History of the lithium-ion battery
یہ لتیم آئن بیٹری کی تاریخ ہے۔ لتیم آئن سے پہلے: 1960-1975 1960 کی دہائی: زیادہ تر بنیادی تحقیق جو لتیم آئن بیٹریوں کا بنیادی حصہ بننے والے انٹرکلیشن مرکبات کی نشوونما کا باعث بنی، 1960 کی دہائی میں رابرٹ ہگنس اور کارل ویگنر نے کی تھی، جنہوں نے ٹھوس مادوں میں آئنوں کی حرکت کا مطالعہ کیا تھا۔ 1970 کی دہائی: لتیم آئنوں کا گریفائٹ میں انوڈس کے طور پر بدلنے والا تعامل اور لتیم آئنوں کا کیتھوڈک آکسائڈ میں کیتھوڈ کے طور پر تعامل TU میونخ میں جورجن اوٹو بیسن ہارڈ کے ذریعے 1974-76 کے دوران دریافت کیا گیا۔ بیسن ہارڈ نے لتیم خلیوں میں اس کے استعمال کی تجویز پیش کی۔ بیسن ہارڈ کی بیٹریوں میں جو چیز غائب تھی وہ ایک الیکٹرولائٹ ہے، جو سالوینٹ کو گریفائٹ میں مربوط ہونے، الیکٹرولائٹ کے سڑنے اور موجودہ جمع کرنے والوں کے کٹاؤ کو روکتا ہے۔ اس طرح، اس کی بیٹریوں کی سائیکل لائف بہت کم تھی۔ 1970 کی دہائی: پرتوں والے کیتھوڈ مواد میں لتیم آئنوں کا قابل واپسی تعامل۔ برطانوی کیمسٹ ایم اسٹینلے وائٹنگھم، جو اس وقت ایکسن موبل کے محقق تھے، نے سب سے پہلے 1970 کی دہائی میں لتیم میٹل بیٹری (جدید لتیم آئن بیٹریوں کا پیش خیمہ) کے ساتھ چارج ڈسچارج سائیکلنگ کی اطلاع دی۔ اسٹینفورڈ یونیورسٹی میں اپنے وقت کی پچھلی تحقیق پر روشنی ڈالتے ہوئے، انہوں نے ایک پرت دار ٹائٹینیم (IV) سلفایڈ کو کیتھوڈ اور انوڈ کے طور پر استعمال کیا۔ تاہم، یہ ترتیب ناقابل عمل ثابت ہوئی۔ ٹائٹینیم ڈائیسلفائیڈ مہنگا تھا (1970 کی دہائی میں 1,000 ڈالر فی کلوگرام) اور اس کے ساتھ کام کرنا مشکل تھا، کیونکہ اسے مکمل طور پر آکسیجن اور نمی سے پاک حالات میں ترکیب کرنا پڑتا ہے۔ ہوا کے سامنے آنے پر یہ رد عمل ظاہر کر کے ہائیڈروجن سلفایٔڈ مرکبات بناتا ہے، جن سے ناگوار بو آتی ہے اور یہ انسانوں اور زیادہ تر جانوروں کے لیے زہریلے ہوتے ہیں۔ اس اور دیگر وجوہات کی بنا پر ایکسن نے وائٹنگھم کی لیتھیم ٹائٹینیم ڈائیسلفائیڈ بیٹری کی ترقی بند کر دی۔ دھاتی لتیم الیکٹروڈ والی بیٹریوں نے حفاظتی مسائل پیش کیے، سب سے اہم بات لتیم ڈینڈرائٹس کی تشکیل، جو اندرونی طور پر بیٹری کو شارٹ سرکٹ کرتی ہے جس کے نتیجے میں دھماکے ہوتے ہیں۔ نیز، ڈینڈرائٹس اکثر موجودہ جمع کرنے والوں کے ساتھ الیکٹرانک رابطہ کھو دیتے ہیں جس کی وجہ سے سائیکل ایبل لی + چارج کا نقصان ہوتا ہے۔ نتیجتا، تحقیق بیٹریاں تیار کرنے کی طرف بڑھی جس میں دھاتی لیتھیم کے بجائے صرف لیتھیم مرکبات موجود ہوتے ہیں، جو لیتھیم آئنوں کو قبول کرنے اور جاری کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ 1973: ایڈم ہیلر نے لتیم تھیونیل کلورائڈ بیٹری کی تجویز پیش کی، جو اب بھی لگائے گئے طبی آلات اور دفاعی نظاموں میں استعمال ہوتی ہے جہاں 20 سال سے زیادہ شیلف لائف، اعلی توانائی کی کثافت، اور/یا انتہائی آپریٹنگ درجہ حرارت کے لیے رواداری کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، یہ بیٹری غیر محفوظ لتیم دھات کا استعمال کرتی ہے اور ریچارج ایبل نہیں تھی۔ قبل از تجارتی ترقی: 1976-1990 1976: ایکسن میں اسٹینلے وائٹنگھم اور ان کے ساتھیوں نے مظاہرہ کیا جسے پہلی ریچارج ایبل "لتیم آئن بیٹری" سمجھا جا سکتا ہے، حالانکہ اس ڈیزائن کا ایک بھی جزو بعد میں تجارتی لتیم آئن بیٹریوں میں استعمال نہیں ہوا۔ وائٹنگھم کے خلیے کو چارج شدہ حالت میں نیگوڈ کے طور پر لتیم ایلومینیم مرکب کا استعمال کرتے ہوئے، الیکٹرولائٹ کے طور پر ڈائی آکسولین میں LiBPH4 (لتیم ٹیٹرافینیل بورٹ) اور پوسوڈ کے طور پر TiS2 کا استعمال کرتے ہوئے جمع کیا گیا تھا۔ بیٹری مفید سائیکل کی زندگی 50 سائیکلوں سے زیادہ نہیں تھی۔ یہ ڈیزائن وٹیگھم کی سابقہ لی میٹل بیٹریوں پر مبنی تھا۔ 1977: سمر باسو اور دیگر۔ پنسلوانیا یونیورسٹی میں گریفائٹ میں لتیم کی ناقابل واپسی باہمی تعامل کا مظاہرہ کیا۔ اس کی وجہ سے 1984 میں بیل لیبز میں لیتھیم دھاتی الیکٹروڈ بیٹری کا متبادل فراہم کرنے کے لیے قابل عمل لیتھیم انٹرکالیٹڈ گریفائٹ الیکٹروڈ تیار ہوا۔ تاہم یہ لیتھیم آئن بیٹری کے بجائے صرف ایک پگھلی ہوئی سالٹ سیل بیٹری تھی۔ 1978: مشیل آرمنڈ نے راکنگ چیئر بیٹری کی اصطلاح اور ایک تصور متعارف کرایا، جہاں ایک ہی قسم کے آئن کو ڈس/چارج کے دوران مثبت اور منفی دونوں الیکٹروڈ میں ڈی/انٹرکیلیٹ کیا جاتا ہے۔ راکنگ کرسی ڈیزائن حل مرحلے میں انواع رد عمل سٹوچیومیٹری میں ظاہر نہیں ہوتی ہیں، جو بیٹری میں سالوینٹ کی مقدار کو کم کرنے کی اجازت دیتی ہے، بیٹری کے وزن اور لاگت کو کم کرتی ہے۔ 1979: الگ الگ گروپوں میں کام کرتے ہوئے، نیڈ اے گوڈشل اور دیگر، اور اس کے فورا بعد، جان بی گڈینف (آکسفورڈ یونیورسٹی) اور کوئیچی میزوشیما (ٹوکیو یونیورسٹی) نے مثبت الیکٹروڈ کے طور پر لیتھیم کوبالٹ ڈائی آکسائیڈ () اور منفی الیکٹروڈ کے طور پر لیتھیم دھات سے بنے 4 وی سیل کے محدود خارج ہونے والے چارج سائیکلنگ کا مظاہرہ کیا۔ اس اختراع نے مثبت الیکٹروڈ مواد فراہم کیا، جو بالآخر پہلی تجارتی ریچارج ایبل لتیم آئن بیٹری میں ایک جزو بن گیا۔ ایک مستحکم مثبت الیکٹروڈ مواد ہے جو لیتھیم آئنوں کے ڈونر کے طور پر کام کرتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ اسے لیتھیم دھات کے علاوہ منفی الیکٹروڈ مواد کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مستحکم اور آسانی سے ہینڈل کرنے والے منفی الیکٹروڈ مواد کے استعمال کو فعال کرکے، نئے ریچارج ایبل بیٹری سسٹم کو فعال کیا۔ Godshall et al. مزید ٹرنیری کمپاؤنڈ لتیم ٹرانزیشن میٹل آکسائڈز جیسے اسپنل LiMn2O4، Li2MnO3، LiMnO2، LiFeO2، LiFe5O8، اور LiFe5O4 (اور بعد میں لتیم-تانبے-آکسائڈ اور لتیم-نکل-آکسائڈ کیتھوڈ مواد 1985 میں) کی اسی طرح کی قدر کی نشاندہی کی۔ لتیم بیٹریوں میں کیتھوڈ کے طور پر لیکو او 2 کے استعمال کے لیے پیٹنٹ گوڈشیل کی اسٹینفورڈ یونیورسٹی پی ایچ ڈی پر مبنی تھا۔ مقالہ اور 1979 کی اشاعتیں۔ 