Experimente
1749 verwendete Benjamin Franklin, der US-amerikanische Universalgelehrte und Gründervater, erstmals den Begriff „Batterie“, um einen Satz verbundener Kondensatoren zu beschreiben, die er für seine Experimente mit Elektrizität verwendete. Diese Kondensatoren waren Glasscheiben, die auf jeder Oberfläche mit Metall beschichtet waren. Diese Kondensatoren wurden mit einem statischen Generator geladen und durch Berühren von Metall mit ihrer Elektrode entladen. Die Verknüpfung in einer „Batterie“ führte zu einer stärkeren Entladung. Ursprünglich mit der generischen Bedeutung von „einer Gruppe von zwei oder mehr ähnlichen Objekten, die zusammen funktionieren“, wie in einer Artilleriebatterie, wurde der Begriff für voltaische Pfähle und ähnliche Vorrichtungen verwendet, in denen viele elektrochemische Zellen in der Art von Franklins Kondensatoren miteinander verbunden waren. Heute wird sogar eine einzelne elektrochemische Zelle, auch bekannt als Trockenzelle, allgemein als Batterie bezeichnet.
Erfindung
Luigi Galvani war ein italienischer Arzt, Physiker, Biologe und Philosoph, der die tierische Elektrizität entdeckte. 1780 entdeckten er und seine Frau Lucia, dass die Muskeln toter Froschschenkel zuckten, wenn sie von einem elektrischen Funken getroffen wurden. Galvani glaubte, dass die Energie, die diese Kontraktion antrieb, vom Bein selbst kam. Er nannte „tierische Elektrizität“, wenn zwei verschiedene Metalle in Reihe mit einem Froschbein und miteinander verbunden waren.
Alessandro Volta – der italienische Physiker und Chemiker – ein Freund und Wissenschaftler von Luigi Galvani, widersprach jedoch und glaubte, dass dieses Phänomen durch zwei verschiedene Metalle verursacht wurde, die durch einen feuchten Vermittler miteinander verbunden waren. Er verifizierte diese Hypothese durch Experimente und veröffentlichte die Ergebnisse 1791. Im Jahr 1800 erfand Volta die erste echte Batterie, die als Voltaic Pile bekannt wurde. Der voltaische Stapel bestand aus Paaren von Kupfer- und Zinkscheiben, die übereinander gestapelt waren und durch eine in Salzlake (d. H. Den Elektrolyten) getränkte Schicht aus Stoff oder Pappe getrennt waren. Im Gegensatz zum Leyden Jar erzeugte der Voltaic Pile einen kontinuierlichen Strom und einen stabilen Strom und verlor im Laufe der Zeit wenig Ladung, wenn er nicht verwendet wurde, obwohl seine frühen Modelle keine Spannung erzeugen konnten, die stark genug war, um Funken zu erzeugen. Er experimentierte mit verschiedenen Metallen und stellte fest, dass Zink und Silber die besten Ergebnisse erzielten.
Volta glaubte, dass der Strom das Ergebnis von zwei verschiedenen Materialien war, die sich einfach berührten — eine veraltete wissenschaftliche Theorie, die als Kontaktspannung bekannt ist – und nicht das Ergebnis chemischer Reaktionen. Infolgedessen betrachtete er die Korrosion der Zinkplatten als einen unzusammenhängenden Fehler, der vielleicht durch einen Materialwechsel irgendwie behoben werden konnte. Es ist jedoch keinem Wissenschaftler gelungen, diese Korrosion zu verhindern. Tatsächlich wurde beobachtet, dass die Korrosion schneller war, wenn ein höherer Strom gezogen wurde. Dies deutete darauf hin, dass die Korrosion tatsächlich ein wesentlicher Bestandteil der Fähigkeit der Batterie war, einen Strom zu erzeugen. Dies führte teilweise zur Ablehnung von Voltas Kontaktspannungstheorie zugunsten der elektrochemischen Theorie.
