ការអភិវឌ្ឍនៃថ្មលីចូម

ប្រភពដើមនៃឧបករណ៍ថ្មអាចចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការរកឃើញដប Leiden ។ ដប Leiden ត្រូវបានបង្កើតដំបូងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិហូឡង់ Pieter van Musschenbroek ក្នុងឆ្នាំ 1745 ។ ដប Leyden គឺជាឧបករណ៍បំពងសំឡេងដំបូងបង្អស់។ វាត្រូវបានផ្សំឡើងដោយសន្លឹកដែកពីរដែលបំបែកដោយអ៊ីសូឡង់។ ដំបងដែកខាងលើប្រើសម្រាប់ផ្ទុក និងបញ្ចេញបន្ទុក។ នៅពេលអ្នកប៉ះដំបង នៅពេលដែលបាល់ដែកត្រូវបានប្រើ ដប Leiden អាចរក្សា ឬដកថាមពលអគ្គិសនីខាងក្នុងចេញ ហើយគោលការណ៍ និងការរៀបចំរបស់វាគឺសាមញ្ញ។ អ្នកដែលចាប់អារម្មណ៍អាចធ្វើវាដោយខ្លួនឯងនៅផ្ទះបាន ប៉ុន្តែបាតុភូតនៃការឆក់ដោយខ្លួនឯងគឺធ្ងន់ធ្ងរជាងដោយសារការណែនាំដ៏សាមញ្ញរបស់វា។ ជាទូទៅ អគ្គីសនីទាំងអស់នឹងត្រូវរំសាយក្នុងរយៈពេលពីពីរបីម៉ោងទៅពីរបីថ្ងៃ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការលេចឡើងនៃដប Leiden គឺជាដំណាក់កាលថ្មីមួយក្នុងការស្រាវជ្រាវអំពីអគ្គិសនី។

នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1790 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអ៊ីតាលី Luigi Galvani បានរកឃើញការប្រើប្រាស់ស័ង្កសី និងខ្សែស្ពាន់ដើម្បីភ្ជាប់ជើងកង្កែប ហើយបានរកឃើញថាជើងកង្កែបនឹងរមួល ដូច្នេះគាត់បានស្នើគំនិតនៃ "ថាមពលជីវសាស្ត្រ" ។ ការ​រក​ឃើញ​នេះ​បាន​ធ្វើ​ឱ្យ​អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​អ៊ីតាលី Alessandro ញ័រ​ខ្លួន។ ការជំទាស់របស់ Volta លោក Volta ជឿថា ការកន្ត្រាក់នៃជើងកង្កែបកើតឡើងពីចរន្តអគ្គិសនីដែលបង្កើតដោយលោហៈ ជាជាងចរន្តអគ្គិសនីនៅលើកង្កែប។ ដើម្បីបដិសេធទ្រឹស្ដីរបស់ Galvani លោក Volta បានស្នើឡើង Volta Stack ដ៏ល្បីល្បាញរបស់គាត់។ ជង់វ៉ុលតាកមានសន្លឹកស័ង្កសីនិងទង់ដែងជាមួយនឹងក្រដាសកាតុងធ្វើកេសដែលត្រាំក្នុងទឹកប្រៃនៅចន្លោះ។ នេះគឺជាគំរូដើមនៃថ្មគីមីដែលបានស្នើឡើង។
សមីការប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតនៃកោសិកាវ៉ុលតាអ៊ីក៖

អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន៖ 2H^++2e^-→H_2

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

នៅឆ្នាំ 1836 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិអង់គ្លេស John Frederic Daniell បានបង្កើតថ្ម Daniel ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាពពុះខ្យល់នៅក្នុងថ្ម។ ថ្មដានីយ៉ែលមានទម្រង់ចម្បងនៃថ្មគីមីទំនើប។ វាមានពីរផ្នែក។ ផ្នែកវិជ្ជមានត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយស៊ុលទង់ដែង។ ផ្នែកផ្សេងទៀតនៃទង់ដែងគឺស័ង្កសី immersed នៅក្នុងដំណោះស្រាយស័ង្កសីស៊ុលហ្វាត។ ថ្មដានីយ៉ែលដើមត្រូវបានបំពេញដោយសូលុយស្យុងស៊ុលទង់ដែងនៅក្នុងពាងស្ពាន់ ហើយបានបញ្ចូលធុងស៊ីឡាំង porous សេរ៉ាមិចនៅចំកណ្តាល។ នៅក្នុងធុងសេរ៉ាមិចនេះមានដំបងស័ង្កសី និងស័ង្កសីស៊ុលហ្វាតជាអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។ នៅក្នុងសូលុយស្យុងរន្ធតូចៗនៅក្នុងធុងសេរ៉ាមិចអនុញ្ញាតឱ្យគ្រាប់ចុចពីរដើម្បីផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ ថ្មដានីយ៉ែលទំនើបភាគច្រើនប្រើស្ពានអំបិល ឬភ្នាសពាក់កណ្តាលដែលអាចជ្រាបចូលបាន ដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពនេះ។ អាគុយ Daniel ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ជា​ប្រភព​ថាមពល​សម្រាប់​បណ្តាញ​តេឡេក្រាម​រហូត​ដល់​ថ្ម​ស្ងួត​ជំនួស​វា។

