لتیم آئن بیٹریوں کی ترقی کا عمل

1970 میں، Exxon کے MS Whittingham نے پہلی لتیم بیٹری بنانے کے لیے ٹائٹینیم سلفائیڈ کو کیتھوڈ مواد کے طور پر اور دھاتی لتیم کو اینوڈ مواد کے طور پر استعمال کیا۔ لتیم بیٹریوں کا کیتھوڈ مواد مینگنیج ڈائی آکسائیڈ یا تھیونائل کلورائیڈ ہے، اور انوڈ لتیم ہے۔ بیٹری کے جمع ہونے کے بعد، بیٹری میں وولٹیج ہے اور اسے چارج کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ لی آئن بیٹریاں (لی آئن بیٹریاں) لیتھیم بیٹریوں سے تیار کی جاتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کیمرے میں استعمال ہونے والی بٹن بیٹری ایک لیتھیم بیٹری ہے۔ اس قسم کی بیٹری بھی چارج کی جا سکتی ہے، لیکن سائیکل کی کارکردگی اچھی نہیں ہے۔ چارج اور ڈسچارج سائیکل کے دوران لیتھیم کرسٹل آسانی سے بنتے ہیں، جو بیٹری کے اندرونی شارٹ سرکٹ کا سبب بنتے ہیں۔ لہذا، اس قسم کی بیٹری کو عام طور پر چارج کرنے سے منع کیا جاتا ہے۔

1982 میں، ایلی نوائے انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے آر آر اگروال اور جے آر سیلمین نے دریافت کیا کہ لیتھیم آئنوں میں گریفائٹ کو انٹرکیلیٹ کرنے کی خصوصیات ہیں۔ یہ عمل تیز اور الٹنے والا ہے۔ ایک ہی وقت میں، دھاتی لتیم سے بنی لتیم بیٹریوں کے حفاظتی خطرات نے بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ لہذا، لوگوں نے گریفائٹ میں سرایت شدہ لیتھیم آئنوں کی خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے ری چارج ایبل بیٹریاں بنانے کی کوشش کی ہے۔ پہلا دستیاب لتیم آئن گریفائٹ الیکٹروڈ بیل لیبارٹریز کے ذریعہ کامیابی کے ساتھ آزمائشی طور پر تیار کیا گیا تھا۔

1983 میں، M. Thackeray، J. Goodenough، اور دوسروں نے دریافت کیا کہ مینگنیج اسپنل ایک بہترین کیتھوڈ مواد ہے جس میں کم قیمت، استحکام، اور بہترین چالکتا اور لیتھیم چالکتا ہے۔ اس کے گلنے کا درجہ حرارت زیادہ ہے، اور اس کا آکسیکرن لتیم کوبالٹ آکسائیڈ کے مقابلے میں بہت کم ہے۔ یہاں تک کہ اگر شارٹ سرکٹ یا زیادہ چارج ہو تو یہ دہن اور دھماکے کے خطرے سے بچ سکتا ہے۔

1989 میں، A. Manthiram اور J. Goodenough نے دریافت کیا کہ پولیمر anion کے ساتھ مثبت الیکٹروڈ زیادہ وولٹیج پیدا کرے گا۔

1992 میں، جاپان کی سونی کارپوریشن نے منفی الیکٹروڈ کے طور پر کاربن مواد کے ساتھ ایک لیتھیم بیٹری اور مثبت الیکٹروڈ کے طور پر لیتھیم پر مشتمل مرکب ایجاد کیا۔ چارج کرنے اور خارج ہونے والے عمل کے دوران، کوئی دھاتی لتیم نہیں ہے، صرف لتیم آئن. یہ ایک لتیم آئن بیٹری ہے۔ اس کے بعد، لیتھیم آئن بیٹریوں نے صارفین کے الیکٹرانکس کے چہرے میں انقلاب برپا کردیا۔ اس قسم کی بیٹری لیتھیم کوبالٹ آکسائیڈ کو کیتھوڈ مواد کے طور پر استعمال کرتی ہے جو پورٹیبل الیکٹرانک آلات کے لیے طاقت کا بنیادی ذریعہ ہے۔