Voltas ursprüngliche Pile-Modelle wiesen einige technische Mängel auf, von denen einer darin bestand, dass Elektrolyt auslief und Kurzschlüsse verursachte, da das Gewicht der Scheiben das mit Salzlösung getränkte Tuch komprimierte. William Cruickshank, ein schottischer Militärchirurg und Chemiker, löste dieses Problem, indem er die Elemente in eine Schachtel legte, anstatt sie in einem Stapel zu stapeln. Dies war als Trogbatterie bekannt. Volta selbst erfand eine Variante, die aus einer Kette von Bechern bestand, die mit einer Salzlösung gefüllt waren und durch in die Flüssigkeit getauchte Metallbögen miteinander verbunden waren. Dies war bekannt als die Krone der Tassen. Diese Lichtbögen wurden aus zwei verschiedenen Metallen (z. B. Zink und Kupfer) zusammengelötet. Dieses Modell erwies sich auch als effizienter als seine ursprünglichen Pfähle, obwohl es sich nicht als so beliebt erwies.
Ein weiteres Problem mit Voltas Batterien war die kurze Akkulaufzeit (bestenfalls eine Stunde), die durch zwei Phänomene verursacht wurde. Die erste bestand darin, dass der erzeugte Strom die Elektrolytlösung elektrolysierte, wodurch sich auf dem Kupfer ein Film aus Wasserstoffblasen bildete, der den Innenwiderstand der Batterie stetig erhöhte (diesem Effekt, der als Polarisation bezeichnet wird, wird in modernen Zellen durch zusätzliche Maßnahmen entgegengewirkt). Das andere war ein Phänomen namens lokale Aktion, bei dem sich winzige Kurzschlüsse um Verunreinigungen im Zink bilden würden, wodurch das Zink abgebaut würde. Das letztere Problem wurde 1835 vom englischen Erfinder William Sturgeon gelöst, der feststellte, dass amalgamiertes Zink, dessen Oberfläche mit etwas Quecksilber behandelt worden war, nicht unter lokaler Wirkung litt.
Trotz ihrer Mängel liefern Voltas Batterien einen gleichmäßigeren Strom als Leyden-Gläser und ermöglichten viele neue Experimente und Entdeckungen, wie die erste Elektrolyse von Wasser durch den englischen Chirurgen Anthony Carlisle und den englischen Chemiker William Nicholson.
Erste praktische Batterien
Daniell-Zelle
Ein englischer Chemieprofessor namens John Frederic Daniell fand einen Weg, das Wasserstoffblasenproblem im voltaischen Stapel zu lösen, indem er einen zweiten Elektrolyten verwendete, um den vom ersten erzeugten Wasserstoff zu verbrauchen. 1836 erfand er die Daniell-Zelle, die aus einem mit einer Kupfersulfatlösung gefüllten Kupfertopf besteht, in den ein mit Schwefelsäure gefüllter unglasierter Steingutbehälter und eine Zinkelektrode eingetaucht sind. Die Steingutbarriere ist porös, wodurch Ionen hindurchtreten können, die Lösungen jedoch nicht vermischt werden.
Die Daniell-Zelle war eine große Verbesserung gegenüber der bestehenden Technologie, die in den frühen Tagen der Batterieentwicklung verwendet wurde, und war die erste praktische Stromquelle. Es liefert einen längeren und zuverlässigeren Strom als die voltaische Zelle. Es ist auch sicherer und weniger korrosiv. Es hat eine Betriebsspannung von etwa 1,1 Volt. Es wurde bald zum Industriestandard für den Einsatz, insbesondere mit den neuen Telegraphennetzen.
Die Daniell-Zelle wurde auch als erster Arbeitsstandard zur Definition des Volt verwendet, der Einheit der elektromotorischen Kraft.
