بطارية أيون الليثيوم: الفرق بين النسختين

تم إضافة 5٬924 بايت ، ‏ قبل 8 أشهر
تاريخ - خلفية
(تاريخ - خلفية)
 
وال[[ليثيوم]] مثله مثل ال[[صوديوم]] من المواد النشطة كيميائياً. فهو يتفاعل بشدة مع ال[[ماء]] مكونا [[هيدروكسيد الليثيوم]] مع انطلاق غاز ال[[هيدروجين]]. لهذا تستخدم كهرلات في بطارية الليثيوم أيون لا تحتوي على الماء. وفي نفس الوقت يجب منع تلامس الماء مع البطارية وذلك عن طريق تغليفها بعازل محكم.
 
== تاريخ ==
 
=== خلفية ===
اقتُرحَت بطاريات الليثيوم من قبل الكيميائي البريطاني ستانلي ويتنجهام (M. Stanley Whittingham)، الذي يعمل حاليًا في جامعة بينغهامتون (Binghamton University)، أثناء عمله في شركة إكسون في السبعينيات.<ref>{{Cite web
| url = https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17748676/
| title = Electrical energy storage and intercalation chemistry
| date =
| website =
| publisher =
| accessdate =
| last =
| first =
}}</ref> استخدم ويتنجهام [[ثاني كبريتيد التيتانيوم]] (TiS<sub>2</sub>) ومعدن الليثيوم كأقطاب كهربائية. ومع ذلك، لا يمكن جعل بطارية [[ليثيوم|الليثيوم]] القابلة لإعادة الشحن هذه عملية. كان ثاني كبريتيد التيتانيوم خيارًا سيئًا؛ نظرًا لأنه يجب تصنيعه في ظل ظروف محكمة الغلق تمامًا، كما أنه مكلف للغاية (حوالي 1000 دولار لكل كيلوغرام من مادة خام ثاني كبريتيد التيتانيوم في السبعينيات). عند تعرضه للهواء، يتفاعل ثاني كبريتيد التيتانيوم لتكوين مركبات كبريتيد الهيدروجين، والتي لها رائحة كريهة وهي سامة لمعظم الحيوانات. لهذا السبب، ولأسباب أخرى، أوقفت إكسون تطوير بطارية ويتنجهام ثاني كبريتيد الليثيوم التيتانيوم.<ref>{{استشهاد بكتاب|title=Bottled Lightning: Superbatteries, Electric Cars, and the New Lithium Economy|url=https://books.google.jo/books?id=dvbZj2iPkPgC|publisher=Farrar, Straus and Giroux|date=2011-05-10|ISBN=978-1-4299-2291-3|language=en|author1=Seth}}</ref> تمثل البطاريات ذات الأقطاب الكهربائية المصنوعة من الليثيوم المعدني مشكلات تتعلق بالسلامة، حيث يتفاعل معدن الليثيوم مع الماء، ويطلق غاز الهيدروجين القابل للاشتعال.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=XXIV.—On chemical analysis by spectrum-observations|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1861/qj/qj8611300270|journal=Quarterly Journal of the Chemical Society of London|date=1861-01-01|issn=1743-6893|pages=270–289|volume=13|issue=3|DOI=10.1039/QJ8611300270|language=en|last=Kirchhoff|last2=Bunsen}}</ref> ونتيجة لذلك، انتقل البحث لتطوير البطاريات التي توجد فيها مركبات الليثيوم فقط، بدلاً من الليثيوم المعدني، وتكون قادرة على قبول وإطلاق أيونات الليثيوم.
 
اكتُشِف [[الإقحام العكسي]] في الجرافيت<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=Cathodic reduction of graphite in organic solutions of alkali and NR4+ salts|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022072874801464|journal=Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry|date=1974-06-25|issn=0022-0728|pages=329–333|volume=53|issue=2|DOI=10.1016/S0022-0728(74)80146-4|language=en|first=J. O.|last=Besenhard|first2=H. P.|last2=Fritz}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=The electrochemical preparation and properties of ionic alkali metal-and NR4-graphite intercalation compounds in organic electrolytes|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0008622376901196|journal=Carbon|date=1976-01-01|issn=0008-6223|pages=111–115|volume=14|issue=2|DOI=10.1016/0008-6223(76)90119-6|language=en|first=J. O.|last=Besenhard}}</ref> والاقحام إلى أكاسيد كاثودية<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=Topotactic redox reactions and ion exchange of layered MoO3 bronzes|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002554087690218X|journal=Materials Research Bulletin|date=1976-01-01|issn=0025-5408|pages=83–90|volume=11|issue=1|DOI=10.1016/0025-5408(76)90218-X|language=en|first=R.|last=Schöllhorn|first2=R.|last2=Kuhlmann|first3=J. O.|last3=Besenhard}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=The discharge reaction mechanism of the MoO3 electrode in organic electrolytes|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/037877537681004X|journal=Journal of Power Sources|date=1976-01-01|issn=0378-7753|pages=267–276|volume=1|issue=3|DOI=10.1016/0378-7753(76)81004-X|language=en|first=J. O.|last=Besenhard|first2=R.|last2=Schöllhorn}}</ref> خلال 1974–76 من قِبل بيسنهارد (J. O. Besenhard) في جامعة ميونخ التقنية. اقترح بيسينهارد تطبيقه في خلايا الليثيوم.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=High energy density lithium cells: Part I. Electrolytes and anodes|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022072876802987|journal=Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry|date=1976-02-25|issn=0022-0728|pages=1–18|volume=68|issue=1|DOI=10.1016/S0022-0728(76)80298-7|language=en|first=J. O.|last=Besenhard|first2=G.|last2=Eichinger}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|title=High energy density lithium cells: Part II. Cathodes and complete cells|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022072876800721|journal=Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry|date=1976-08-25|issn=0022-0728|pages=1–31|volume=72|issue=1|DOI=10.1016/S0022-0728(76)80072-1|language=en|first=G.|last=Eichinger|first2=J. O.|last2=Besenhard}}</ref> كان تحلل الإلكتروليت وإقحام المذيبات في الجرافيت من العيوب المبكرة الشديدة لعمر البطارية.
 
== استخداماتها ==