1960-е годы : Большая часть фундаментальных исследований , которые привели к разработке интеркаляционных соединений, формирующих ядро литий-ионных аккумуляторов, была проведена в 1960-х годах Робертом Хаггинсом и Карлом Вагнером , которые изучали движение ионов в твердых телах. [1] В отчете вооруженных сил США за 1967 год пластиковые полимеры уже использовались в качестве связующих для электродов, а графит — в качестве компонента как для катодов, так и для анодов, в основном для катодов. [2]
1970-е годы : Обратимая интеркаляция ионов лития в графит в качестве анодов [3] [4] [5] и интеркаляция ионов лития в катодный оксид в качестве катодов [5] [6] [7] была открыта в 1974–76 годах Юргеном Отто Безенхардом в Техническом университете Мюнхена . Безенхард предложил использовать ее в литиевых элементах. [8] [9] Чего не хватало в батареях Безенхарда, так это растворителя, не проявляющего коинтеркаляции в графит, разложения электролита и коррозии токосъемников. Таким образом, его батареи имели очень короткий срок службы.
1970-е годы : Обратимая интеркаляция ионов лития в слоистые катодные материалы. Британский химик М. Стэнли Уиттингем , тогда исследователь в ExxonMobil , впервые сообщил о циклическом заряде-разряде с литий-металлической батареей (предшественником современных литий-ионных батарей) в 1970-х годах. [5] Опираясь на предыдущие исследования, проведенные им во время работы в Стэнфордском университете , [10] он использовал слоистый сульфид титана (IV) в качестве катода и металлический литий в качестве анода. [5] [11] Однако эта установка оказалась непрактичной. Дисульфид титана был дорогим (~1000 долларов за килограмм в 1970-х годах) и с ним было трудно работать, поскольку его приходилось синтезировать в условиях полного отсутствия кислорода и влаги. При контакте с воздухом он вступает в реакцию с образованием соединений сероводорода , которые имеют неприятный запах и токсичны для людей и большинства животных. По этой и другим причинам Exxon прекратила разработку литий-титан-дисульфидной батареи Whittingham. [1]
Батареи с металлическими литиевыми электродами представляли проблемы безопасности, наиболее важным из которых было образование литиевых дендритов , которые замыкают батарею изнутри, что приводит к взрывам. Кроме того, дендриты часто теряют электронный контакт с токосъемниками, что приводит к потере циклируемого заряда Li+. [12]
Следовательно, исследования перешли к разработке батарей, в которых вместо металлического лития присутствуют только литиевые соединения , способные принимать и высвобождать ионы лития.
1973 : Адам Хеллер предложил литий-тионилхлоридную батарею, которая до сих пор используется в имплантируемых медицинских устройствах и в оборонных системах, где требуется срок годности более 20 лет, высокая плотность энергии и/или устойчивость к экстремальным рабочим температурам. [13] Однако эта батарея использует небезопасный металлический литий и не поддается перезарядке.
Число публикаций об электрохимических источниках тока по годам. Литий-ионные аккумуляторы показаны красным цветом. Пурпурная линия — это скорректированная с учетом инфляции цена на нефть в долларах США/литр в линейной шкале.Количество непатентных публикаций о литий-ионных аккумуляторах, сгруппированных по стране авторов и году публикации.
Предкоммерческое развитие: 1974-1990 гг.
1974: Безенхард первым продемонстрировал обратимость интеркаляции ионов лития в графитовые аноды с использованием органических растворителей, включая карбонатные растворители. [5] [14] [3] [4] [6] [7] [8] [9]
1976 : Стэнли Уиттингем и его коллеги из Exxon продемонстрировали то, что можно считать первой перезаряжаемой «литий-ионной батареей», хотя ни один компонент в этой конструкции позже не использовался в коммерческих литий-ионных батареях. [15] Ячейка Уиттингема была собрана в заряженном состоянии с использованием литий-алюминиевого сплава в качестве отрицательного электрода, LiBPh4 ( тетрафенилборат лития ) в диоксолане в качестве электролита и TiS2 в качестве положительного электрода. Полезный циклический ресурс батареи составлял не более 50 циклов. Эта конструкция была основана на более ранних литий-металлических батареях Уиттингема. [16]
1977 : Самар Басу и др. продемонстрировали необратимую интеркаляцию лития в графите в Университете Пенсильвании . [17] [18] Это привело к разработке работоспособного литий-интеркалированного графитового электрода в Bell Labs в 1984 году ( LiC 6) [19] для создания альтернативы литий-металлическому электродному аккумулятору. Однако это был всего лишь аккумулятор на основе расплавленной соли, а не литий-ионный аккумулятор.
1978 : Мишель Арман ввел термин и концепцию батареи типа «качалка» [20] , где один и тот же тип ионов де/интеркалируется как в положительный, так и в отрицательный электрод во время разряда/разряда. В конструкции кресла-качалки растворимые частицы не появляются в стехиометрии реакции , что позволяет минимизировать количество растворителя в батарее, снижает вес и стоимость батареи.