Vogelzelle
Eine Version der Daniell-Zelle wurde 1837 vom Krankenhausarzt Golding Bird erfunden, der ein Pflaster der Barriere verwendete, um die Lösungen getrennt zu halten. Birds Experimente mit dieser Zelle waren von einiger Bedeutung für die neue Disziplin der Elektrometallurgie.
Poröse Topfzelle
Die poröse Topfversion der Daniell-Zelle wurde 1838 von John Dancer, einem Liverpooler Instrumentenbauer, erfunden. Es besteht aus einer zentralen Zinkanode, die in einen porösen Steinguttopf getaucht ist, der eine Zinksulfatlösung enthält. Der poröse Topf wird wiederum in eine Kupfersulfatlösung eingetaucht, die in einer Kupferdose enthalten ist und als Kathode der Zelle dient. Die Verwendung einer porösen Barriere lässt Ionen durch, verhindert jedoch, dass sich die Lösungen vermischen.
Schwerkraftzelle
In den 1860er Jahren erfand ein Franzose namens Callaud eine Variante der Daniell-Zelle namens Schwerkraftzelle. Diese einfachere Version verzichtet auf die poröse Barriere. Dies reduziert den Innenwiderstand des Systems und somit liefert die Batterie einen stärkeren Strom. Es wurde schnell die Batterie der Wahl für die amerikanischen und britischen Telegraphennetze und war bis in die 1950er Jahre weit verbreitet.
Die Schwerkraftzelle besteht aus einem Glasgefäß, in dem eine Kupferkathode auf dem Boden sitzt und eine Zinkanode unter dem Rand aufgehängt ist. Kupfersulfatkristalle werden um die Kathode verstreut und dann wird das Glas mit destilliertem Wasser gefüllt. Wenn der Strom gezogen wird, bildet sich oben um die Anode herum eine Schicht Zinksulfatlösung. Diese obere Schicht wird durch ihre geringere Dichte und durch die Polarität der Zelle von der unteren Kupfersulfatschicht getrennt gehalten.
Die Zinksulfatschicht ist im Gegensatz zur tiefblauen Kupfersulfatschicht klar, sodass ein Techniker die Batterielebensdauer mit einem Blick messen kann. Auf der anderen Seite bedeutet dieses Setup, dass die Batterie nur in einem stationären Gerät verwendet werden kann, da sich sonst die Lösungen vermischen oder verschütten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ständig ein Strom gezogen werden muss, um eine Vermischung der beiden Lösungen durch Diffusion zu verhindern, so dass es für den intermittierenden Einsatz ungeeignet ist.
Poggendorff-Zelle
Der deutsche Wissenschaftler Johann Christian Poggendorff überwand 1842 die Probleme bei der Trennung von Elektrolyt und Depolarisator mit einem porösen Steinguttopf. In der Poggendorff-Zelle, die aufgrund der Arbeiten von Eugene Grenet um 1859 manchmal als Grenet-Zelle bezeichnet wird, ist der Elektrolyt verdünnte Schwefelsäure und der Depolarisator Chromsäure. Die beiden Säuren werden physikalisch miteinander vermischt, wodurch der poröse Topf beseitigt wird. Die positive Elektrode (Kathode) besteht aus zwei Kohlenstoffplatten, zwischen denen sich eine Zinkplatte (negativ oder Anode) befindet. Wegen der Neigung des Säuregemisches, mit dem Zink zu reagieren, ist ein Mechanismus vorgesehen, um die Zinkelektrode von den Säuren freizuhalten.