សមីការប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតនៃថ្មដានីយ៉ែល៖

អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន៖ 〖Cu〗^(2+)+2e^-→Cu

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ Zn→〖Zn〗^(2+)+2e^-

រហូតមកដល់ពេលនេះទម្រង់ចម្បងនៃថ្មត្រូវបានកំណត់ដែលរួមមានអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាននិងអេឡិចត្រូលីត។ នៅលើមូលដ្ឋានបែបនេះ ថ្មបានឆ្លងកាត់ការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងរយៈពេល 100 ឆ្នាំខាងមុខ។ ប្រព័ន្ធថ្មថ្មីជាច្រើនបានបង្ហាញខ្លួន រួមទាំងអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របារាំង Gaston Planté បានបង្កើតថ្មអាស៊ីតនាំមុខនៅឆ្នាំ 1856 ។ អាគុយអាស៊ីតនាំមុខ ចរន្តចេញដ៏ធំ និងតម្លៃទាបរបស់វាបានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយ ដូច្នេះហើយវាត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឧបករណ៍ចល័តជាច្រើន ដូចជា អគ្គិសនីដំបូង។ យានជំនិះ។ ជារឿយៗវាត្រូវបានគេប្រើជាការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលបម្រុងសម្រាប់មន្ទីរពេទ្យ និងស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានមួយចំនួន។ អាគុយអាសុីតនាំមុខ ភាគច្រើនផ្សំពីសំណ សំណ ឌីអុកស៊ីត និងសូលុយស្យុងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក ហើយវ៉ុលរបស់វាអាចឡើងដល់ប្រហែល 2V ។ សូម្បីតែនៅក្នុងសម័យទំនើបក៏ដោយ អាគុយអាស៊ីតនាំមុខមិនត្រូវបានលុបចោលទេ ដោយសារបច្ចេកវិទ្យាចាស់ទុំ តម្លៃទាប និងប្រព័ន្ធទឹកដែលមានសុវត្ថិភាពជាង។

សមីការប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតនៃថ្មអាស៊ីតនាំមុខ៖

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

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ Pb+〖SO〗_4^(2-)→Pb〖SO〗_4+2e^-

ថ្ម nickel-cadmium ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស៊ុយអែត Waldemar Jungner ក្នុងឆ្នាំ 1899 ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកចល័តតូចៗ ដូចជាឧបករណ៍ដើរដំបូង ដោយសារដង់ស៊ីតេថាមពលរបស់វាខ្ពស់ជាងអាគុយអាស៊ីតនាំមុខ។ ស្រដៀងនឹងអាគុយអាសុីត។ ថ្ម Nickel-cadmium ក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយតាំងពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 មកម្ល៉េះ ប៉ុន្តែការពុលរបស់វាមានកម្រិតខ្ពស់ ហើយថ្មខ្លួនឯងមានឥទ្ធិពលលើការចងចាំជាក់លាក់។ នេះ​ជា​មូលហេតុ​ដែល​យើង​តែងតែ​ឮ​មនុស្ស​ចាស់​ខ្លះ​និយាយ​ថា​ថ្ម​ត្រូវ​បញ្ចេញ​ឱ្យ​ពេញ​មុន​នឹង​បញ្ចូល​ថ្ម​ឡើងវិញ ហើយ​ថ្ម​សំណល់​នឹង​បំពុលដី​ជាដើម។ (ចំណាំថា សូម្បីតែថ្មបច្ចុប្បន្នមានជាតិពុលខ្លាំង ហើយមិនគួរបោះចោលគ្រប់ទីកន្លែង ប៉ុន្តែថ្មលីចូមបច្ចុប្បន្នមិនមានអត្ថប្រយោជន៍ដល់ការចងចាំទេ ហើយការហូរហួសកម្រិតគឺមានគ្រោះថ្នាក់ដល់អាយុថ្ម។) ថ្មនីកែល-កាដមៀម កាន់តែបំផ្លាញបរិស្ថាន និងរបស់ពួកគេ ភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងនឹងផ្លាស់ប្តូរជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពដែលអាចបណ្តាលឱ្យខូចខាតដោយសារតែចរន្តលើសអំឡុងពេលសាក។ ថ្មនីកែល-អ៊ីដ្រូសែនបានលុបបំបាត់វាបន្តិចម្តងៗនៅប្រហែលឆ្នាំ 2005។ រហូតមកដល់ពេលនេះ ថ្មនីកែល-កាដមៀម កម្រឃើញនៅលើទីផ្សារណាស់។

