథియం అయాన్లు పూర్తిగా సంగ్రహించబడినట్లయితే, CoO_2 యొక్క క్లోజ్-ప్యాక్డ్ స్ట్రక్చర్ ఏర్పడుతుంది మరియు దానిని లిథియం కోసం లిథియం అయాన్‌లతో తిరిగి చొప్పించవచ్చు (వాస్తవానికి, ఒక వాస్తవ బ్యాటరీ లిథియం అయాన్‌లను పూర్తిగా తీయడానికి అనుమతించదు, ఇది సామర్థ్యం త్వరగా క్షీణించేలా చేస్తుంది). 1986లో, జపాన్‌లోని అసహి కసీ కార్పొరేషన్‌లో ఇప్పటికీ పనిచేస్తున్న అకిరా యోషినో, మొదటిసారిగా LCO, కోక్ మరియు LiClO_4 PC సొల్యూషన్‌ల మూడింటిని కలిపి, మొదటి ఆధునిక లిథియం-అయాన్ సెకండరీ బ్యాటరీగా మారింది మరియు ప్రస్తుత లిథియం మూలస్తంభంగా మారింది. బ్యాటరీ. సోనీ త్వరగా "తగినంత మంచిది" వృద్ధుడి LCO పేటెంట్‌ని గమనించి, దానిని ఉపయోగించడానికి అధికారాన్ని పొందింది. 1991లో, ఇది LCO లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీని వాణిజ్యీకరించింది. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ భావన కూడా ఈ సమయంలో కనిపించింది మరియు దాని ఆలోచన ఈనాటికీ కొనసాగుతోంది. (సోనీ యొక్క మొదటి తరం లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు మరియు అకిరా యోషినోలు గ్రాఫైట్‌కు బదులుగా హార్డ్ కార్బన్‌ను ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా ఉపయోగిస్తాయి మరియు పైన ఉన్న PC గ్రాఫైట్‌లో ఇంటర్‌కలేషన్‌ను కలిగి ఉండటం దీనికి కారణం)

సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్: 6C+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x C_6

ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్: LiCoO_2→〖Li〗_(1-x) CoO_2+x〖Li〗^++xe^-

మరోవైపు, 1978లో, అర్మాండ్, M. గ్రాఫైట్ యానోడ్ ద్రావణి PC అణువులలో సులభంగా పొందుపరచబడిన సమస్యను పరిష్కరించడానికి ఒక ఘనమైన పాలిమర్ ఎలక్ట్రోలైట్‌గా పాలిథిలిన్ గ్లైకాల్ (PEO)ను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించింది (ఆ సమయంలో ఇప్పటికీ ప్రధాన స్రవంతి ఎలక్ట్రోలైట్ PC, DEC మిక్స్డ్ సొల్యూషన్‌ని ఉపయోగిస్తుంది, ఇది గ్రాఫైట్‌ను లిథియం బ్యాటరీ సిస్టమ్‌లోకి మొదటిసారిగా ప్రవేశపెట్టింది మరియు తరువాతి సంవత్సరంలో రాకింగ్-చైర్ బ్యాటరీ (రాకింగ్-చైర్) భావనను ప్రతిపాదించింది. అలాంటి కాన్సెప్ట్ ఇప్పటి వరకు కొనసాగుతోంది. ED/DEC, EC/DMC మొదలైన ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి ఎలక్ట్రోలైట్ వ్యవస్థలు 1990లలో మాత్రమే నెమ్మదిగా కనిపించాయి మరియు అప్పటినుండి వాడుకలో ఉన్నాయి.

అదే కాలంలో, శాస్త్రవేత్తలు బ్యాటరీల శ్రేణిని కూడా అన్వేషించారు: Li‖Nb〖Se〗_3 ┤ బ్యాటరీలు, Li‖V〖SE〗_2 ┤ బ్యాటరీలు, Li‖〖Ag〗_2 V_4 ┤ O_11 బ్యాటరీలు, Li‖CuO, Li ‖I_2 ┤బ్యాటరీలు మొదలైనవి, ఎందుకంటే అవి ఇప్పుడు తక్కువ విలువైనవి మరియు అనేక రకాల పరిశోధనలు లేవు కాబట్టి నేను వాటిని వివరంగా పరిచయం చేయను.

• లి-అయాన్ బ్యాటరీ రంగస్థల

1991 తర్వాత లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ అభివృద్ధి యుగం మనం ఇప్పుడు ఉన్న యుగం. ఇక్కడ నేను అభివృద్ధి ప్రక్రియను వివరంగా చెప్పను కానీ కొన్ని లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల రసాయన వ్యవస్థను క్లుప్తంగా పరిచయం చేస్తున్నాను.

ప్రస్తుత లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ సిస్టమ్‌లకు పరిచయం, ఇక్కడ తదుపరి భాగం ఉంది.