1980: روم یونیورسٹی میں M.Lazzari اور برونو سکوساٹی نے انوڈ کے طور پر لیتھیم ٹونگسٹن ڈائی آکسائیڈ، کیتھوڈ کے طور پر ٹائٹینیم ڈائیسلفائیڈ اور الیکٹرولائٹ کے طور پر پروپیلین کاربونیٹ میں لیتھیم پرکلوریٹ کا استعمال کرتے ہوئے راکنگ چیئر بیٹری کے تصور کی توثیق کی۔ 1980 کی دہائی: منفی الیکٹروڈ کی ابتدا پی اے ایس (پولیسینک/پولی ایکٹیلین سیمی کنڈکٹو میٹریل) میں ہوئی ہے جسے ٹوکیو یامابی اور بعد میں شیزوکونی یاٹا نے 1980 کی دہائی کے اوائل میں دریافت کیا تھا۔ یہ ترقی پروفیسر ہیڈیکی شیراکاوا اور ان کے گروپ کی طرف سے کنڈکٹو پولیمر کی پہلے کی دریافت سے متاثر تھی، اور یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ یہ ایلن میکڈیرمڈ اور ایلن جے ہیگر اور دیگر کے ذریعہ تیار کردہ پولی ایکٹیلین لتیم آئن بیٹری سے شروع ہوا تھا۔ 1980: سمر باسو کی اعلی درجہ حرارت پر گریفائٹ میں لی + انٹرکلیشن کی رپورٹ کے بعد (اوپر 1977 دیکھیں)، راچد یزامی نے کمرے کے درجہ حرارت پر گریفائٹ میں لیتھیم کے ریورسیبل الیکٹرو کیمیکل انٹرکلیشن کا مظاہرہ کیا۔ نامیاتی بیٹری سالوینٹس، جو اس وقت معلوم تھے، گریفائٹ منفی الیکٹروڈ کے ساتھ چارج کرنے کے دوران سڑ جاتے ہیں۔ اس وجہ سے، یزامی نے یہ ظاہر کرنے کے لیے ایک ٹھوس الیکٹرولائٹ کا استعمال کیا کہ لتیم کو کمرے کے درجہ حرارت پر الیکٹرو کیمیکل میکانزم کے ذریعے گرافائٹ میں الٹا مربوط کیا جا سکتا ہے۔ 1983: مائیکل ایم ٹھاکرے، پیٹر بروس، ولیم ڈیوڈ، اور جان بی گڈینف نے لیتھیم آئن بیٹریوں کے لیے چارج شدہ کیتھوڈ مواد کے طور پر مینگنیز اسپنل، Mn2O4 تیار کیا۔ اس میں خارج ہونے والے لیتھیم کے ساتھ دو چپٹے سطح مرتفع ہیں جن میں سے ایک 4V پر، سٹوچیومیٹری LiMn2O4، اور ایک 3V پر حتمی سٹوچیومیٹری Li2Mn2O4 کے ساتھ ہے۔ 1985: اکیرا یوشینو نے کاربنسیئس مواد (ایسیٹیلین بلیک) کا استعمال کرتے ہوئے ایک ریچارج ایبل لی آئن بیٹری کا مظاہرہ کیا، جس میں لتیم آئنوں کو مثبت الیکٹروڈ (کیتھوڈ) کے طور پر منفی الیکٹروڈ (انوڈ) اور لتیم کوبالٹ آکسائڈ () کے طور پر داخل کیا جا سکتا ہے۔ اس سے ڈرامائی طور پر حفاظت میں بہتری آئی اور سونی کو 5 سال بعد ریچارج ایبل لتیم آئن بیٹری کے تجارتی لانچ کے لیے تیار کیا گیا۔ 1985 میں یوشینو کا ڈیزائن حتمی (1990) ڈیزائن سے مختلف تھا جس میں پروپیلین کاربونیٹ میں (ایتھلین یا لکیری کاربونیٹ کے بغیر جو فی الحال گریفائٹ نیگوڈ کو غیر فعال کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے) اور بائنڈر کے طور پر پولی وینائلڈین ڈفلوورائڈ کے بجائے پولی ایکریلونیٹریل کا استعمال کرتے ہوئے لی سی ایل او 4 (لی پی ایف 6 کے بجائے) کا 0.6 مول استعمال کیا گیا تھا۔ 1986: اکیرا یوشینو کے قریب، بیل لیبارٹری میں آبرن اور باربریو نے آزادانہ طور پر ایک اور حقیقی راکنگ کرسی بیٹری کا مظاہرہ کیا جو مکمل طور پر خارج شدہ حالت میں جمع ہوئی تھی۔ ان کی 1.8 وی لتیم آئن بیٹری پوسوڈ کے طور پر لیکو او 2، الیکٹرولائٹ کے طور پر پروپیلین کاربونیٹ میں 1 ایم لیپی ایف 6 اور نیگوڈ کے طور پر ایم او او 2 پر مشتمل تھی۔ 