1979 : Работая в отдельных группах, Нед А. Годшалл и др. [21] [22] [23] и вскоре после этого Джон Б. Гуденаф ( Оксфордский университет ) и Коичи Мидзусима ( Токийский университет ) продемонстрировали ограниченную цикличность разряда-заряда 4-вольтового элемента, изготовленного из диоксида лития-кобальта ( LiCoO 2) в качестве положительного электрода и металлического лития в качестве отрицательного электрода. [24] [25] Это нововведение обеспечило материал положительного электрода, который в конечном итоге стал компонентом первой коммерческой перезаряжаемой литий-ионной батареи. LiCoO 2является стабильным положительным электродным материалом, который действует как донор ионов лития, что означает, что его можно использовать с отрицательным электродным материалом, отличным от лития. [26] Благодаря возможности использования стабильных и простых в обращении отрицательных электродных материалов, LiCoO 2позволили создать новые системы перезаряжаемых батарей. Годшалл и др. далее определили схожую ценность тройных соединений лития-оксидов переходных металлов, таких как шпинель LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 , LiMnO 2 , LiFeO 2 , LiFe 5 O 8 , и LiFe 5 O 4 (и позднее катодных материалов из оксида лития-меди и оксида лития-никеля в 1985 году) [27] Патент США 4,340,652 [28] Годшалла на использование LiCoO 2 в качестве катодов в литиевых батареях был основан на докторской диссертации Годшалла в Стэнфордском университете и публикациях 1979 года.
1980-е : Отрицательный электрод берет свое начало в PAS (полиацетиленовый полупроводниковый материал), открытом Токио Ямабэ и позднее Сидзукуни Ятой в начале 1980-х годов. [30] [31] [32] [33] Эта разработка была вдохновлена более ранним открытием проводящих полимеров профессором Хидеки Сиракавой и его группой, и ее также можно рассматривать как начавшуюся с полиацетиленовой литий-ионной батареи, разработанной Аланом МакДиармидом и Аланом Дж. Хигером и др. [34]
1983 : Рашид Язами продемонстрировал обратимую электрохимическую интеркаляцию лития в графит при комнатной температуре с использованием растворителя полиэтиленоксида . [35] [36] [37] [38] Органические растворители для батарей, известные в то время, разлагаются во время зарядки с графитовым отрицательным электродом. По этой причине Язами использовал твердый электролит, чтобы продемонстрировать, что литий может быть обратимо интеркалирован в графит посредством электрохимического механизма при комнатной температуре.
1983 : Майкл М. Теккерей , Питер Брюс , Уильям Дэвид и Джон Б. Гуденаф разработали марганцевую шпинель , Mn 2 O 4 , как заряженный катодный материал для литий-ионных аккумуляторов. Он имеет два плоских плато при разряде, с литиевым одним при 4 В, стехиометрия LiMn 2 O 4 , и одним при 3 В с конечной стехиометрией Li 2 Mn 2 O 4 . [39]
1985 : Акира Ёсино продемонстрировал перезаряжаемую литий-ионную батарею, в которой в качестве отрицательного электрода (анода) использовался углеродистый материал (ацетиленовая сажа), а в качестве отрицательного электрода (анода) могли быть введены ионы лития, а в качестве оксида кобальта — литий ( LiCoO 2) в качестве положительного электрода (катода). [40] Это значительно повысило безопасность LiCoO 2 и подготовил Sony к коммерческому запуску перезаряжаемой литий-ионной батареи 5 лет спустя. Проект Ёсино в 1985 году отличался от окончательного проекта (1990 года) использованием 0,6 моль LiClO 4 (а не LiPF 6 ) в пропиленкарбонате (без этилена или линейного карбоната, используемых в настоящее время для пассивации графитового негода) и использованием полиакрилонитрила вместо поливинилидендифторида в качестве связующего.
1986 : Примерно в то же время, что и Акира Ёсино , Оборн и Барберио в Bell Laboratory независимо друг от друга продемонстрировали еще одну настоящую батарею-качалку, собранную в полностью разряженном состоянии. Их литий-ионная батарея на 1,8 В включала LiCoO2 в качестве позода, 1M LiPF6 в пропиленкарбонате в качестве электролита и MoO2 в качестве негода. [41]
1986 : Исследователи Asahi под руководством Акиры Ёсино продемонстрировали перезаряжаемую батарею с тетрафторборатом лития (LiBF4), растворенным в смеси PC, гамма-бутиролактона (γBL) и этиленкарбоната (EC), в качестве электролита. Фторированный анион оказался эффективным в пассивации токосъемника Al и совместимым с растворителями, в то время как этиленкарбонат (который является твердым при комнатной температуре и смешивается с другими растворителями для получения жидкости) обеспечил необходимую твердую электролитную интерфазу на аноде, тем самым публично раскрыв последнюю часть головоломки, ведущей к современному литий-ионному аккумулятору. [42] Эта конструкция была практически идентична (за исключением замены LiBF4 на LiPF6, который менее реакционноспособен с растворителем(ями)) той, которая используется в коммерческих литий-ионных аккумуляторах сегодня.
1989 : Отзыв ячеек Moli Energy, содержащих металлический литий, резко изменил мнение исследователей в пользу более тяжелых, но безопасных батарей с двойной интеркаляцией (т. е. литий-ионных, а не литий-металлических). [42]
1989-10-11 : Джефф Дан и двое его коллег из Moli Energy в Бернаби (Канада) представили журнальную статью, в которой доказывается обратимая интеркаляция ионов лития в графит в присутствии растворителя этиленкарбоната (в смеси 50:50 с пропиленкарбонатом и с 1M солью LiAsF6) и демонстрируется образование твердой электролитной интерфазы при первой зарядке, за которой следует обратимая цикличность батареи. [47] По сути, это тот состав, который будет использоваться в коммерческих литий-ионных батареях с 1992 года, за исключением того, что LiAsF6 был заменен на более дешевый и менее токсичный LiPF6 .
