عملية تطوير بطارية ليثيوم أيون

البطاريات الليثيوم أيون تم اقتراحها لأول مرة من قبل ستانلي ويتنجهام، الذي عمل في إكسون في سبعينيات القرن الماضي وهو الآن في جامعة بينغهامتون.

في عام 1980، اكتشف جون ب. غودنيوف، كوتشي ميزوشيما وآخرون أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2) ، وهو مادة الأقطاب الكهربائية الإيجابية للبطاريات الليثيوم أيون، في جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة.

في عام 1991، طورت سوني بطاريات ليثيوم أيون بنجاح. يقلل تطبيقها العملي إلى حد كبير من وزن وحجم الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة,وبما أن بطارية ليثيوم أيون لا تحتوي على الكادميوم المعدني الثقيل مقارنة بطارية النيكل الكادميومالتلوث للبيئة ينخفض بشكل كبير.

بطارية ليثيوم أيون غالبا ما يذكر في صناعة 3C هو في الواقع بطارية أكسيد الكوبالت الليثيوم. بمعنى واسع، بطارية ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن يشير إلى الكهرباء السلبية الجرافيت،كهرباء إيجابية باستخدام الكوبالت، المنغنيز أو الفوسفات الحديدي، وبطارية ليثيوم أيون لنقل الليثيوم. تتكون من إلكتروليت أيوني.بطارية ليثيوم أيون الأساسية يمكن أن تستخدم معدن الليثيوم أو مادة ليتيم التداخل كالكترود السلبي.

تم تركيز تطوير صناعة بطاريات ليثيوم أيون في صناعة 3C لأكثر من 20 عامًا ،وهي أقل استخدامًا في سوق تخزين الطاقة وبطارية الطاقة (التيار الكبير الفوري) مع اقتصاد سوق أكبر، والتي تغطي المركبات الكهربائية الخالصة، والسيارات الهجينة البنزينية الكهربائية، والبرامج اللاسلكية المتوسطة والكبيرة، والطاقة الشمسية، وبطاريات تخزين الطاقة الكبيرة، والأدوات اليدوية الكهربائية، والدراجات النارية الكهربائية،الدراجات الكهربائيةمعدات الطيران والطائرات والبطاريات

أحد الأسباب الرئيسية هو أن مادة كاثود أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2،والتي هي الآن بطارية الليثيوم أيون الأكثر شيوعًا) المستخدمة في بطاريات الليثيوم في الماضي مكلفة وصعبة التطبيق في بيئات خاصة مثل ثقب، والصدمة، وارتفاع درجات الحرارة ودرجات الحرارة المنخفضة. والأهم من ذلك، فقد تم انتقادها لفشلها في تلبية متطلبات الناس المطلقة للسلامة.

في الوقت نفسه، لا يمكن لبطارية أكسيد الليثيوم الكوبالت تحقيق الغرض من الشحن السريع وتجنب التلوث الثانوي تماما.يجب تصميم دائرة حماية لمنع الإفراط في الشحن أو الإفراط في الفراغ، وإلا فإنه سوف يسبب مخاطر مثل الانفجار، وحتى يؤدي إلى انفجارات مثل بطاريات سوني.

بالإضافة إلى ذلك، سعر الكوبالت يرتفع أكثر فأكثر. جمهورية الكونغو الديمقراطية، أكبر منتج لكوبالت في العالم،الذي أدى إلى ارتفاع سعر الكوبالتوبسبب ارتفاع أسعار خام الكوبالت، ارتفع الآن مسحوق بطارية أكسيد الكوبالت الليثيوم من 40 دولار أمريكي في الأصل إلى 60-80 دولار أمريكي لكل كيلوغرام.وفقًا لجودة مسحوق الفوسفات الحديدي الليثيوم، السعر لكل كيلوغرام هو 30 ~ 80 دولار.

في السنوات العشرين الماضية، استثمرت الصناعة والأوساط الأكاديمية في مختلف البلدان بالفعل عدد لا يحصى من القوى العاملة والموارد في مجال البحث والتطوير،تبحث باستمرار عن مواد جديدة يمكن أن تحل مشكلة LiCoO2، لأن، وفقا للإحصاءات، الحجم الإقتصادي الإجمالي لسوق بطاريات الطاقة وتخزين الطاقة العالمية يصل إلى 50 مليار دولار أمريكي سنويا،أكبر بكثير من الشهية السنوية لبطاريات أكسيد الليثيوم الكوبالت من 5من يوليو 2006 وحتى الآن، بما في ذلك دييا للطاقة، التي استثمرت في معدات تخزين الطاقة، حلول الطاقة اللانهائية،وهو متفائل بشأن الجيل الجديد من بطاريات ليثيوم أيون‬‬الفوسفات الحديدي الليثيوم (LFP، الفوسفات الحديدي الليثيوم) ، A123 أنظمة في الولايات المتحدة،قامت شركات تايوانية مثل "ألييس" و"فوستيك ليتيم" الكندية بجمع مبالغ كبيرة من المال بسرعة من رأس المال العالمي والمصادر المالية الأخرى.