សមីការប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតនៃថ្មនីកែល-កាដមីញ៉ូម៖

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

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ Cd+2OH^-→Cd〖(OH)〗_2+2e^-

ដំណាក់កាលថ្មលោហៈលីចូម

នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 ទីបំផុតមនុស្សបានចូលដល់យុគសម័យនៃថ្មលីចូមជាផ្លូវការ។

លោហៈលីចូមខ្លួនឯងត្រូវបានគេរកឃើញនៅឆ្នាំ 1817 ហើយភ្លាមៗនោះមនុស្សបានដឹងថាលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីរបស់លោហៈលីចូមត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ថ្ម។ វាមានដង់ស៊ីតេទាប (0.534g 〖cm〗^(-3)) សមត្ថភាពធំ (ទ្រឹស្តីរហូតដល់ 3860mAh g^(-1)) និងសក្តានុពលទាបរបស់វា (-3.04V បើប្រៀបធៀបទៅនឹងអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារ)។ ទាំងនេះស្ទើរតែប្រាប់មនុស្សថាខ្ញុំជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាននៃថ្មដ៏ល្អ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយលោហៈលីចូមខ្លួនឯងមានបញ្ហាធំ។ វាសកម្មពេក មានប្រតិកម្មយ៉ាងខ្លាំងក្លាជាមួយនឹងទឹក និងមានតម្រូវការខ្ពស់លើបរិយាកាសប្រតិបត្តិការ។ ដូច្នេះ អស់​រយៈ​ពេល​ជា​យូរ​មក​ហើយ មនុស្ស​អស់​សង្ឃឹម​នឹង​វា។

នៅឆ្នាំ 1913 លោក Lewis និង Keyes បានវាស់វែងសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតលោហៈលីចូម។ ហើយបានធ្វើតេស្តថ្មជាមួយនឹងលីចូមអ៊ីយ៉ូតក្នុងដំណោះស្រាយ propylamine ជាអេឡិចត្រូលីត ទោះបីជាវាបរាជ័យក៏ដោយ។

នៅឆ្នាំ 1958 លោក William Sidney Harris បានលើកឡើងនៅក្នុងនិក្ខេបបទថ្នាក់បណ្ឌិតរបស់គាត់ថាគាត់បានដាក់លោហៈលីចូមនៅក្នុងដំណោះស្រាយ ester សរីរាង្គផ្សេងៗគ្នា ហើយបានសង្កេតឃើញការបង្កើតស្រទាប់ passivation ជាបន្តបន្ទាប់ (រួមទាំងលោហៈលីចូមនៅក្នុងអាស៊ីត perchloric) ។ លីចូម LiClO_4

បាតុភូតនៅក្នុងដំណោះស្រាយ PC នៃ propylene carbonate ហើយដំណោះស្រាយនេះគឺជាប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូលីតដ៏សំខាន់នៅក្នុងអាគុយលីចូមនាពេលអនាគត) ហើយបាតុភូតបញ្ជូនអ៊ីយ៉ុងជាក់លាក់មួយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ ដូច្នេះការពិសោធន៍អេឡិចត្រូតបឋមមួយចំនួនត្រូវបានធ្វើឡើងដោយផ្អែកលើរឿងនេះ។ ការពិសោធន៍ទាំងនេះជាផ្លូវការនាំទៅដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ថ្មលីចូម។

នៅឆ្នាំ 1965 ណាសាបានធ្វើការសិក្សាស៊ីជម្រៅលើបាតុភូតនៃការសាកថ្ម និងការបញ្ចេញថាមពលថ្ម Li||Cu នៅក្នុងដំណោះស្រាយកុំព្យូទ័រ lithium perchlorate។ ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូលីតផ្សេងទៀត រួមទាំងការវិភាគនៃ LiBF_4, LiI, LiAl〖Cl〗_4, LiCl ការស្រាវជ្រាវនេះបានធ្វើឱ្យមានការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងចំពោះប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូលីតសរីរាង្គ។

នៅឆ្នាំ 1969 ប៉ាតង់មួយបានបង្ហាញថាមាននរណាម្នាក់បានចាប់ផ្តើមព្យាយាមធ្វើពាណិជ្ជកម្មអាគុយសូលុយស្យុងសរីរាង្គដោយប្រើលោហៈលីចូម សូដ្យូម និងប៉ូតាស្យូម។