1990 : Английский термин « литий-ионная батарея », который был придуман как маркетинговый инструмент, чтобы отличить новую технологию от злополучных литий-металлических батарей, впервые появился в публикации. [48] Он использовался сотрудниками Sony . [50]
В 2017 году (за 2 года до вручения Нобелевской премии по химии 2019 года) Джордж Бломгрен высказал некоторые предположения о том, почему группа Акиры Ёсино создала коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею раньше группы Джеффа Дана : [51]
Группа Дана протестировала углеродистый положительный электрод против лития вместо оксида металла. Поэтому они не наблюдали сильной коррозии алюминиевого положительного токосъемника с электролитом LiAsF6, но Ёсино и др. использовали ... LiPF6 , который обычно использовался для первичных литий-металлических батарей в Японии.
Ёсино и др. также изучали различные связующие вещества, включая безусловного победителя — поливинилиденфторид , в то время как группа Дана использовала только этиленпропилендиеновый мономер (EPDM), который оказался недостаточно прочным для коммерческих LIB.
Коммерциализация в портативных приложениях: 1991-2007
Производительность и емкость литий-ионных аккумуляторов росли по мере развития.
1991 : Sony и Asahi Kasei начали коммерческую продажу первой перезаряжаемой литий-ионной батареи. [52] Японскую команду, которая успешно коммерциализировала технологию, возглавлял Ёсио Ниси. [53] 1991 год ознаменовал Второй период (коммерциализацию) в истории литий-ионных батарей, что отражено в точках перегиба на графиках «Число публикаций об электрохимических источниках питания по годам» и «Число непатентных публикаций о литий-ионных батареях», показанных на этой странице. В батарее использовался мягкий углеродный (а не графитовый ) анод и катод LiCoO2 . Успех Sony в развитии производства литий-ионных батарей выиграл от предыдущего опыта компании в производстве монодисперсных (20 мкм) микрочастиц оксида металла и с процессами нанесения покрытий на магнитные ленты . [54]
1994 : iconectiv Первая коммерциализация полимера Li компанией Bellcore. [55]
1994 : Первая химия водного литий-ионного «кресла-качалки» была продемонстрирована Даном и др. Она имела анод VO2 и катод LiMn2O4 в электролите 5 M LiNO3 с 1 мМ LiOH. [56]
1996 : Гуденаф, Акшая Падхи и коллеги предложили литий-железо-фосфат ( LiFePO 4) и другие фосфооливины ( фосфаты лития с такой же структурой, как минерал оливин ) в качестве материалов положительного электрода. [57] [58]
1996 : Sony и Nissan объявили о партнерстве с целью разработки автомобиля FEV II на литий-ионном аккумуляторе с запасом хода 124 мили. [59]
1998 : CS Johnson, JT Vaughey, MM Thackeray, TE Bofinger и SA Hackney сообщают об открытии высокоемкостных высоковольтных катодных материалов NMC, обогащенных литием. [60]
2001 : Арумугам Мантирам и его коллеги обнаружили, что ограничения емкости слоистых оксидных катодов являются результатом химической нестабильности, которую можно понять на основе относительного положения металлической 3d-полосы относительно вершины кислородной 2p-полосы. [61] [62] [63] Это открытие имело значительные последствия для практически доступного композиционного пространства слоистых оксидных катодов литий-ионных аккумуляторов, а также для их стабильности с точки зрения безопасности.
2001 : Кристофер Джонсон, Майкл Теккерей, Халил Амин и Джейкук Ким подают патент [64] [65] на литий-никелевые, марганцево-кобальтовые оксидные (NMC) катоды, обогащенные литием, на основе доменной структуры.
2001 : Чжунхуа Лу и Джефф Дан подают заявку на патент [66] на класс материалов для положительных электродов NMC, который обеспечивает повышение безопасности и плотности энергии по сравнению с широко используемым оксидом лития-кобальта.
2004 : Yet-Ming Chiang снова увеличил производительность, используя частицы фосфата лития-железа диаметром менее 100 нанометров. Это уменьшило плотность частиц почти в сто раз, увеличило площадь поверхности положительного электрода и улучшило емкость и производительность. Коммерциализация привела к быстрому росту рынка литий-ионных аккумуляторов большей емкости, а также к патентной битве между Chiang и John Goodenough . [68]
2004 : Количество непатентных публикаций о литий-ионных аккумуляторах из КНР превысило количество публикаций из США . Япония была третьей страной-лидером до 2011 года, пока ее не обогнала Южная Корея .
2005 : Y Song, PY Zavalij и M. Stanley Whittingham сообщают о новом двухэлектронном катодном материале на основе фосфата ванадия с высокой плотностью энергии [69] [70]
Коммерциализация в автомобильной промышленности: 2008-настоящее время
2008 : Запуск Tesla Roadster — первого полностью электрического автомобиля серийного производства, разрешенного к использованию на дорогах общего пользования, использующего литий-ионные аккумуляторные батареи, и первого серийного полностью электрического автомобиля, проехавшего более 244 миль (393 км) на одной зарядке, — ознаменовал новую эру в истории литий-ионных аккумуляторов, что обозначено точками перегиба на графиках «Число публикаций об электрохимических источниках тока по годам» и «Число непатентованных публикаций о литий-ионных аккумуляторах», представленных на этой странице.