1996 میں، پادھی اور گوڈینف نے دریافت کیا کہ زیتون کی ساخت کے ساتھ فاسفیٹس، جیسے لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4)، روایتی کیتھوڈ مواد سے زیادہ محفوظ ہیں، خاص طور پر اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت اور زیادہ چارج مزاحمت روایتی لیتھیم آئن بیٹری کے مواد سے کہیں زیادہ ہے۔

بیٹری کی ترقی کی پوری تاریخ میں، ہم موجودہ دنیا کی بیٹری کی صنعت کی ترقی کی تین خصوصیات دیکھ سکتے ہیں۔ ایک سبز اور ماحول دوست بیٹریوں کی تیز رفتار ترقی ہے، بشمول لیتھیم آئن بیٹریاں، نکل ہائیڈروجن بیٹریاں وغیرہ۔ دوسرا بنیادی بیٹریوں کو بیٹریوں میں تبدیل کرنا ہے، جو پائیداری کے مطابق ہے۔ ترقیاتی حکمت عملی؛ تیسرا مزید بیٹری کو چھوٹے، ہلکے اور پتلے کی سمت میں تیار کرنا ہے۔ کمرشل ریچارج ایبل بیٹریوں میں، لتیم آئن بیٹریوں میں سب سے زیادہ مخصوص توانائی ہوتی ہے، خاص طور پر پولیمر لتیم آئن بیٹریاں، جو پتلی ریچارج ایبل بیٹریاں حاصل کرسکتی ہیں۔ یہ خاص طور پر بیٹری کی صنعت کی موجودہ ترقی کی تین خصوصیات کے ساتھ لتیم آئن بیٹریوں کی اعلی حجم کی مخصوص توانائی اور بڑے پیمانے پر مخصوص توانائی، ریچارج قابل اور آلودگی سے پاک ہونے کی وجہ سے ہے، ترقی یافتہ ممالک میں اس کی نسبتاً تیز رفتار ترقی ہے۔ ٹیلی کمیونیکیشن اور انفارمیشن مارکیٹس کی ترقی، خاص طور پر موبائل فونز اور نوٹ بک کمپیوٹرز کے وسیع استعمال نے لیتھیم آئن بیٹریوں کے لیے مارکیٹ کے مواقع فراہم کیے ہیں۔ حفاظت میں اپنے منفرد فوائد کے ساتھ، لتیم آئن بیٹریوں میں پولیمر لتیم آئن بیٹریاں آہستہ آہستہ مائع الیکٹرولائٹ لتیم آئن بیٹریوں کی جگہ لے لیں گی اور لتیم آئن بیٹریوں کا مرکزی دھارا بن جائیں گی۔ پولیمر لیتھیم آئن بیٹری کو "21ویں صدی کی بیٹری" کے نام سے جانا جاتا ہے اور یہ اسٹوریج بیٹریوں کے ایک نئے دور کا آغاز کرے گا، اور اس کی ترقی کے امکانات بہت پر امید ہیں۔

مارچ 2015 میں، جاپان کے شارپ اور کیوٹو یونیورسٹی کے پروفیسر تاناکا نے کامیابی سے ایک لیتھیم آئن بیٹری تیار کی جس کی سروس لائف 70 سال تک ہے۔ اس بار تیار کی گئی طویل زندگی والی لیتھیم آئن بیٹری کا حجم 8 کیوبک سینٹی میٹر ہے اور اسے 25،000 بار تک چارج اور ڈسچارج کیا جا سکتا ہے۔ اور Sharp نے کہا کہ لتیم آئن بیٹری کو اصل میں 10،000 بار چارج اور ڈسچارج کرنے کے بعد، اس کی کارکردگی اب بھی مستحکم ہے۔

9 اکتوبر، 2019 کو، رائل سویڈش اکیڈمی آف سائنسز نے اعلان کیا کہ کیمسٹری میں 2019 کا نوبل انعام جان گوڈینف، اسٹینلے وِٹنگھم اور اکیرا یوشینو کو لیتھیم آئن بیٹری ریسرچ اور ڈیولپمنٹ کے شعبے میں ان کی شراکت کے اعتراف میں دیا گیا۔ .