1986: اکیرا یوشینو کی قیادت میں آساہی محققین نے الیکٹرولائٹ کے طور پر پی سی، گاما-بیوٹرولیکٹون (γBL) اور ایتھلین کاربونیٹ (EC) کے مرکب میں تحلیل ہونے والی لیتھیم ٹیٹرافلوروبوریٹ (LiBF4) کے ساتھ ریچارج ایبل بیٹری کا مظاہرہ کیا۔ فلورینیٹڈ آئن آل کرنٹ کلیکٹر کو غیر فعال کرنے اور سالوینٹس کے ساتھ مطابقت رکھنے میں موثر ثابت ہوا، جبکہ ایتھلین کاربونیٹ (جو کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھوس ہوتا ہے اور مائع بنانے کے لیے دوسرے سالوینٹس کے ساتھ ملایا جاتا ہے) فراہم کردہ ضروری ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس انوڈ پر، اس طرح پہیلی کے آخری ٹکڑے کو عوامی طور پر ظاہر کرتا ہے جو جدید لتیم آئن بیٹری کی طرف جاتا ہے۔ یہ ڈیزائن عملی طور پر ایک جیسا تھا (سوائے اس کے کہ لی بی ایف 4 کو لی پی ایف 6 سے تبدیل کیا گیا ہے، جو آج تجارتی لتیم آئن بیٹریوں میں استعمال ہونے والے سالوینٹ کے ساتھ کم رد عمل ظاہر کرتا ہے)۔ 1987-1989: اروموگم منتھیرام اور جان بی گڈینف نے کیتھوڈز کی پولیانیون کلاس دریافت کی۔ انہوں نے دکھایا کہ پولیانیوں پر مشتمل مثبت الیکٹروڈ، مثال کے طور پر، پولیانیون کے انڈکٹو اثر کی وجہ سے آکسائڈ سے زیادہ وولٹیج پیدا کرتے ہیں۔ اس پولیانیون کلاس میں لیتھیم آئرن فاسفیٹ جیسے مواد ہوتے ہیں۔ 1989: لتیم دھات پر مشتمل مولی توانائی کے خلیوں کی واپسی نے بھاری لیکن محفوظ دوہری تعامل کے حق میں محققین کے تاثر کو اچانک تبدیل کر دیا۔ لیتھیم-آئن بجائے لیتھیم-دھاتی) بیٹریاں۔ 1989-10-11: جیف ڈہن اور مولی انرجی ان برنابی (کینیڈا) کے دو ساتھیوں نے ایک جریدے کا مضمون پیش کیا، جس میں ایتھلین کاربونیٹ سالوینٹ (50:50 میں پروپیلین کاربونیٹ کے ساتھ اور 1M LiASF6 نمک کے ساتھ مرکب) کی موجودگی میں لیتھیم آئنوں کے گریفائٹ میں بدلنے کے قابل تعامل کو ثابت کیا گیا، اور پہلے چارج پر ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹفیس کی تشکیل کا مظاہرہ کیا گیا، اس کے بعد ایک بدلنے والی بیٹری سائیکلنگ کی گئی۔ یہ بنیادی طور پر ساخت ہے، جو 1992 سے تجارتی لی آئن بیٹریوں میں استعمال ہوگی، سوائے لی اے ایس ایف 6 کے جسے لی پی ایف 6 سے تبدیل کیا گیا ہے۔ 1990: فرانس کے گرینوبل میں فرانسیسی نیشنل سینٹر فار سائنٹفک ریسرچ میں راچد یزامی نے لتیم آئن بیٹریوں کے لیے گریفائٹ انوڈ اور مائع الیکٹرولائٹ تیار کرنے کے لیے سونی کے ساتھ تعاون کرنا شروع کیا، بالآخر جادوئی ایتھلین کاربونیٹ سالوینٹ دریافت کیا، جس کے نتیجے میں نرم کاربن انوڈ والے خلیوں کی مخصوص توانائی تقریبا دگنی (155 ڈبلیو ایچ/کلوگرام) ہو گئی۔ 1990-12-10: جاپان کا سانیو الیکٹرک ایک پیٹنٹ کی درخواست دائر کرتا ہے، جس میں ریچارج ایبل (ca. 250 سائیکل) لتیم میٹل بیٹری مخلوط ایتھلین کاربونیٹ + ڈائیمیتھائل کاربونیٹ سالوینٹ کے ساتھ اور الیکٹرولائٹ کے طور پر ایل آئی پی ایف 6۔ 