2014 : Коммерческие батареи от Amprius Corp. достигли 650 Вт·ч / л (рост на 20%), используя кремниевый анод, и были доставлены клиентам. [74]
2016 : Коити Мидзусима и Акира Ёсино получили премию NIMS от Национального института материаловедения за открытие Мидзусимой катодного материала LiCoO2 для литий-ионного аккумулятора и разработку литий-ионного аккумулятора Ёсино. [75]
2016 : З. Ци и Гэри Кениг сообщили о масштабируемом методе производства LiCoO субмикронного размера. 2с использованием подхода, основанного на шаблонах. [76]
Кривая обучения литий-ионных аккумуляторов: цена аккумуляторов снизилась на 97% за три десятилетия. [79] [80]
Промышленность произвела около 660 миллионов цилиндрических литий-ионных элементов в 2012 году; размер 18650 является самым популярным среди цилиндрических элементов. Если бы Tesla достигла своей цели по поставке 40 000 электромобилей Model S в 2014 году и если бы батарея емкостью 85 кВт·ч, которая использует 7 104 таких элемента, оказалась бы такой же популярной за рубежом, как и в Соединенных Штатах, исследование 2014 года прогнозировало, что одна только Model S будет использовать почти 40 процентов предполагаемого мирового производства цилиндрических элементов в 2014 году. [81] По состоянию на 2013 год производство постепенно переходило на элементы с более высокой емкостью 3 000+ мА·ч. Ожидалось, что годовой спрос на плоские полимерные элементы превысит 700 миллионов в 2013 году. [82] [ требуется обновление ][update]
Цены на литий-ионные аккумуляторы со временем упали. В целом, между 1991 и 2018 годами цены на все типы литий-ионных элементов (в долларах за кВт·ч) упали примерно на 97%. [79] За тот же период времени плотность энергии выросла более чем втрое. [79] Усилия по увеличению плотности энергии внесли значительный вклад в снижение затрат. [83]
В 2015 году оценки стоимости варьировались от 300 до 500 долларов США за кВт·ч [ необходимо разъяснение ] . [84] В 2016 году GM объявила, что будет платить 145 долларов США за кВт·ч за батареи в электромобиле Chevy Bolt. [85] В 2017 году средняя стоимость установки бытовых систем хранения энергии, как ожидалось, снизится с 1600 долларов США за кВт·ч в 2015 году до 250 долларов США за кВт·ч к 2040 году, а к 2030 году цена снизится на 70%. [86] В 2019 году некоторые затраты на аккумуляторные батареи для электромобилей оценивались в 150–200 долларов США, [87] а VW отметила, что платит 100 долларов США за кВт·ч за свое следующее поколение электромобилей . [88]
Батареи используются для хранения энергии в сети и вспомогательных услуг . Для литий-ионного хранилища в сочетании с фотоэлектрическими элементами и анаэробной биогазовой электростанцией литий-ионные батареи будут генерировать более высокую прибыль, если они будут циклироваться чаще (следовательно, более высокая выработка электроэнергии в течение срока службы), хотя срок службы сокращается из-за деградации. [89]
По состоянию на 2019 год [update]предпочтительными типами с низким содержанием кобальта для электромобилей были NMC 532 и NMC 622, а NMC 811 и даже более низкие коэффициенты содержания кобальта стали использоваться все чаще, что снижает зависимость от кобальта. [91] [92] [87] Однако потребление кобальта для электромобилей увеличилось на 81% с первой половины 2018 года до 7200 тонн в первой половине 2019 года, что соответствует емкости аккумулятора 46,3 ГВт-ч. [93]
В 2010 году мировая мощность производства литий-ионных аккумуляторов составляла 20 гигаватт-часов. [94]
К 2016 году она достигла 28 ГВт-ч, из которых 16,4 ГВт-ч приходилось на Китай. [95] Производство в 2021 году оценивается различными источниками в пределах от 200 до 600 ГВт-ч, а прогнозы на 2023 год варьируются от 400 до 1100 ГВт-ч. [96]
Было установлено , что нарушающий антимонопольное законодательство картель, занимающийся ценовым сговором, в который вошли девять корпоративных семей, включая LG Chem , GS Yuasa , Hitachi Maxell , NEC , Panasonic / Sanyo , Samsung , Sony и Toshiba, фальсифицировал цены на аккумуляторы и ограничивал производство в период с 2000 по 2011 год. [97] [98] [99] [100]
Ссылки
^ Флетчер, Сет (2011). Бутылочная молния: супербатареи, электромобили и новая литиевая экономика . Macmillan.
^ Braeuer, Klaus H.; Harvey, Jay A. (1967-05-01). Отчет о состоянии батарей с высокой плотностью энергии на основе органических электролитов (Отчет). Форт-Белвуар, Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны. doi : 10.21236/ada306363.
^ ab Besenhard, JO & Fritz, HP (1974). «Катодное восстановление графита в органических растворах щелочей и солей NR 4 + ». J. Electroanal. Chem . 53 (2): 329–333. doi :10.1016/S0022-0728(74)80146-4.
^ ab Besenhard, JO (1976). "Электрохимическое получение и свойства ионных щелочных металлов и NR 4 -графитовых интеркалированных соединений в органических электролитах". Carbon . 14 (2): 111–115. Bibcode :1976Carbo..14..111B. doi :10.1016/0008-6223(76)90119-6.