នៅឆ្នាំ 1970 សាជីវកម្ម Panasonic របស់ប្រទេសជប៉ុនបានបង្កើតថ្ម Li‖CF_x ┤ ដែលសមាមាត្រនៃ x ជាទូទៅគឺ 0.5-1 ។ CF_x គឺជា fluorocarbon ។ ទោះបីជាឧស្ម័នហ្វ្លុយអូរីនមានជាតិពុលខ្លាំងក៏ដោយ ហ្វ្លុយអូកាបោនខ្លួនវាគឺជាម្សៅដែលគ្មានជាតិពុល។ ការលេចឡើងនៃថ្ម Li‖CF_x ┤ អាចនិយាយបានថាជាថ្មលីចូមពាណិជ្ជកម្មពិតប្រាកដដំបូងគេ។ ថ្ម Li‖CF_x ┤ គឺជាថ្មចម្បង។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សមត្ថភាពរបស់វាមានទំហំធំ សមត្ថភាពទ្រឹស្តីគឺ 865mAh 〖Kg〗^(-1) ហើយវ៉ុលបញ្ចេញរបស់វាមានស្ថេរភាពខ្លាំងក្នុងរយៈចម្ងាយឆ្ងាយ។ អាស្រ័យហេតុនេះ ថាមពលមានស្ថេរភាព ហើយបាតុភូតបញ្ចេញដោយខ្លួនឯងតូច។ ប៉ុន្តែ​វា​មាន​អត្រា​ដំណើរការ​ខុស​ប្រក្រតី ហើយ​មិន​អាច​គិតថ្លៃ​បាន​ទេ។ ដូច្នេះ ជាទូទៅវាត្រូវបានផ្សំជាមួយម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីត ដើម្បីបង្កើតជាថ្ម Li‖CF_x ┤-MnO_2 ដែលត្រូវបានប្រើជាថ្មខាងក្នុងសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាតូចមួយចំនួន នាឡិកាជាដើម ហើយមិនត្រូវបានលុបចោលទេ។

អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន៖ CF_x+xe^-+x〖Li〗^+ →C+xLiF

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ លី→〖លី〗^++e^-

នៅឆ្នាំ 1975 សាជីវកម្ម Sanyo របស់ប្រទេសជប៉ុនបានបង្កើតថ្ម Li‖MnO_2 ┤ ដែលប្រើដំបូងក្នុងម៉ាស៊ីនគិតលេខថាមពលព្រះអាទិត្យ។ នេះ​អាច​ចាត់​ទុក​ថា​ជា​ថ្ម​លីចូម​ដែល​អាច​បញ្ចូល​ថ្ម​បាន​ដំបូង​គេ។ ទោះបីជាផលិតផលនេះទទួលបានជោគជ័យយ៉ាងធំធេងនៅក្នុងប្រទេសជប៉ុននៅពេលនោះក៏ដោយ ក៏មនុស្សមិនមានការយល់ដឹងស៊ីជម្រៅអំពីសម្ភារៈបែបនេះ និងមិនស្គាល់លីចូម និងម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីតរបស់វាដែរ។ តើហេតុផលបែបណានៅពីក្រោយប្រតិកម្ម?

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ ជនជាតិអាមេរិកកំពុងស្វែងរកថ្មដែលអាចប្រើឡើងវិញបាន ដែលឥឡូវនេះយើងហៅថាថ្មបន្ទាប់បន្សំ។

នៅឆ្នាំ 1972 MBArmand (ឈ្មោះរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមួយចំនួនមិនត្រូវបានបកប្រែនៅដើមឡើយ) បានស្នើឡើងនៅក្នុងសន្និសិទឯកសារ M_(0.5) Fe〖(CN)〗_3 (ដែល M ជាលោហៈអាល់កាឡាំង) និងសម្ភារៈផ្សេងទៀតដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធពណ៌ខៀវ Prussian ។ , និងបានសិក្សាបាតុភូត intercalation អ៊ីយ៉ុងរបស់ខ្លួន។ ហើយនៅឆ្នាំ 1973 J. Broadhead និងអ្នកផ្សេងទៀតនៃ Bell Labs បានសិក្សាពីបាតុភូតអន្តរកាលនៃអាតូមស្ពាន់ធ័រ និងអ៊ីយ៉ូតនៅក្នុង dichalcogenides ដែក។ ការសិក្សាបឋមទាំងនេះលើបាតុភូតអន្តរកាលអ៊ីយ៉ុង គឺជាកម្លាំងជំរុញដ៏សំខាន់បំផុតសម្រាប់ដំណើរការបន្តិចម្តងៗនៃថ្មលីចូម។ ការស្រាវជ្រាវដើមគឺច្បាស់លាស់ដោយសារតែការសិក្សាទាំងនេះដែលនៅពេលក្រោយថ្ម lithium-ion ក្លាយជាអាចធ្វើទៅបាន។