1990: انگریزی اصطلاح "لتیم آئن بیٹری"، جسے نئی ٹیکنالوجی کو بدقسمت لتیم دھاتی بیٹریوں سے ممتاز کرنے کے لیے مارکیٹنگ کے آلے کے طور پر ایجاد کیا گیا تھا، پہلی بار ایک اشاعت میں شائع ہوا۔ اسے سونی کے ملازمین استعمال کرتے تھے۔ 2017 میں (کیمسٹری میں 2019 کے نوبل انعام سے نوازا جانے سے 2 سال پہلے) جارج بلومگرن نے کچھ قیاس آرائیاں پیش کیں کہ اکیرا یوشینو کے گروپ نے جیف ڈہن کے گروپ سے پہلے تجارتی طور پر قابل عمل لتیم آئن بیٹری کیوں تیار کی: ڈہن گروپ نے دھاتی آکسائڈ کے بجائے لتیم کے خلاف کاربونیسیس مثبت الیکٹروڈ کا تجربہ کیا۔ لہذا، انہوں نے لی اے ایس ایف 6 الیکٹرولائٹ کے ساتھ ایلومینیم مثبت کرنٹ کلیکٹر کے شدید کٹاؤ کا مشاہدہ نہیں کیا، لیکن یوشینو اور دیگر۔ استعمال کیا گیا۔ ایل آئی پی ایف 6، جو عام طور پر جاپان میں بنیادی لتیم دھاتی بیٹریوں کے لیے استعمال ہوتا تھا۔ یوشینو اور دیگر۔ مختلف بائنڈرز کا بھی مطالعہ کیا جن میں حتمی فاتح-پولی وینائلڈین فلورائڈ شامل ہے، جبکہ ڈہن کے گروپ نے صرف ایتھلین پروپیلین ڈائن مونومر (ای پی ڈی ایم) کا استعمال کیا، جو تجارتی ایل آئی بی کے لیے کافی پائیدار نہیں نکلا۔ پورٹیبل ایپلی کیشنز میں تجارتی کاری: 1991-2007 ترقی کے ساتھ ساتھ لتیم آئن بیٹریوں کی کارکردگی اور صلاحیت میں اضافہ ہوا۔ 1991: سونی اور آساہی کاسی نے پہلی ریچارج ایبل لتیم آئن بیٹری کی تجارتی فروخت شروع کی۔ ٹیکنالوجی کو کامیابی سے تجارتی بنانے والی جاپانی ٹیم کی قیادت یوشیو نیشی نے کی۔ 1991 نے لتیم آئن بیٹریوں کی تاریخ میں دوسرے دور (تجارتی کاری) کا آغاز کیا، جو اس صفحہ پر دکھائے گئے پلاٹوں "سال بہ سال الیکٹرو کیمیکل پاور ریسورسز کے بارے میں اشاعتوں کی لاگ نمبر" اور "لتیم آئن بیٹریوں کے بارے میں غیر پیٹنٹ اشاعتوں کی تعداد" میں انفلیکشن پوائنٹس کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ بیٹری میں نرم کاربن (گریفائٹ کے بجائے) انوڈ اور لیکو او 2 کیتھوڈ کا استعمال کیا گیا۔ لتیم آئن بیٹری مینوفیکچرنگ کی ترقی کے ساتھ سونی کی کامیابی کو کمپنی کے مونوڈیسپرس (20 مائیکرو میٹر) میٹل آکسائڈ مائکرو پارٹیکلز کی تیاری اور مقناطیسی ٹیپ کے لیے کوٹنگ کے عمل کے ساتھ پہلے کے تجربے سے فائدہ ہوا۔ 1994: آئیکونکٹیو بیلکور کے ذریعہ لی پولیمر کی پہلی تجارتی کاری۔ 1994: پہلی آبی لی آئن "راکنگ کرسی" کیمسٹری کا مظاہرہ ڈہن اور دیگر نے کیا۔ اس میں 1 ایم ایم لی او ایچ کے ساتھ 5 ایم لی این او 3 الیکٹرولائٹ میں وی او 2 انوڈ اور لی ایم این 2 او 4 کیتھوڈ تھا۔ 1996: گڈینف، اکشے پادھی اور ساتھی کارکنوں نے مثبت الیکٹروڈ مواد کے طور پر لیتھیم آئرن فاسفیٹ اور دیگر فاسفو-اولیوائنز (معدنی اولیوائن کی طرح ساخت کے ساتھ لیتھیم دھاتی فاسفیٹ) کی تجویز پیش کی۔ 1996: سونی اور نسان نے 124 میل کی ڈرائیونگ رینج والی لتیم آئن بیٹری سے چلنے والی کار ایف ای وی II تیار کرنے کے لیے شراکت کا اعلان کیا۔ 1998: سی۔ ایس۔ جانسن، جے۔ ٹی۔ واگے، ایم۔ ایم۔ ٹھاکرے، ٹی۔ ای۔ بوفنگر، اور ایس۔ اے۔ ہیکنی نے اعلی صلاحیت والے ہائی وولٹیج لیتھیم سے بھرپور این۔ ایم۔ سی کیتھوڈ مواد کی دریافت کی اطلاع دی۔ 2001: اروموگم منتھیرام اور ساتھی کارکنوں نے دریافت کیا کہ پرتوں والے آکسائڈ کیتھوڈز کی صلاحیت کی حدود کیمیائی عدم استحکام کا نتیجہ ہیں جنہیں آکسیجن 2 پی بینڈ کے اوپری حصے سے متعلق دھاتی 3 ڈی بینڈ کی متعلقہ پوزیشنوں کی بنیاد پر سمجھا جا سکتا ہے۔ اس دریافت کے لتیم آئن بیٹری پرتوں والے آکسائڈ کیتھوڈز کی عملی طور پر قابل رسائی ساختیاتی جگہ کے ساتھ ساتھ حفاظتی نقطہ نظر سے ان کے استحکام کے لیے اہم مضمرات ہیں۔ 2001: کرسٹوفر جانسن، مائیکل ٹھاکرے، خلیل امین، اور جیکوک کم نے ڈومین ڈھانچے پر مبنی لیتھیم نکل مینگنیز کوبالٹ آکسائیڈ (این ایم سی) لیتھیم سے بھرپور کیتھوڈز کے لیے پیٹنٹ دائر کیا۔ 2001: ژونگہوا لو اور جیف ڈہن نے مثبت الیکٹروڈ مواد کی این ایم سی کلاس کے لیے پیٹنٹ فائل کیا، جو بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے لیتھیم کوبالٹ آکسائیڈ پر حفاظت اور توانائی کی کثافت میں بہتری پیش کرتا ہے۔ 2002: ایم آئی ٹی میں ایٹ-منگ چیانگ اور ان کے گروپ نے ایلومینیم، نیوبیئم اور زرکونیم کے ساتھ ڈوپ کرکے لیفیپو 4 مواد کی چالکتا کو بڑھا کر لتیم بیٹریوں کی کارکردگی میں خاطر خواہ بہتری دکھائی۔ اضافے کی وجہ بننے والا عین طریقہ کار وسیع بحث کا موضوع بن گیا۔ 2004: ابھی تک منگ چیانگ نے 100 نینو میٹر سے کم قطر کے لتیم آئرن فاسفیٹ ذرات کا استعمال کرکے ایک بار پھر کارکردگی میں اضافہ کیا۔ اس سے ذرہ کثافت میں تقریبا ایک سو گنا کمی واقع ہوئی، مثبت الیکٹروڈ کے سطح کے رقبے میں اضافہ ہوا اور صلاحیت اور کارکردگی میں بہتری آئی۔ تجارتی کاری کے نتیجے میں زیادہ صلاحیت والی لتیم آئن بیٹریوں کی مارکیٹ میں تیزی سے ترقی ہوئی، ساتھ ہی چیانگ اور جان گڈینف کے درمیان پیٹنٹ کی خلاف ورزی کی جنگ بھی ہوئی۔ 2004: پی آر چین سے لتیم آئن بیٹریوں کے بارے میں غیر پیٹنٹ اشاعتوں کی تعداد نے امریکہ کو پیچھے چھوڑ دیا۔ 2011 تک جاپان تیسرا سرکردہ ملک تھا، جب اسے جنوبی کوریا نے پیچھے چھوڑ دیا۔ 2005: وائی سونگ، پی وائی زاویلیج، اور ایم اسٹینلے وائٹنگھم نے آٹوموٹو ایپلی کیشنز میں اعلی توانائی کثافت تجارتی کاری کے ساتھ ایک نئے دو الیکٹران ونیڈیم فاسفیٹ کیتھوڈ مواد کی اطلاع دی: 2008-آج 2008: ٹیسلا روڈسٹر کا آغاز-پہلی ہائی وے قانونی، سیریل پروڈکشن، لتیم آئن بیٹری سیل استعمال کرنے والی آل الیکٹرک کار، اور 244 میل (393 کلومیٹر) فی چارج سے زیادہ سفر کرنے والی پہلی پروڈکشن آل الیکٹرک کار-نے لی آئن بیٹریوں کی تاریخ میں ایک نئے دور کا آغاز کیا، جس کی نشاندہی پلاٹوں میں انفلیکشن پوائنٹس کے طور پر کی گئی ہے "سال بہ سال الیکٹرو کیمیکل پاور ریسورسز کے بارے میں اشاعتوں کی لاگ نمبر" اور "لتیم آئن بیٹریوں کے بارے میں غیر پیٹنٹ اشاعتوں کی تعداد" 2011: ارگون نیشنل لیبارٹری میں تیار کردہ لتیم نکل مینگنیز کوبالٹ آکسائڈ (این ایم سی) کیتھوڈز، اوہائیو میں بی اے ایس ایف کے ذریعہ تجارتی طور پر تیار کیے جاتے ہیں۔ 