^ abcde Da Deng (2015). «Литий-ионные аккумуляторы: основы, прогресс и проблемы». Энергетическая наука и инженерия . 3 (5): 385–418. Bibcode : 2015EneSE...3..385D. doi : 10.1002/ese3.95 . S2CID 110310835.
^ ab Schöllhorn, R.; Kuhlmann, R.; Besenhard, JO (1976). «Топотактические окислительно-восстановительные реакции и ионный обмен слоистых бронз MoO 3 ». Materials Research Bulletin . 11 : 83–90. doi :10.1016/0025-5408(76)90218-X.
^ ab Besenhard, JO; Schöllhorn, R. (1976). "Механизм реакции разряда электрода MoO 3 в органических электролитах". Journal of Power Sources . 1 (3): 267–276. Bibcode : 1976JPS.....1..267B. doi : 10.1016/0378-7753(76)81004-X.
^ ab Besenhard, JO; Eichinger, G. (1976). «Высокоэнергетические литиевые элементы: Часть I. Электролиты и аноды». Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии . 68 : 1–18. doi :10.1016/S0022-0728(76)80298-7.
^ ab Eichinger, G.; Besenhard, JO (1976). «Высокоэнергетические литиевые элементы: Часть II. Катоды и полные элементы». Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии . 72 : 1–31. doi :10.1016/S0022-0728(76)80072-1.
^ «Поддержка разработки литиевых батарей».
^ Whittingham, MS (1976). «Хранение электрической энергии и интеркаляционная химия». Science . 192 (4244): 1126–1127. Bibcode :1976Sci...192.1126W. doi :10.1126/science.192.4244.1126. PMID 17748676. S2CID 36607505.
^ Сяо, Цзе (25 октября 2019 г.). «Как образуются литиевые дендриты в жидких батареях». Science . 366 (6464): 426–427. doi :10.1126/science.aay8672. PMID 31649185.
^ Хеллер, Адам (25 ноября 1975 г.). «Электрохимическая ячейка». Патент США . Получено 18 ноября 2013 г.
^ Характеристики литий-титанового дисульфидного аккумулятора после 35 лет хранения. 2015. J Power Sources. 280/18-22. N. Pereira, GG Amatucci, MS Whittingham, R. Hamlen. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.01.056.
^ ХРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ХИМИЯ ИНТЕРКАЛЯЦИИ. 1976. Science. 192/4244, 1126-7. MS Whittingham. doi: 10.1126/science.192.4244.1126
^ Занини, М.; Басу, С.; Фишер, Дж. Э. (1978). «Альтернативный синтез и спектр отражательной способности интеркалированного соединения лития и графита на стадии 1». Углерод . 16 (3): 211–212. Bibcode : 1978Carbo..16..211Z. doi : 10.1016/0008-6223(78)90026-X.
^ Basu, S.; Zeller, C.; Flanders, PJ; Fuerst, CD; Johnson, WD; Fischer, JE (1979). «Синтез и свойства интеркалированных соединений лития и графита». Materials Science and Engineering . 38 (3): 275–283. doi :10.1016/0025-5416(79)90132-0.
↑ US 4304825, Basu; Samar, «Перезаряжаемая батарея», выдан 8 декабря 1981 г., передан Bell Telephone Laboratories
^ Конференция НАТО 1978 года по материалам для усовершенствованных батарей, Ауссиос, Франция. Цитируется по ISBN 978-1-61249-762-4. стр. 94.
^ Godshall, NA; Raistrick, ID; Huggins, RA (1980). "Термодинамические исследования тройных катодных материалов литий-переходный металл-кислород". Materials Research Bulletin . 15 (5): 561. doi :10.1016/0025-5408(80)90135-X.
^ Годшалл, Нед А. (17 октября 1979 г.) «Электрохимическое и термодинамическое исследование катодных материалов на основе тройного лития — оксида переходного металла для литиевых батарей: шпинель Li2MnO4 , LiCoO2 и LiFeO2 » , презентация на 156-м заседании Электрохимического общества, Лос-Анджелес, Калифорния.
^ Godshall, Ned A. (18 мая 1980 г.) Электрохимическое и термодинамическое исследование катодных материалов тройного литий-переходный металл-кислород для литиевых батарей . Кандидатская диссертация, Стэнфордский университет
^ "USPTO search for inventions by "Goodenough, John"". Patft.uspto.gov. Архивировано из оригинала 25 февраля 2021 г. Получено 8 октября 2011 г.
^ Мидзусима, К.; Джонс, П.К.; Уайзман, П.Дж.; Гуденаф, Дж.Б. (1980). " Ли хCoO 2(0<x<-1): Новый катодный материал для аккумуляторов с высокой плотностью энергии». Materials Research Bulletin . 15 (6): 783–789. doi :10.1016/0025-5408(80)90012-4. S2CID 97799722.
^ Poizot, P.; Laruelle, S.; Grugeon, S.; Tarascon, J. (2000). «Наноразмерные оксиды переходных металлов как материалы отрицательного электрода для литий-ионных аккумуляторов». Nature . 407 (6803): 496–499. Bibcode :2000Natur.407..496P. doi :10.1038/35035045. PMID 11028997. S2CID 205009092.
