Кто же на самом деле изобрёл литий-ионный аккумулятор?

Гуденаф? Уиттингем? Ёсино? Они же все получили Нобелевскую премию за создание Li-ion? Кто создал литий-ионный аккумулятор, если не они?

Узнайте, кто из них был первым, причём тут Sony Handycam и почему учёный Ёсио Ниси на всех обиделся.

👇 Прольём свет истины.

Литий-ионный аккумулятор собирает в себе разные технологии

Литий-ионная аккумуляторная батарея заполонила планету. У неё есть разные воплощения. И они немного отличаются между собой, хотя принципы работы и технология общие.

• В ноутбуках и телефонах чаще всего кобальтовая основа катода в элементах;
• у электроинструментов на базе никеля;
• в автомобилях сейчас всё чаще применяют железо-фосфатную основу;
• на особом положении литий-титанатный анод — крайне живучий и особенно хорош в морозы.

Создатель литий-ионной технологии не один

Многие считают, что создателем литий-ионной технологии был Джон Гуденаф (John Goodenough). Он покинул наш мир в возрасте 100 лет в июне 2023-го. И отдавая ему почести, журналисты приписывали авторство одному человеку.

Пусть Гуденаф учёный и лауреат Нобелевской премии по Химии, замечательный человек, который с лёгкой руки делился наградами и заслугами с другими, но он был не единственным разработчиком.

Да, он создал прототип кобальтовых элементов, которые сегодня применяются наиболее широко в мире из-за распространённости в смартфонах и гаджетах. Но были и другие учёные, разработчики, без которых мы продолжали бы пользоваться несовершенными свинцово-кислотными и никелевыми ячейками.

В августовском журнале IEEE Spectrum '08/2023 инженер и писатель в жанре научпоп Чарьз Дж. Мюррей (Charles J. Murray) собрал все эти сведения о «Долгой и извилистой дороге литий-ионной батареи» [интернет-версия статьи].

👇 Выделили самое главное для вас.

Выделили ключевые события в истории создания Li-ion-аккумуляторов в виде таблицы.

Создатели и история создания литий-ионной аккумуляторной батареи

• 1972 год, Стэнли Уиттингем, компания Exxon — автор первой версии Li-ion-ячейки 2,4В.
• 1972-1977 — производство в небольших объёмах Exxon батарей в форме «таблетки».
• 1976, Оксфордский университет — технологией интересуется учёный Джон Б. Гуденаф и использует статьи Уиттингема о химии интеркаляционных соединений, продвигая свою идею, что передовым направлением является именно литий.
• 1977, Exxon — компания Exxon представила свои разработки на выставке электромобилей в Чикаго, но не смогла заинтересовать публику и инвесторов из-за низкой безопасности прототипов, которые могли взрываться или загораться при перегреве или повреждении.
• 1977, Уиттингем, Exxon — отказ руководства компании Exxon поддерживать технологию, Уиттингем признал, что его изобретение было «слишком ранним», проект заброшен.
• 1980, Гуденаф и научный сотрудник Коичи Мидзусима — получена Li-ion-ячейка 4В, усовершенствовав конструкцию Уиттингема оксидом лития-кобальта.
• 1980-1981 — отказ Оксфорда оплачивать патент, в США и Европе никто не соглашался инвестировать в разработки Гуденафа.
• 1981, Исследовательский институт атомной энергии (AERE) — оплачивает патент Гуденафа взамен на отказ учёного от своих финансовых прав.
• 1981-1982 — AERE считает разработку бесперспективной и убирает в дальний ящик.
• 1982, Акира Ёсино — автор пластикового анода отчаянно искал катод, чтобы протестировать своё изобретение и случайно нашёл работы Гуденафа по кобальтовому катоду.
• 1983-1986, Акира Ёсино и Исао Курибаяши с командой учёных Asahi Chemical — исследования и разработки.
• 1985, Акира Ёсино — автор нового анода из углерода (безопасен, не летучий, как анод из металлического лития у Гуденафа и Уиттингема)
• 1986, Исао Курибаяши и Никола Маринчич — руководитель японской группы учёных узнал об энтузиастах, которые ведут эксперименты по производству аккумуляторов в США в Бостоне и лично прилетел, чтобы заказать у Николы Маринчич изготовление 200 опытных ячеек.
• 1986-1987 — менеджмент Asahi Chemical оказался не готов финансировать неизвестный бизнес.
• 1987, Sony — руководители японской компании стремились к собственной литий-ионной перезаряжаемой батарее для новой камеры Handycam и с воодушевлением встретили разработки соотечественников, поскольку хорошо представляли экономику автономного питания бытовой электроники, являясь её производителем и поставщиком.
• 1987 — Sony предложила партнёрство Asahi Chemical, но согласия не достигли, лаборатория отказалась сотрудничать.
• 1987-1989 — Sony ищет способ создать собственный прототип под руководством инженера Ёсио Ниси.
• 1989 — Sony лицензирует старый патент Гуденафа, вызывая недоумение учёных AERE, которые не верили в этот проект: «Некоторые ученые старшего возраста даже вслух задавались вопросом, уместно ли атомной лаборатории в Англии делиться секретами с компанией из Японии, бывшего противника Второй мировой войны. Однако в конце концов сделка была заключена», — говорится в статье.
• 1991, Sony — представлен первый в мире коммерческий аккумулятор под названием «литий-ионный».
• 2019, Нобелевская премия — мировое сообщество признало заслуги Уиттингема, Гуденафа и Ёсино в создании литий-ионной батареи; однако «Ёсио Ниси из Sony, к тому времени вышедший на пенсию, не был включен в Нобелевскую премию, и это решение он раскритиковал на пресс-конференции», — сообщает газета Mainichi Shimbun [источник].

Так кто создатель литий-ионных аккумуляторов?

Вот все лица, без которых технология бы не дошла до наших дней:

• Стэнли Уиттингем (Michael Stanley Whittingham);
• Джон Гуденаф (John Goodenough);
• Акиро Ёсино (Akira Yoshino);
• Ёсио Ниси (Yoshio Nishi);
• Коичи Мидзусима (Koichi Mizushima);
• Исао Курибаяши (Isao Kuribayashi);
• Никола Маринчич (Nikola Marincic);
• огромное количество учёных в процессе работ, исследований и усовершентсвований.

Всё не так просто в этой истории, как вы могли заметить.

1. Без стремления Sony с лабораторией Ёсио Ниси найти компактные аккумуляторы для камеры Handycam разработки Акира Ёсино никогда бы не обрели коммерческую форму и потерялись в истории;
2. без команды энтузиастов с Николой Маринчич во главе, которые производили для военных элементы питания в Бостоне, не получились бы рабочие образцы прототипа современной литий-ионной батареи;
3. Никола Маринчич не смог бы изготовить рабочий прототип, если бы Ёсино не привёз кобальтовый катод, разработанный Джоном Гуденафом;
4. У Гуденафа не возникла бы идея исследовать и продвигать литиевые системы в научных кулуарах Оксфордского университета, если бы он не прочитал работы Стэнли Уиттингема по химии интеркаляционных соединений.

Справедливо было бы считать, что создатель Уиттингем? Но если бы не Гуденаф, Ёсино и Sony, то это до сих пор были бы литиевые батарейки в форме «таблетки».

🔻 Узнайте, что дальше будет с литий-ионной технологией?