Разработка li-ion аккумулятора, воспоминания Akira Yoshino

Изучая историю создания li-ion аккумуляторов, мне встретилась удивительная фигура в лице их изобретателя Akira Yoshino. Японский учёный, который сделал невероятный прорыв в электронике, получил нобелевскую премию, сам написал небольшую статью о проделанной работе в 2021 году в журнале Nature Energy, в которой он описывает путь создания аккумулятора. Мне кажется, что это важная история, которая показывает какой огромный путь должна проделать научная группа для реализации своего проекта. Текст был максимально сокращён, что бы сберечь ваше время.
В 1981 году, когда я искал новый объект исследования, я посетил свою альма-матер, Киотский университет, где мне показали образец нового материала под названием полиацетилен.... Полиацетилен — это полимер с серебристым блеском, как у металла, и, что удивительно, он также обладает электропроводящими свойствами. Я почувствовал, что это интересный материал, и решил сделать образцы в собственной лаборатории.
Мои исследования были совершенно не связаны с аккумуляторами, но вскоре я понял, что данный материал не только проводит электричество, но и обладает отличными электрохимическими свойствами. Это означало, что он имеет потенциал в качестве материала для аккумуляторов.... Несмотря на многочисленные исследования, перезаряжаемые батареи, в то время, было трудно коммерциализировать, так как анод содержал опасный металлический литий, что приводило к быстрому снижению емкости и проблемам с пожаропасностью. Я оценил характеристики полиацетилена как анодного материала и обнаружил, что при оптимизации электролита он будет иметь высокую емкость, и лишь немного изменяться после многократной зарядки и разрядки.
Найти материал для катода было также не просто, многие применяемые вещества, такие как TiS2, были непригодны, поскольку не содержали ионов лития. Но затем я наткнулся на статью Goodenough, в которой рассказывалось о создании LiCoO2. Я синтезировал его и использовал в качестве катодного материала в паре с моим полиацетиленовым анодом, создав новую аккумуляторную систему в 1983 году. ...
Полученный аккумулятор был лёгким, но крайне объёмным. На грани отказа я узнал о исследованиях углеродного волокна, выращенного в паровой фазе, в лаборатории Asahi Kasei. Я оценил образец и обнаружил, что он показывает отличные характеристики в качестве материала анода в моей аккумуляторной системе. Это было в 1985 году, когда я завершил базовую конструкцию нынешней литий-ионной батареи.
Но для коммерциализации всё ещё требовалисть конструктивные доработки, которые заняли следующие года. Наконец, в 1991 году батарея была коммерциализирована Sony, а в 1992 году - A&T Battery Corp., совместным предприятием Asahi Kasei и Toshiba. Коммерциализация литий-ионной батареи углерода-LiCoO2 внесла большой вклад в создание современного общества мобильной связи. В связи с быстрым ростом электротранспорта и сетевых накопителей в последние десятилетия материалы для аккумуляторов постепенно отходят от первых изобретений. Тем не менее, фундаментальная концепция конструкции, продемонстрированная в первом прототипе литий-ионной батареи, продолжает играть важную роль в разработке этих аккумуляторов.