^ Godshall, N (1986). «Перенос лития в тройных литий-медно-кислородных катодных материалах». Solid State Ionics . 18–19: 788–793. doi :10.1016/0167-2738(86)90263-8.
^ Годшалл, NA; Райстрик, ID и Хаггинс, RA Патент США 4,340,652 «Тройной составной электрод для литиевых элементов»; выдан 20 июля 1982 г., подан Стэнфордским университетом 30 июля 1980 г.
^ ЦИКЛИРУЕМАЯ ЛИТИЙОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОЛИТНАЯ ЯЧЕЙКА НА ОСНОВЕ 2 ИНТЕРКАЛЯЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ. 1980. J Electrochem Soc. 127/3, 773-4. M. Lazzari, B. Scrosati. doi: 10.1149/1.2129753
^ Ямабе, Т. (2015). «Lichiumu Ion Niji Denchi: Kenkyu Kaihatu No Genryu Wo Kataru» [Литий-ионные аккумуляторные батареи: прослеживание истоков исследований и разработок: фокус на истории разработки материалов с отрицательными электродами]. Журнал Кагаку (на японском языке). 70 (12): 40–46. Архивировано из оригинала 8 августа 2016 года . Проверено 15 июня 2016 г.
^ Новак, П.; Мюллер, К.; Сантханам, KSV; Хаас, О. (1997). «Электрохимически активные полимеры для перезаряжаемых батарей». Chem. Rev. 97 ( 1): 271–272. doi :10.1021/cr941181o. PMID 11848869.
^ Ямабэ, Т.; Танака, К.; Озеки, К.; Ята, С. (1982). «Электронная структура полиацена. Одномерный графит». Solid State Communications . 44 (6): 823. Bibcode : 1982SSCom..44..823Y. doi : 10.1016/0038-1098(82)90282-4.
^ US 4601849, Ята, С., «Электропроводящий органический полимерный материал и способ его производства»
^ Нигрей, Пол Дж. (1981). «Легкие перезаряжаемые аккумуляторные батареи с использованием полиацетилена (CH)x в качестве катодно-активного материала». Журнал Электрохимического общества . 128 (8): 1651. Bibcode : 1981JElS..128.1651N. doi : 10.1149/1.2127704 .
↑ Международная встреча по литиевым батареям, Рим, 27–29 апреля 1982 г., CLUP Ed. Милан, Аннотация № 23
^ Язами, Р.; Тузаин, П. (1983). «Обратимый графито-литиевый отрицательный электрод для электрохимических генераторов». Журнал источников питания . 9 (3): 365–371. Bibcode : 1983JPS.....9..365Y. doi : 10.1016/0378-7753(83)87040-2.
^ Теккерей, ММ; Дэвид, У. И. Ф .; Брюс, П. Г.; Гуденаф, Дж. Б. (1983). «Внедрение лития в марганцевые шпинели». Materials Research Bulletin . 18 (4): 461–472. doi :10.1016/0025-5408(83)90138-1.
↑ US 4668595, Ёсино; Акира, «Вторичная батарея», выдан 10 мая 1985 г., назначен Асахи Касей
^ Интеркаляционные литиевые элементы без металлического лития MoO2/LiCoO2 и WO2/LiCoO2. 1987. J Electrochem Soc. 134/3, 638-41. JJ Auborn, YL Barberio. doi: 10.1149/1.2100521.
^ ab До появления литий-ионных аккумуляторов. 2018. Chem Rev. 118/23, 11433-56. M. Winter, B. Barnett, K. Xu. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00422.
^ Manthiram, A.; Goodenough, JB (1989). «Внедрение лития в каркасы Fe2(SO4)3». Journal of Power Sources . 26 ( 3–4 ): 403–408. Bibcode : 1989JPS....26..403M. doi : 10.1016/0378-7753(89)80153-3.
^ Manthiram, A.; Goodenough, JB (1987). «Внедрение лития в каркасы Fe2(MO4)3: сравнение M = W с M = Mo». Журнал химии твердого тела . 71 (2): 349–360. Bibcode : 1987JSSCh..71..349M. doi : 10.1016/0022-4596(87)90242-8 .
^ Размышления о химии катода литий-ионного аккумулятора. 2020. Nature Communications. 11/1, 9. A. Manthiram. doi: 10.1038/s41467-020-15355-0
^ Маскелье, Кристиан; Крогеннек, Лоренс (2013). «Полианионные (фосфаты, силикаты, сульфаты) каркасы как электродные материалы для перезаряжаемых литий-ионных (или натриевых) батарей». Chemical Reviews . 113 (8): 6552–6591. doi :10.1021/cr3001862. PMID 23742145.
^ Фонг, Р.; фон Сакен, У.; Дан, Дж. Р. (1990). «Исследования интеркаляции лития в углероды с использованием неводных электрохимических ячеек». J. Electrochem. Soc . 137 (7): 2009–2013. Bibcode : 1990JElS..137.2009F. doi : 10.1149/1.2086855.
^ ab Долгая трудная дорога: литий-ионная батарея и электромобиль. 2022. CJ Murray. ISBN 978-1-61249-762-4.
^ НЕВОДНАЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ЖИДКАЯ БАТАРЕЯ. 1990-12-12. JP 32577891 AM Такахаши, С. Ёсимура, Х. Ватанабэ, Р. Осита, С. Фурукава.