នៅឆ្នាំ 1975 លោក Martin B. Dines នៃ Exxon (អ្នកកាន់តំណែងមុននៃ Exxon Mobil) បានធ្វើការគណនា និងពិសោធន៍បឋមលើការផ្សារភ្ជាប់គ្នារវាងស៊េរីនៃការផ្លាស់ប្តូរលោហៈធាតុ dichalcogenides និងលោហៈអាល់កាឡាំង ហើយក្នុងឆ្នាំដដែលនោះ Exxon គឺជាឈ្មោះមួយផ្សេងទៀតដែល អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ MS Whittingham បានបោះពុម្ពប៉ាតង់មួយ។ នៅលើអាង Li‖TiS_2 ┤។ ហើយនៅឆ្នាំ 1977 ក្រុមហ៊ុន Exoon បានធ្វើពាណិជ្ជកម្មអាគុយដោយផ្អែកលើ Li-Al‖TiS_2┤ ដែលក្នុងនោះលោហធាតុអាលុយមីញ៉ូមលីចូមអាចបង្កើនសុវត្ថិភាពនៃថ្ម (ទោះបីជាវានៅតែមានហានិភ័យខ្លាំងជាងនេះក៏ដោយ) ។ បន្ទាប់ពីនោះមក ប្រព័ន្ធថ្មបែបនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាបន្តបន្ទាប់ដោយក្រុមហ៊ុន Eveready នៅសហរដ្ឋអាមេរិក។ ការធ្វើពាណិជ្ជកម្មរបស់ក្រុមហ៊ុនថ្ម និងក្រុមហ៊ុន Grace ។ ថ្ម Li‖TiS_2 ┤ អាចជាថ្មលីចូមបន្ទាប់បន្សំដំបូងគេក្នុងន័យពិត ហើយវាក៏ជាប្រព័ន្ធថ្មដែលក្តៅបំផុតនៅពេលនោះ។ នៅពេលនោះដង់ស៊ីតេថាមពលរបស់វាគឺប្រហែល 2-3 ដងនៃថ្មអាស៊ីតនាំមុខ។

អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន៖ TiS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x TiS_2

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ លី→〖លី〗^++e^-

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកាណាដា MA Py បានបង្កើតថ្ម Li‖MoS_2┤ ក្នុងឆ្នាំ 1983 ដែលអាចមានដង់ស៊ីតេថាមពល 60-65Wh 〖Kg〗^(-1) នៅ 1/3C ដែលស្មើនឹង Li‖TiS_2┤។ ថ្ម។ ដោយផ្អែកលើរឿងនេះ នៅឆ្នាំ 1987 ក្រុមហ៊ុនកាណាដា Moli Energy បានចាប់ផ្តើមនូវថ្មលីចូមដែលធ្វើពាណិជ្ជកម្មយ៉ាងទូលំទូលាយ ដែលត្រូវបានស្វែងរកយ៉ាងទូលំទូលាយទូទាំងពិភពលោក។ នេះ​គួរតែ​ជា​ព្រឹត្តិការណ៍​សំខាន់​ជា​ប្រវត្តិសាស្ត្រ ប៉ុន្តែ​អ្វីដែល​គួរឱ្យ​ហួសចិត្ត​គឺថា វា​ក៏​កំពុង​ធ្វើ​ឲ្យ​ម៉ូលី​ធ្លាក់ចុះ​នៅពេល​ក្រោយ​។ បន្ទាប់មកនៅនិទាឃរដូវឆ្នាំ 1989 ក្រុមហ៊ុន Moli បានចាប់ផ្តើមផលិតផលថ្ម Li‖MoS_2┤ ជំនាន់ទីពីររបស់ខ្លួន។ នៅចុងនិទាឃរដូវឆ្នាំ 1989 ផលិតផលថ្ម Li‖MoS_2┤ ជំនាន់ទី 1990 របស់ Moli បានផ្ទុះ និងបង្កឱ្យមានការភ្ញាក់ផ្អើលជាទ្រង់ទ្រាយធំ។ នៅរដូវក្តៅឆ្នាំដដែលផលិតផលទាំងអស់ត្រូវបានប្រមូលមកវិញហើយជនរងគ្រោះត្រូវបានផ្តល់សំណង។ នៅដំណាច់ឆ្នាំដដែល Moli Energy បានប្រកាសក្ស័យធន ហើយត្រូវបាន NEC របស់ជប៉ុនទិញនៅនិទាឃរដូវឆ្នាំ 2។ វាគឺមានតំលៃនិយាយថាវាមានពាក្យចចាមអារ៉ាមថា Jeff Dahn អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកាណាដានៅពេលនោះកំពុងដឹកនាំគម្រោងថ្មនៅ Moli ថាមពល និងលាលែងពីតំណែងដោយសារតែការប្រឆាំងរបស់គាត់ចំពោះការចុះបញ្ជីបន្តនៃ Li‖MoS_XNUMX ┤ ថ្ម។

អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន៖ MoS_2+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x MoS_2

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ លី→〖លី〗^++e^-

រហូតមកដល់ពេលនេះ ថ្មលោហធាតុលីចូមបានចាកចេញពីការមើលឃើញរបស់សាធារណជនបន្តិចម្តងៗ យើងអាចមើលឃើញថាក្នុងអំឡុងពេលពីឆ្នាំ 1970 ដល់ឆ្នាំ 1980 ការស្រាវជ្រាវរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រលើថ្មលីចូមត្រូវបានផ្តោតជាសំខាន់លើសម្ភារៈ cathode ។ គោលដៅចុងក្រោយគឺផ្តោតលើការផ្លាស់ប្តូរលោហៈ dichalcogenides ។ ដោយ​សារ​តែ​រចនាសម្ព័ន្ធ​ស្រទាប់​របស់​វា (ការ​ផ្លាស់ប្តូរ​លោហៈ dichalcogenides ឥឡូវ​ត្រូវ​បាន​សិក្សា​យ៉ាង​ទូលំទូលាយ​ជា​វត្ថុធាតុ​ពីរ​វិមាត្រ) ស្រទាប់​របស់​វា​និង​មាន​ចន្លោះ​ប្រហោង​គ្រប់គ្រាន់​រវាង​ស្រទាប់​ដើម្បី​សម្រប​សម្រួល​ការ​បញ្ចូល​អ៊ីយ៉ុង​លីចូម។ នៅពេលនោះ មានការស្រាវជ្រាវតិចតួចពេកលើសម្ភារៈ anode ក្នុងអំឡុងពេលនេះ។ ទោះបីជាការសិក្សាមួយចំនួនបានផ្តោតលើការលាយលោហៈលីចូមដើម្បីបង្កើនស្ថេរភាពរបស់វាក៏ដោយ លោហៈលីចូមខ្លួនឯងគឺមិនស្ថិតស្ថេរពេក និងមានគ្រោះថ្នាក់។ ទោះ​បី​ជា​ការ​ផ្ទុះ​ថ្ម​របស់ Moli ជា​ព្រឹត្តិការណ៍​មួយ​ដែល​ធ្វើ​ឱ្យ​ពិភពលោក​ភ្ញាក់​ផ្អើល​ក៏​ដោយ ក៏​មាន​ករណី​ជា​ច្រើន​នៃ​ការ​ផ្ទុះ​ថ្ម​លោហធាតុ​លីចូម។

ជាង​នេះ​ទៅ​ទៀត មនុស្ស​មិន​បាន​ដឹង​ពី​មូល​ហេតុ​នៃ​ការ​ផ្ទុះ​អាគុយ​លីចូម​យ៉ាង​ច្បាស់​នោះ​ទេ។ លើសពីនេះទៀតលោហៈលីចូមត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានដែលមិនអាចជំនួសបានដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អរបស់វា។ បន្ទាប់ពីការផ្ទុះថ្មរបស់ Moli ការទទួលយករបស់ប្រជាជនចំពោះថ្មលោហធាតុលីចូមបានធ្លាក់ចុះ ហើយថ្មលីចូមបានចូលដល់ដំណាក់កាលងងឹត។

ដើម្បីឱ្យមានថ្មដែលមានសុវត្ថិភាពជាងមុន មនុស្សត្រូវតែចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងសម្ភារៈអេឡិចត្រូតដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់។ នៅតែមានបញ្ហាជាបន្តបន្ទាប់នៅទីនេះ៖ សក្ដានុពលនៃលោហៈលីចូមគឺរាក់ ហើយការប្រើប្រាស់អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានសមាសធាតុផ្សេងទៀតនឹងបង្កើនសក្តានុពលអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន ហើយតាមវិធីនេះ ថ្មលីចូម ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរួមនឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយដែលនឹងកាត់បន្ថយ។ ដង់ស៊ីតេថាមពលនៃព្យុះ។ ដូច្នេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រត្រូវតែស្វែងរកសម្ភារៈ cathode វ៉ុលខ្ពស់ដែលត្រូវគ្នា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះអេឡិចត្រូលីតរបស់ថ្មត្រូវតែផ្គូផ្គងវ៉ុលវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមាននិងស្ថេរភាពនៃវដ្ត។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ ចរន្តនៃអេឡិចត្រូលីត និងធន់នឹងកំដៅគឺប្រសើរជាង។ សំណួរស៊េរីនេះធ្វើឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រឆ្ងល់ជាយូរដើម្បីស្វែងរកចម្លើយដែលពេញចិត្តជាងនេះ។

