リチウムイオンバッテリの開発履歴

1970年、エクソンのM.S.Whittinghamは、正極材料として硫化チタン、負極材料として金属リチウムを使用して、最初のリチウムイオンバッテリを作成しました。 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、負極はリチウムです。 バッテリーの組み立てが完了すると、バッテリーには電圧がかかっているため、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、リチウム電池から開発されました。 たとえば、過去にカメラに使用されていたボタン電池はリチウム電池に属しています。 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、バッテリー内部で短絡を引き起こすため、この種のバッテリーの充電は一般的に禁止されています.

1982 年、イリノイ工科大学の R.R.Agarwal と J.R.Selman は、リチウム イオンがグラファイトをインターカレートする特性を持ち、このプロセスが高速で可逆的であることを発見しました。 同時に、リチウム金属で作られたリチウム電池の潜在的な安全上の問題が大きな注目を集めているため、人々はグラファイトに埋め込まれたリチウムイオンの特性を利用して二次電池を作ろうとしています. 入手可能な最初のリチウムイオングラファイト電極は、ベル研究所によって成功に発明されました。

1983 年、M. サッカレー、J. グッドイナフなどは、マンガン スピネルが、低価格、安定性、優れた伝導性とリチウム伝導特性を備えた優れた正極材料であることを発見しました。 分解温度が高く、酸化特性がコバルト酸リチウムよりもはるかに低く、短絡や過充電があっても、燃焼や爆発の危険を回避できます。

1989 年、A.Manthiram と J.Goodenough は、高分子陰イオンを使用した正極がより高い電圧を生成することを発見しました。

1992 年、日本のソニー株式会社は、炭素材料を負極、リチウム含有化合物を正極とするリチウムイオンバッテリを発明しました.充放電プロセス中に、金属リチウムは存在せず、リチウム イオンのみがリチウムイオンです。リチウムイオン電池。 その後、リチウムイオン電池は家電製品に革命をもたらしました。 リチウム コバルト酸化物をカソード材料として使用するこのようなバッテリーは、依然として携帯用電子機器の主な電源です。

1996 年、Padhi と Goodenough は、リン酸鉄リチウム (LiFePO4) などのオリビン構造を持つリン酸塩が、従来の正極材料よりも安全であり、特に高温耐性があり、過充電耐性が従来のリチウム イオン電池材料よりもはるかに優れていることを発見しました。

電池開発の歴史を通じて、現在の世界の電池産業の発展の3つの特徴を見ることができます。

1. リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池などを含む、グリーンで環境に優しい電池の急速な開発。

2. 一次電池から蓄電池への変換は、持続可能な開発戦略に沿ったものです。

3. バッテリーはさらに小型、軽量、薄型の方向に開発されています。

商用化された二次電池の中でもリチウムイオンバッテリが最も比エネルギーが高く、特に高分子リチウムイオン電池は二次電池の薄型化が可能です。 リチウムイオン電池は、体積比エネルギーと質量比エネルギーが高く、再充電可能で無公害であり、現在の電池産業の発展の3つの主要な特徴を備えているため、先進国で急速に成長しています。 通信および情報市場の発展、特に携帯電話やノートパソコンの普及により、リチウムイオン電池に市場機会がもたらされました。 リチウムイオン電池のポリマーリチウムイオン電池は、液体電解質リチウムイオン電池に徐々に取って代わり、安全性における独自の利点により、リチウムイオン電池の主流になります。 高分子リチウムイオン電池は「21世紀の電池」として知られており、蓄電池の新時代を切り開くものであり、その発展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の田中功教授は共同で、最長 70 年の耐用年数を持つリチウムイオンバッテリの開発に成功しました。 試作した長寿命リチウムイオンバッテリは、体積8立方センチメートルで、最大25,000回の充放電が可能。 そしてシャープは、この長寿命リチウムイオン電池を実際に10,000回充電および放電した後でも、その性能は依然として安定していると述べました。