2011: لتیم آئن بیٹریاں جاپان میں تمام پورٹیبل سیکنڈری (یعنی ریچارج ایبل) بیٹری کی فروخت کا 66 فیصد تھیں۔ 2012: جان گڈینف، راچد یزامی اور اکیرا یوشینو نے لتیم آئن بیٹری تیار کرنے کے لیے ماحولیاتی اور حفاظتی ٹیکنالوجیز کے لیے 2012 کا آئی ای ای ای میڈل حاصل کیا۔ 2014: جان گڈینف، یوشیو نیشی، راچد یزامی اور اکیرا یوشینو کو میدان میں ان کی اولین کوششوں کے لیے نیشنل اکیڈمی آف انجینئرنگ کے چارلس اسٹارک ڈریپر انعام سے نوازا گیا۔ 2014: ایمپریس کارپوریشن کی تجارتی بیٹریاں سلکان انوڈ کا استعمال کرتے ہوئے 650 ڈبلیو ایچ/ایل (20 فیصد اضافہ) تک پہنچ گئیں اور صارفین کو پہنچائی گئیں۔ 2016: کوئچی میزوشیما اور اکیرا یوشینو کو نیشنل انسٹی ٹیوٹ فار میٹریل سائنس کی طرف سے میزوشیما کی لتیم آئن بیٹری کے لیے لیکو او 2 کیتھوڈ مواد کی دریافت اور یوشینو کی لتیم آئن بیٹری کی ترقی کے لیے این آئی ایم ایس ایوارڈ ملا۔ 2016: زیڈ کیو، اور گیری کوینگ نے ٹیمپلیٹ پر مبنی نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہوئے ذیلی مائکرو میٹر سائز تیار کرنے کے لیے ایک توسیع پذیر طریقہ بتایا۔ 2019: کیمسٹری کا نوبل انعام جان گڈینف، اسٹینلے وائٹنگھم اور اکیرا یوشینو کو "لیتھیم آئن بیٹریوں کی ترقی" کے لیے دیا گیا۔ 2022: بیٹری اسٹارٹ اپ SPARKZ نے برج پورٹ، WV میں ایک گلاس پلانٹ کو صفر کوبالٹ لتیم بیٹریاں تیار کرنے کے لیے تبدیل کرنے کے منصوبوں کا اعلان کیا۔ مارکیٹ انڈسٹری نے 2012 میں تقریبا 660 ملین سلنڈریکل لتیم آئن سیل تیار کیے۔ 18650 سائز سلنڈریکل خلیوں کے لیے اب تک سب سے زیادہ مقبول ہے۔ اگر ٹیسلا نے 2014 میں 40,000 ماڈل ایس الیکٹرک کاروں کو بھیجنے کے اپنے ہدف کو پورا کیا ہوتا اور اگر 85-کے ڈبلیو ایچ بیٹری، جو ان میں سے 7,104 خلیوں کا استعمال کرتی ہے، بیرون ملک اتنی ہی مقبول ثابت ہوئی جتنی کہ امریکہ میں تھی، تو 2014 کے ایک مطالعے میں پیش گوئی کی گئی تھی کہ صرف ماڈل ایس 2014 کے دوران تخمینہ شدہ عالمی سلنڈریکل بیٹری کی پیداوار کا تقریبا 40 فیصد استعمال کرے گا۔، پیداوار بتدریج اعلی صلاحیت والے 3,000 + ایم اے ایچ خلیوں کی طرف منتقل ہو رہی تھی۔ 2013 میں سالانہ فلیٹ پولیمر سیل کی مانگ 700 ملین سے تجاوز کرنے کی توقع تھی۔ لتیم آئن بیٹریوں کی قیمتیں وقت کے ساتھ گر گئی ہیں۔ مجموعی طور پر، 1991 اور 2018 کے درمیان، ہر قسم کے لتیم آئن خلیوں کی قیمتیں (ڈالر فی کلو واٹ گھنٹہ میں) تقریبا 97 فیصد گر گئیں۔ اسی مدت کے دوران، توانائی کی کثافت تین گنا سے زیادہ ہو گئی۔ توانائی کی کثافت کو بڑھانے کی کوششوں نے لاگت میں کمی میں نمایاں کردار ادا کیا۔ 2015 میں، لاگت کے تخمینے $300-500 kWh تک تھے۔ 2016 میں جی ایم نے انکشاف کیا کہ وہ چیوی بولٹ ای وی میں بیٹریوں کے لیے ادائیگی کریں گے۔ 