បញ្ហាដំបូងសម្រាប់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលត្រូវដោះស្រាយគឺស្វែងរកសម្ភារៈអេឡិចត្រូតដែលមានគ្រោះថ្នាក់ដែលអាចជំនួសលោហៈលីចូម។ លោហធាតុលីចូមខ្លួនវាមានសកម្មភាពគីមីច្រើនពេក ហើយបញ្ហានៃការលូតលាស់របស់ dendrite មានភាពធ្ងន់ធ្ងរពេកចំពោះបរិស្ថាន និងលក្ខខណ្ឌប្រើប្រាស់ ហើយវាមិនមានសុវត្ថិភាពទេ។ ឥឡូវនេះក្រាហ្វិចគឺជាតួសំខាន់នៃអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាននៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ហើយការអនុវត្តរបស់វានៅក្នុងថ្មលីចូមត្រូវបានសិក្សាតាំងពីដើមឆ្នាំ 1976 ។ នៅឆ្នាំ 1976 Besenhard, JO បានធ្វើការសិក្សាលម្អិតបន្ថែមទៀតលើការសំយោគអេឡិចត្រូលីត្រនៃ LiC_R ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាក្រាហ្វិចមានលក្ខណៈសម្បត្តិល្អឥតខ្ចោះ (ចរន្តខ្ពស់ សមត្ថភាពខ្ពស់ សក្ដានុពលទាប និចលភាព។ ក្រាហ្វិចមានបញ្ហាសំខាន់។ អវត្ដមាននៃការការពារ ម៉ូលេគុល PC អេឡិចត្រូលីតក៏នឹងចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធក្រាហ្វិចជាមួយនឹង intercalation លីចូមអ៊ីយ៉ុង ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃដំណើរការវដ្ត។ ដូច្នេះ ក្រាហ្វិច មិន​ត្រូវ​បាន​អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​ពេញ​ចិត្ត​នៅ​ពេល​នោះ​ទេ។

ចំពោះសម្ភារៈ cathode បន្ទាប់ពីការស្រាវជ្រាវដំណាក់កាលថ្មលោហធាតុលីចូម អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរកឃើញថាវត្ថុធាតុ lithiation anode ខ្លួនវាគឺជាសម្ភារៈផ្ទុកលីចូមដែលមានភាពច្រាសមកវិញល្អដូចជា LiTiS_2,〖Li〗_x V〖Se〗_2 (x =1,2) ហើយដូច្នេះនៅលើ ហើយនៅលើមូលដ្ឋាននេះ 〖Li〗_x V_2 O_5 (0.35≤x<3), LiV_2 O_8 និងសម្ភារៈផ្សេងទៀតត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានស្គាល់បន្តិចម្តងៗជាមួយនឹងបណ្តាញអ៊ីយ៉ុង 1 វិមាត្រផ្សេងៗ (1D) អ៊ីយ៉ុងស្រទាប់ 2 វិមាត្រ (2D) និងរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញបញ្ជូនអ៊ីយ៉ុង 3 វិមាត្រ។