^ 1. Литий-ионная аккумуляторная батарея. 1990. 0. 9/209-17. Т. Нагаура, К. Тодзава. https://jglobal.jst.go.jp/en/detail?JGLOBAL_ID=200902083334341504
^ Развитие и будущее литий-ионных аккумуляторов. 2017. J Electrochem Soc. 164/1, A5019-A25. GE Blomgren. doi: 10.1149/2.0251701jes
^ "Ключевые слова для понимания Sony Energy Devices – ключевое слово 1991". Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г.
^ До появления литий-ионных аккумуляторов. 2018. Chem Rev. 118/23, 11433-56. M. Winter, B. Barnett, K. Xu. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00422 .
↑ Холуша, Джон (16 марта 1994 г.). «New York Times: New Battery By Bellcore Uses Lithium». The New York Times . Получено 27 июня 2023 г. .
^ W. Li, JR Dahn, DS Wainwright, Перезаряжаемые литиевые батареи с водными электролитами, Science 264 (1994) 1115–1118, doi:http://dx.doi.org/10.1126/science.264.5162.1115.
^ Падхи, АК, Науджундасвами, К.С., Гуденаф, Дж.Б. (1996) " LiFePO 4: новый катодный материал для перезаряжаемых батарей". Тезисы докладов на заседании электрохимического общества , 96-1, стр. 73
^ Журнал Электрохимического Общества , 144 (4), стр. 1188-1194
↑ Деннис Нормайл, «Литий-ион выходит на дорогу». Popular Science 248/4 (апрель 1996):45.
^ CS Johnson, JT Vaughey, MM Thackeray, TE Bofinger и SA Hackney "Слоистые литий-марганцевые оксидные электроды, полученные из прекурсоров каменной соли LixMnyOz (x+y=z)" 194-е заседание Электрохимического общества, Бостон, Массачусетс, 1-6 ноября (1998 г.)
^ Chebiam, RV; Kannan, AM; Prado, F.; Manthiram, A. (2001). «Сравнение химической стабильности катодов высокой плотности энергии литий-ионных аккумуляторов». Electrochemistry Communications . 3 (11): 624–627. doi :10.1016/S1388-2481(01)00232-6.
^ Chebiam, RV; Prado, F.; Manthiram, A. (2001). "Мягкий химический синтез и характеристика слоистого Li 1−x Ni 1−y Co y O 2−δ (0 ≤ x ≤ 1 и 0 ≤ y ≤ 1)". Химия материалов . 13 (9): 2951–2957. doi :10.1021/cm0102537.
^ Manthiram, Arumugam (2020). «Размышление о химии катода литий-ионного аккумулятора». Nature Communications . 11 (1): 1550. Bibcode : 2020NatCo..11.1550M. doi : 10.1038/s41467-020-15355-0 . PMC 7096394. PMID 32214093 .
^ US US6677082, Теккерей, М.; Амин, К. и Ким, Дж. С., «Литий-металлооксидные электроды для литиевых элементов и батарей»
^ US US6680143, Теккерей, М.; Амин, К. и Ким, Дж. С., «Литий-металлооксидные электроды для литиевых элементов и батарей»
^ US US6964828 B2, Лу, Чжунхуа, «Катодные составы для литий-ионных аккумуляторов»
^ Chung, SY; Bloking, JT; Chiang, YM (2002). «Электронно-проводящие фосфооливины как электроды для хранения лития». Nature Materials . 1 (2): 123–128. Bibcode :2002NatMa...1..123C. doi :10.1038/nmat732. PMID 12618828. S2CID 2741069.
^ ab "В поисках идеальной батареи" (PDF) . The Economist . 6 марта 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г. Получено 11 мая 2010 г.
^ Song, Y; Zavalij, PY; Whittingham, MS (2005). "ε-VOPO4: электрохимический синтез и улучшенное поведение катода". Журнал Электрохимического Общества . 152 (4): A721–A728. Bibcode : 2005JElS..152A.721S. doi : 10.1149/1.1862265.
^ [1]. BASF закладывает фундамент завода по производству литий-ионных аккумуляторов в Огайо, октябрь 2009 г.
^ Ежемесячная статистика продаж аккумуляторов Архивировано 2010-12-06 на Wayback Machine . Статистика по машинам опубликована Министерством экономики, торговли и промышленности, март 2011 г.
^ «Пионеры в области литий-ионных аккумуляторов получили премию Дрейпера — высшую награду в области инженерии». Архивировано 3 апреля 2015 г. в Wayback Machine , Техасский университет, 6 января 2014 г.
^ "Наконец-то новая технология литиевых аккумуляторов действительно появилась на рынке (и, возможно, уже в вашем смартфоне)". ExtremeTech . Получено 16 февраля 2014 г.
^ Qi, Zhaoxiang; Koenig, Gary M. (16 августа 2016 г.). «Высокопроизводительные субмикрометровые материалы LiCoO 2 , полученные с помощью масштабируемой обработки шаблонов микрочастиц». ChemistrySelect . 1 (13): 3992–3999. doi :10.1002/slct.201600872.
^ "Производитель литий-ионных аккумуляторов с нулевым содержанием кобальта SPARKZ объявляет о месте строительства гигафабрики W Va". Green Car Congress . Получено 2022-09-02 .