2017 میں، رہائشی توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی اوسط لاگت 2015 میں 1600 ڈالر فی کلو واٹ سے کم ہو کر 2040 تک 250 ڈالر فی کلو واٹ ہو جائے گی اور 2030 تک قیمت میں 70 فیصد کمی دیکھنے کو ملے گی۔ 2019 میں، کچھ برقی گاڑی کی بیٹری پیک کی لاگت کا تخمینہ $150-200 لگایا گیا تھا، اور وی ڈبلیو نے نوٹ کیا کہ وہ اپنی اگلی نسل کی برقی گاڑیوں کے لیے ادائیگی کر رہا ہے۔ بیٹریاں گرڈ انرجی اسٹوریج اور ذیلی خدمات کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ فوٹو وولٹک اور اینیروبک ڈائجشن بائیو گیس پاور پلانٹ کے ساتھ مل کر لی-آئن اسٹوریج کے لیے، لی-آئن زیادہ منافع پیدا کرے گا اگر اسے زیادہ کثرت سے سائیکل کیا جائے (اس لیے زندگی بھر کی زیادہ بجلی کی پیداوار) حالانکہ انحطاط کی وجہ سے زندگی کم ہو جاتی ہے۔ کئی قسم کے لتیم نکل کوبالٹ مینگنیز آکسائیڈ (این سی ایم) اور لتیم نکل کوبالٹ ایلومینیم آکسائیڈ (این سی اے) کیتھوڈ پاؤڈر پرتوں والی ساخت کے ساتھ تجارتی طور پر دستیاب ہیں۔ ان کی کیمیائی ترکیبیں جزو دھاتوں کے مولر تناسب سے متعین کی جاتی ہیں۔ این سی ایم 111 (یا این سی ایم 333) میں نکل، کوبالٹ اور مینگنیج کے مساوی قطبی حصے ہوتے ہیں۔ خاص طور پر، این سی ایم کیتھوڈز میں، مینگنیز برقی طور پر فعال نہیں ہوتا ہے اور بیٹری کے چارج خارج ہونے والے سائیکلنگ کے دوران آکسیکرن کی حالت + 4 میں رہتا ہے۔ کوبالٹ آکسیکرن ریاستوں + 3 اور + 4، اور نکل-+ 2 اور + 4 کے درمیان سائیکل کیا جاتا ہے۔ کوبالٹ کی زیادہ قیمت کی وجہ سے اور فی نکل ایٹم سائیکل ایبل الیکٹرانوں کی زیادہ تعداد کی وجہ سے، اعلی نکل (جسے "نکل سے بھرپور" بھی کہا جاتا ہے) مواد (Ni جوہری فیصد> 50 ٪ کے ساتھ) بیٹری کے محققین اور بیٹری بنانے والے دونوں کی طرف سے کافی توجہ حاصل کرتا ہے۔ تاہم، ہائی-نی کیتھوڈ زیادہ چارج ہونے پر O2 ارتقاء اور Li +/Ni4 + کیشن اختلاط کا شکار ہوتے ہیں۔ ، این ایم سی 532 اور این ایم سی 622 برقی گاڑیوں کے لیے ترجیحی کم کوبالٹ اقسام تھیں، جن میں این ایم سی 811 اور اس سے بھی کم کوبالٹ کے تناسب میں استعمال میں اضافہ دیکھا گیا، جس سے کوبالٹ پر انحصار کم ہوا۔ تاہم، برقی گاڑیوں کے لیے کوبالٹ 2018 کی پہلی ششماہی سے 81 فیصد بڑھ کر 2019 کی پہلی ششماہی میں 7,200 ٹن ہو گیا، 46.3 جی ڈبلیو ایچ کی بیٹری کی گنجائش کے لیے۔ 2010 میں، عالمی لتیم آئن بیٹری کی پیداواری صلاحیت 20 گیگا واٹ گھنٹے تھی۔ 2016 تک یہ چین میں 16.4 جی ڈبلیو ایچ کے ساتھ 28 جی ڈبلیو ایچ تھا۔ 2021 میں پیداوار کا تخمینہ مختلف ذرائع کے ذریعہ 200 اور 600 جی ڈبلیو ایچ کے درمیان ہے، اور 2023 کی پیش گوئیاں 400 سے 1,100 جی ڈبلیو ایچ تک ہیں۔ ایل جی کیم، جی ایس یواسا، ہٹاچی میکسل، این ای سی، پیناسونک/سانیو، سیمسنگ، سونی، اور توشیبا سمیت نو کارپوریٹ خاندانوں کے درمیان ایک عدم اعتماد پر مبنی قیمت طے کرنے والا کارٹیل 2000 اور 2011 کے درمیان بیٹری کی قیمتوں میں دھاندلی اور پیداوار کو محدود کرتا ہوا پایا گیا۔ حوالہ جات لتیم آئن بیٹری لتیم آئن بیٹری