ការស្រាវជ្រាវដ៏ល្បីល្បាញបំផុតរបស់សាស្រ្តាចារ្យ John B. Goodenough លើ LiCoO_2 (LCO) ក៏បានកើតឡើងនៅពេលនេះដែរ។ នៅឆ្នាំ 1979 Goodenougd et al ។ ត្រូវបានបំផុសគំនិតដោយអត្ថបទស្តីពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ NaCoO_2 ក្នុងឆ្នាំ 1973 ហើយបានរកឃើញ LCO និងបានបោះពុម្ពអត្ថបទប៉ាតង់មួយ។ LCO មានរចនាសម្ព័ន្ធ intercalation ស្រទាប់ស្រដៀងទៅនឹង disulfides ដែកផ្លាស់ប្តូរ ដែលក្នុងនោះអ៊ីយ៉ុងលីចូមអាចត្រូវបានបញ្ចូល និងស្រង់ចេញដោយបញ្ច្រាស់។ ប្រសិនបើអ៊ីយ៉ុងលីចូមត្រូវបានស្រង់ចេញទាំងស្រុង រចនាសម្ព័ន្ធបិទជិតនៃ CoO_2 នឹងត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយវាអាចត្រូវបានបញ្ចូលឡើងវិញជាមួយនឹងអ៊ីយ៉ុងលីចូមសម្រាប់លីចូម (ជាការពិតណាស់ ថ្មពិតប្រាកដនឹងមិនអនុញ្ញាតឱ្យបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុងលីចូមទាំងស្រុងនោះទេ ដែល នឹងធ្វើឱ្យសមត្ថភាពរលួយយ៉ាងឆាប់រហ័ស) ។ នៅឆ្នាំ 1986 លោក Akira Yoshino ដែលនៅតែធ្វើការនៅសាជីវកម្ម Asahi Kasei ក្នុងប្រទេសជប៉ុន បានរួមបញ្ចូលគ្នានូវដំណោះស្រាយ LCO, coke, និង LiClO_4 PC ជាលើកដំបូង ក្លាយជាថ្មបន្ទាប់បន្សំលីចូម-អ៊ីយ៉ុងទំនើបដំបូងគេ និងក្លាយជាថ្មលីចូមបច្ចុប្បន្ន។ ថ្ម។ ក្រុមហ៊ុន Sony បានកត់សម្គាល់យ៉ាងឆាប់រហ័សនូវប៉ាតង់ LCO របស់បុរសចំណាស់ "ល្អគ្រប់គ្រាន់" ហើយទទួលបានការអនុញ្ញាតឱ្យប្រើវា។ នៅឆ្នាំ 1991 វាបានធ្វើពាណិជ្ជកម្មលើថ្ម Lithium-ion LCO ។ គោល​គំនិត​នៃ​ថ្ម​លីចូម​អ៊ីយ៉ុង​ក៏​បាន​លេច​ឡើង​នៅ​ពេល​នេះ​ដែរ ហើយ​គំនិត​របស់​វា​ក៏​បាន​បន្ត​រហូត​ដល់​សព្វ​ថ្ងៃ។ (គួរកត់សំគាល់ថា អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ជំនាន់ទី XNUMX របស់ Sony និង Akira Yoshino ក៏ប្រើកាបូនរឹងជាអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានជំនួសឱ្យក្រាហ្វិច ហើយហេតុផលគឺថាកុំព្យូទ័រខាងលើមានអន្តរកម្មជាក្រាហ្វិច)

អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន៖ 6C+xe^-+x〖Li〗^+→〖Li〗_x C_6

អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន៖ LiCoO_2→〖Li〗_(1-x) CoO_2+x〖Li〗^++xe^-

ម្យ៉ាងវិញទៀត នៅឆ្នាំ 1978 Armand, M. បានស្នើឱ្យប្រើប្រាស់ប៉ូលីអេទីឡែន glycol (PEO) ជាអេឡិចត្រូលីតវត្ថុធាតុ polymer រឹង ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាខាងលើដែលអាណូតក្រាហ្វីតត្រូវបានបង្កប់យ៉ាងងាយស្រួលនៅក្នុងម៉ូលេគុលកុំព្យូទ័រសារធាតុរំលាយ (អេឡិចត្រូលីតសំខាន់នៅពេលនោះនៅតែមាន ប្រើ PC, DEC ដំណោះស្រាយចម្រុះ) ដែលដាក់ក្រាហ្វិចទៅក្នុងប្រព័ន្ធថ្មលីចូមជាលើកដំបូង ហើយបានស្នើគំនិតនៃថ្មកៅអីរញ្ជួយ (កៅអីរញ្ជួយ) នៅឆ្នាំបន្ទាប់។ គំនិតបែបនេះបានបន្តរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន។ ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូលីតបច្ចុប្បន្នដូចជា ED/DEC, EC/DMC ជាដើម បានបង្ហាញខ្លួនបន្តិចម្តងៗក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់តាំងពីពេលនោះមក។

ក្នុងអំឡុងពេលដូចគ្នានេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក៏បានស្វែងយល់ពីស៊េរីថ្មផងដែរ៖ Li‖Nb〖Se〗_3 ┤ អាគុយ Li‖V〖SE〗_2 ┤ អាគុយ Li‖〖Ag〗_2 V_4 ┤ O_11 អាគុយ លីអូ លី ‖I_2 ┤ អាគុយ ជាដើម ព្រោះឥឡូវនេះវាមានតម្លៃតិចជាង ហើយមិនមានការស្រាវជ្រាវច្រើនប្រភេទ ដូច្នេះខ្ញុំនឹងមិនណែនាំពួកវាឱ្យលម្អិតទេ។

• ថ្ម Li -ion ឆាក

យុគសម័យនៃការអភិវឌ្ឍន៍ថ្ម lithium-ion បន្ទាប់ពីឆ្នាំ 1991 គឺជាយុគសម័យដែលយើងកំពុងឈានមកដល់។ នៅទីនេះខ្ញុំនឹងមិនសង្ខេបដំណើរការអភិវឌ្ឍន៍ដោយលំអិតទេ ប៉ុន្តែសូមណែនាំដោយសង្ខេបអំពីប្រព័ន្ធគីមីនៃថ្ម lithium-ion មួយចំនួន។

ការណែនាំអំពីប្រព័ន្ធថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងបច្ចុប្បន្ន នេះគឺជាផ្នែកបន្ទាប់។