Krótka historia baterii litowo-jonowych

Są dziś wykorzystywane niemal wszędzie wokół nas: w telefonach, komputerach, wózkach widłowych i samochodach elektrycznych. Jak to wszystko się zaczęło? Jak przebiegała historia baterii Li-Ion i jak trafiły one do intralogistyki?

 

 

Jak stwierdził kilka lat temu we „Frankfurter Allgemeine Zeitung” Martin Winter, ekspert firmy Münster Electrochemical Energy Technology, jest to - i będzie w najbliższej przyszłości - najlepszy spośród dostępnych systemów zasilania. – Zanim powstanie nowa technologia z porównywalnym potencjałem, minie wiele lat. W tym czasie układy litowo-jonowe będą stale ewoluować – prognozuje. Jego słowa się sprawdziły. Wyposażone w nie pojazdy nie tylko są bardziej dostępne niż jeszcze kilka lat temu, ale i coraz chętniej kupowane. Nic jednak dziwnego – wymierne korzyści z ich zastosowania już dziś są ogromne.

 

Podczas ładowania baterie Li-Ion zużywają nawet 30% mniej energii niż akumulatory kwasowo-ołowiowe. Ich okres żywotności jest przy tym co najmniej dwa razy dłuższy i sięga 4 tysięcy pełnych cykli ładowania. Co więcej, używane prawidłowo baterie Li-Ion nie są źródłem żadnych szkodliwych substancji. Nie trzeba wyodrębniać więc osobnej akumulatorowni, co w porównaniu z kwasowo-ołowiowymi odpowiednikami znacznie ułatwia proces ładowania i pozwala oszczędzać przestrzeń magazynową. Skąd jednak wzięły się baterie litowo-jonowe? Kto i kiedy je wynalazł i jak trafiły na rynek masowy?

 

XIX/XX-wieczny początek

Lit jest lekkim metalem odkrytym w 1817 roku przez szwedzkiego chemika Johana Augusta Arfwedsona. Przez dwa ostatnie wieki używano go między innymi w terapii zaburzeń psychicznych. Największy potencjał ukazał jednak dotychczas jako surowiec wykorzystywany w produkcji akumulatorów. Gdy wraz z miniaturyzacją rozmaitych urządzeń powstała potrzeba stworzenia przenośnych baterii, najlżejszy z metali był jednym z najoczywistszych wyborów. Długo potrwało jednak, nim wynaleziono technologię, dzięki której wykorzystujące go akumulatory byłyby stabilne i bezpieczne, a koszty produkcji pozwalały wykorzystanie na masową skalę.

Pierwszy okres błędów i wypaczeń

Po raz pierwszy propozycja stworzenia baterii litowo-jonowych padła w latach 70. XX wieku.Pracujący wówczas w firmie Exxon M. Stanley Wittingham użył w swoim projekcie jako elektrod siarczku tytanu oraz litu. Akumulatory tego rodzaju nie trafiły nigdy do masowej produkcji. Dwusiarczek tytanu kosztował wówczas około 1 000 dolarów za kilogram, a w dodatku po wpływem powietrza emitował toksyczne związki siarkowodoru.

Ślepa uliczka metalicznego litu

W 1953 roku grupa przedsiębiorców stworzyła instytucję mającą na celu promocję produktów wyróżniających się na tle konkurencji pod względem estetyki i użyteczności. Wręczana przez nią od tego czasu nagroda IF (niem. Industrie Forum – Forum Przemysłu) jest dziś najstarszym i jednym z najbardziej poważanych w świecie trofeów z dziedziny designu. Każdego roku do rywalizacji o tytuł świadczący o doskonałości formy oraz ergonomii i wydajności staje ponad 5 tys. produktów z około 70 krajów. W 2007 roku triumfował RX 20 – w uznaniu jego przewag jury konkursu przyznało swoje wyróżnienie właśnie wózkowi STILL. W uzasadnieniu werdyktu zwrócono uwagę na: innowacyjność bocznej wymiany baterii, przestronność i amortyzację kabiny, doskonałą widoczność na wszystkie strony, bezobsługowy silnik oraz niskie koszty utrzymania przez cały okres eksploatacji. Zachęciło to tylko inżynierów STILL do dalszego udoskonalania swojego dzieła.

Przełom lat 80.

Gdy w związku z rozwojem technologicznym jeszcze bardziej zwiększyła się presja rynku na stworzenie wydajnych baterii wielokrotnego ładowania, przyspieszyły prace na całym świecie. Naukowcy w Stanach Zjednoczonych i Japonii dokonywali kolejnych odkryć, dzięki którym rosła pojemność, moc i efektywność akumulatorów. Do najważniejszych wynalazców rozwijających tę technologię należeli John Goodenough, Rachid Yazami oraz Akira Yoshino.

Pierwsze komercyjne użycie

Pierwsze komercyjne użycie

Na przełomie lat 70. i 80. i w pierwszej połowie przedostatniej dekady minionego wieku kilka niezależnych od siebie grup badaczy pracowało nad użyciem w baterii dwutlenku litowo-kobaltowego. Dopracowana, już dość bezpieczna i stabilna technologia na przełomie lat 80. i 90. była gotowa, by trafić do masowej produkcji. Pierwszym zasilonym z jej użyciem urządzeniem był Camcorder firmy Sony z 1991 roku.

Rozwój na miarę XXI wieku

XXI

W 2007 roku na rynek wszedł iPhone i na zawsze odmienił oblicze elektroniki. Smartfonowa rewolucja zwiększyła powszechność zastosowania baterii litowo-jonowych. Zwiększone możliwości obliczeniowe urządzeń przenośnych wymagały coraz lepszych akumulatorów. Producenci nieustannie dążyli więc do ich miniaturyzacji, zwiększania gęstości energii i poprawy wydajności. Szacuje się, że na świecie jest obecnie 2,5 mld smartfonów – każdy z baterią w technologii Li-Ion.

Rewolucyjna obietnica z 2016 roku

Rozwój możliwości akumulatorów litowo-jonowych sprawił, że mogły zacząć być używane jako baterie trakcyjne o niespotykanej dotąd wydajności. Firma STILL dostrzegła innowacyjny i ekologiczny potencjał tego rozwiązania i podczas targów CeMAT w 2016 roku zadeklarowała, że 90 proc. jej wózków widłowych będzie dostępna w technologii Li-Ion. I rzeczywiście - w 3 lata później można wyposażyć w nią wózki wszystkich oferowanych przez STILL rodzajów. Od elektrycznych wózków paletowych, przez urządzenia do kompletacji po wózki czołowe o dużym udźwigu.

Forma grzecznościowa*
Zgoda*
Newsletter

Polecane artykuły

Czy warto dopłacić do baterii Li-Ion?

Za opłacalnością inwestycji w akumulatory Li-Ion przemawia wiele argumentów. Podczas ładowania zużywają do 30-40% mniej prądu.

John B. Goodenough

Jego odkrycia napędzały elektroniczną rewolucję i być może wyeliminują napędy spalinowe.