^ abc Ziegler, Micah S.; Trancik, Jessika E. (2021-04-21). «Пересмотр темпов совершенствования технологии литий-ионных аккумуляторов и снижения стоимости». Energy & Environmental Science . 14 (4): 1635–1651. arXiv : 2007.13920 . doi : 10.1039/D0EE02681F . ISSN 1754-5706. S2CID 220830992.
^ «Цена на батареи снизилась на 97% за последние три десятилетия». Our World in Data . Получено 2022-02-19 .
^ Фишер, Томас. «Удвоит ли Tesla в одиночку глобальный спрос на свои аккумуляторные элементы? (Страница 2)». Greencarreports.com. Архивировано из оригинала 18 октября 2017 г. Получено 16 февраля 2014 г.
^ «Снижение стоимости ячеек свидетельствует о наступлении эры ячеек большой емкости». EnergyTrend. 6 мая 2013 г. Получено 16 февраля 2014 г.
^ Циглер, Мика С.; Сонг, Джухён; Транчик, Джессика Э. (2021). «Факторы снижения стоимости технологии литий-ионных аккумуляторов». Энергетика и наука об окружающей среде . 14 (12): 6074–6098. doi : 10.1039/D1EE01313K . hdl : 1721.1/145588 . ISSN 1754-5692. S2CID 244514877.
^ Рэмси, Майк (22 июня 2015 г.). «24M Technologies запускает более дешевый в производстве литий-ионный элемент» . Получено 15 декабря 2015 г.
^ "Chevy Volt EV: LG готовится к массовому производству деталей для автомобиля в этом месяце". 8 августа 2016 г. Получено 2 августа 2017 г.
^ Лай, Чун Синг; Цзя, Ювэй; Лай, Лой Лей; Сюй, Чжао; Маккалок, Малкольм Д.; Вонг, Кит По (октябрь 2017 г.). «Комплексный обзор крупномасштабной фотоэлектрической системы с применением хранения электроэнергии». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 78 : 439–451. doi :10.1016/j.rser.2017.04.078.
^ ab Wentker, Marc; Greenwood, Matthew; Leker, Jens (5 февраля 2019 г.). «Подход «снизу вверх» к моделированию стоимости литий-ионных аккумуляторов с упором на активные материалы катода». Energies . 12 (3): 504. doi : 10.3390/en12030504 .
^ «Volkswagen, как сообщается, достигла большого рубежа в стоимости аккумуляторов, что обострит его конкуренцию с Tesla». Business Insider . 10 сентября 2019 г. . Получено 29 сентября 2019 г. .
^ Лай, Чун Синг; Локателли, Джорджио; Пимм, Эндрю; Тао, Иншань; Ли, Сюэцун; Лай, Лой Лэй (октябрь 2019 г.). «Финансовая модель для литий-ионного хранения в фотоэлектрической и биогазовой энергетической системе». Applied Energy . 251 : 113179. Bibcode :2019ApEn..25113179L. doi : 10.1016/j.apenergy.2019.04.175 .
^ Обзор механизмов деградации катодов NCM и соответствующих стратегий смягчения. 2023. J Energy Storage. 73/27. Л. Бритала, М. Маринаро, Г. Кучинскис. doi: 10.1016/j.est.2023.108875.
^ Deign, Jason (17 октября 2019 г.). «Как сектор аккумуляторов стремится улучшить литий-ионные аккумуляторы». www.greentechmedia.com . 811 быстро набирает обороты по сравнению с двумя другими вариантами с чуть меньшим содержанием кобальта, NMC 532 и 622
^ "Что мы знаем о катоде следующего поколения NMC 811?". Исследовательские интерфейсы . 27 февраля 2018 г. Промышленность совершенствует технологию NMC, постоянно увеличивая содержание никеля в каждом поколении катодов (например, NMC 433, NMC 532 или новейший NMC 622)
^ «Состояние заряда: электромобили, аккумуляторы и материалы аккумуляторов (бесплатный отчет от @AdamasIntel)». Adamas Intelligence . 20 сентября 2019 г. Архивировано из оригинала 20 октября 2019 г. Получено 30 октября 2021 г.
^ "Литий-ионные аккумуляторы для мобильных и стационарных систем хранения" (PDF) . Европейская комиссия . Архивировано (PDF) из оригинала 14 июля 2019 г. мировое производство литий-ионных аккумуляторов примерно от 20 ГВт·ч (~6,5 млрд евро) в 2010 г.
^ «Переход с литий-ионных аккумуляторов может оказаться сложнее, чем вы думаете». 19 октября 2017 г. Получено 20 октября 2017 г.
^ Национальный план по литиевым батареям (PDF) (Отчет). Министерство энергетики США. Октябрь 2020 г. стр. 12.
^ Кристофи, Хелен (21 марта 2017 г.). «Судья одобряет урегулирование ценового сговора на аккумуляторы». Служба новостей суда .
^ «Panasonic и ее дочерняя компания Sanyo согласились признать себя виновными в отдельных сговорах по ценовому сговору, связанных с автомобильными деталями и аккумуляторными батареями». www.justice.gov . 18 июля 2013 г.
^ «Антимонопольное законодательство о литий-ионных аккумуляторах — часто задаваемые вопросы». www.batteriesdirectpurchaserantitrustsettlement.com .
^ "Литий-ионные аккумуляторы Антимонопольное разбирательство" (PDF) . Литий-ионные аккумуляторы Антимонопольное разбирательство Класс прямого покупателя . 8 апреля 2014 г. Получено 2 сентября 2024 г.
