लिथियम-आयन बैटरियों की विकास प्रक्रिया

1970 में, एक्सॉन के एमएस व्हिटिंगम ने सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में टाइटेनियम सल्फाइड और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में लिथियम धातु का उपयोग करके पहली लिथियम बैटरी बनाई। लिथियम बैटरी का सकारात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थ मैंगनीज डाइऑक्साइड या सल्फ़ोक्साइड क्लोराइड है, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड लिथियम है। बैटरी असेंबली पूरी होने के बाद, बैटरी में वोल्टेज होता है और उसे चार्ज करने की आवश्यकता नहीं होती है। लिथियम आयन बैटरी लिथियम बैटरी का विकास है। उदाहरण के लिए, अतीत में कैमरों में उपयोग की जाने वाली बटन प्रकार की बैटरियां लिथियम बैटरियां थीं। इस प्रकार की बैटरी को भी चार्ज किया जा सकता है, लेकिन इसका साइक्लिंग प्रदर्शन खराब है। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्र के दौरान, लिथियम क्रिस्टल आसानी से बनते हैं, जिससे बैटरी में आंतरिक शॉर्ट सर्किट होता है। इसलिए, इस प्रकार की बैटरी के लिए चार्जिंग आमतौर पर निषिद्ध है।
1982 में, इलिनोइस इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के आरआर अग्रवाल और जेआर सेलमैन ने पाया कि लिथियम आयनों में ग्रेफाइट में एम्बेड होने की विशेषता होती है, एक प्रक्रिया जो तेज़ और उलटा होती है। साथ ही, धातु लिथियम से बनी लिथियम बैटरी के सुरक्षा खतरों ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है, इसलिए लोगों ने रिचार्जेबल बैटरी बनाने के लिए ग्रेफाइट में एम्बेडेड लिथियम आयनों की विशेषताओं का उपयोग करने का प्रयास किया है। पहला उपलब्ध लिथियम-आयन ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड बेल लेबोरेटरीज द्वारा सफलतापूर्वक विकसित किया गया था।
1983 में, एम. ठाकरे, जे. गुडइनफ और अन्य ने पाया कि मैंगनीज स्पिनल कम कीमत, स्थिरता और उत्कृष्ट चालकता और लिथियम चालकता के साथ एक उत्कृष्ट कैथोड सामग्री है। इसका अपघटन तापमान अधिक होता है और इसका ऑक्सीकरण प्रतिरोध लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड की तुलना में बहुत कम होता है। शॉर्ट सर्किट या ओवरचार्जिंग की स्थिति में भी, यह दहन और विस्फोट के खतरे से बच सकता है।
1989 में, ए. मंथिराम और जे. गुडइनफ ने पता लगाया कि पॉलिमरिक आयनों के साथ एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड का उपयोग करने से उच्च वोल्टेज उत्पन्न होगा।
1992 में, जापान के सोनी कॉर्पोरेशन ने नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्बन सामग्री और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में लिथियम युक्त यौगिकों के साथ लिथियम आयन बैटरी का आविष्कार किया। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, कोई धात्विक लिथियम मौजूद नहीं होता है, केवल लिथियम आयन मौजूद होते हैं, जो लिथियम-आयन बैटरी है। इसके बाद, लिथियम-आयन बैटरियों ने उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में क्रांति ला दी। सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड का उपयोग करने वाली इस प्रकार की बैटरी, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए मुख्य शक्ति स्रोत है।
1996 में, पाधी और गुडएनफ ने पाया कि ओलिविन संरचनाओं वाले फॉस्फेट, जैसे लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4), पारंपरिक कैथोड सामग्रियों की तुलना में अधिक सुरक्षित थे, विशेष रूप से उच्च तापमान प्रतिरोध और ओवरचार्जिंग प्रतिरोध के मामले में, पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी सामग्रियों से कहीं अधिक।
बैटरी विकास के इतिहास पर नजर डालें तो पता चलता है कि वर्तमान विश्व बैटरी उद्योग विकास की तीन विशेषताएं हैं। सबसे पहले, हरित और पर्यावरण के अनुकूल बैटरियों का तेजी से विकास, जिसमें लिथियम-आयन बैटरी, हाइड्रोजन निकल बैटरी आदि शामिल हैं; दूसरा है प्राथमिक बैटरियों को बैटरियों में बदलना, जो सतत विकास रणनीतियों के अनुरूप है; तीसरा, बैटरियां छोटे, हल्के और पतले आयामों की ओर विकसित हो रही हैं। व्यावसायिक रिचार्जेबल बैटरियों में, लिथियम-आयन बैटरियों में उच्चतम विशिष्ट ऊर्जा होती है, विशेष रूप से पॉलिमर लिथियम-आयन बैटरियों में, जो रिचार्जेबल बैटरियों में पतलापन प्राप्त कर सकती हैं। क्योंकि लिथियम-आयन बैटरियों में उच्च वॉल्यूमेट्रिक और द्रव्यमान विशिष्ट ऊर्जा होती है, रिचार्जेबल और प्रदूषण मुक्त होती हैं, और वर्तमान बैटरी उद्योग विकास की तीन प्रमुख विशेषताएं होती हैं, उन्होंने विकसित देशों में तेजी से विकास देखा है। दूरसंचार और सूचना बाज़ारों, विशेषकर मोबाइल फ़ोन और लैपटॉप का विकास