Die Zelle liefert 1,9 Volt. Es erwies sich als beliebt bei Experimentatoren seit vielen Jahren aufgrund seiner relativ hohen Spannung; größere Fähigkeit, einen gleichmäßigen Strom und das Fehlen von Dämpfen zu erzeugen, aber die relative Zerbrechlichkeit seiner dünnen Glasgehäuse und die Notwendigkeit, die Zinkplatte zu erhöhen, wenn die Zelle nicht in Gebrauch ist schließlich sah es in Ungnade fallen. Die Zelle war auch als ‚Chromsäurezelle‘ bekannt, aber hauptsächlich als ‚Bichromatzelle‘. Dieser letztere Name kam von der Praxis der Herstellung der Chromsäure durch Zugabe von Schwefelsäure zu Kaliumdichromat, obwohl die Zelle selbst kein Dichromat enthält.
Die Fuller-Zelle wurde aus der Poggendorff-Zelle entwickelt. Obwohl die Chemie im Prinzip die gleiche ist, werden die beiden Säuren wieder durch einen porösen Behälter getrennt und das Zink wird mit Quecksilber behandelt, um ein Amalgam zu bilden.
Grove cell
Die Grove Cell wurde 1839 vom Waliser William Robert Grove erfunden. Es besteht aus einer in Schwefelsäure getauchten Zinkanode und einer in Salpetersäure getauchten Platinkathode, die durch poröses Steingut getrennt sind. Die Grove-Zelle liefert einen hohen Strom und fast die doppelte Spannung der Daniell-Zelle, was sie für eine Zeit lang zur bevorzugten Zelle der amerikanischen Telegraphennetze machte. Es gibt jedoch giftige Stickoxiddämpfe ab, wenn es betrieben wird. Die Spannung fällt auch stark ab, wenn die Ladung abnimmt, was mit zunehmender Komplexität der Telegraphennetze zu einer Belastung wurde. Platin war und ist sehr teuer.
Wiederaufladbare Batterien und Trockenzellen
Blei-Säure
Bis zu diesem Zeitpunkt würden alle vorhandenen Batterien dauerhaft entladen, wenn alle ihre chemischen Reaktionen aufgebraucht wären. 1859 erfand Gaston Planté die Blei-Säure-Batterie, die erste Batterie, die durch Durchleiten eines Rückstroms aufgeladen werden konnte. Eine Blei-Säure-Zelle besteht aus einer Bleianode und einer in Schwefelsäure eingetauchten Bleidioxidkathode. Beide Elektroden reagieren mit der Säure, um Bleisulfat zu erzeugen, aber die Reaktion an der Bleianode setzt Elektronen frei, während die Reaktion am Bleidioxid sie verbraucht, wodurch ein Strom erzeugt wird. Diese chemischen Reaktionen können umgekehrt werden, indem ein Rückstrom durch die Batterie geleitet wird, wodurch sie aufgeladen wird.
Plantés erstes Modell bestand aus zwei Bleiblechen, die durch Gummistreifen getrennt und zu einer Spirale gerollt wurden. Seine Batterien wurden zuerst verwendet, um die Lichter in Eisenbahnwaggons anzutreiben, während sie an einem Bahnhof angehalten wurden. Im Jahr 1881 erfand Camille Alphonse Faure eine verbesserte Version, die aus einem Bleigittergitter besteht, in das eine Bleioxidpaste gepresst wird, die eine Platte bildet. Mehrere Platten können für mehr Leistung gestapelt werden. Dieses Design ist einfacher in Serie zu produzieren.
Im Vergleich zu anderen Batterien ist Planté’s ziemlich schwer und sperrig für die Menge an Energie, die es aufnehmen kann. Es kann jedoch bemerkenswert große Ströme in Überspannungen erzeugen. Es hat auch einen sehr niedrigen Innenwiderstand, was bedeutet, dass eine einzelne Batterie zur Stromversorgung mehrerer Stromkreise verwendet werden kann.
Die Blei-Säure-Batterie wird noch heute in Automobilen und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Gewicht keine große Rolle spielt. Das Grundprinzip hat sich seit 1859 nicht geändert. In den frühen 1930er Jahren wurde in der LT-Batterie tragbarer Vakuumröhrenradios ein Gelelektrolyt (anstelle einer Flüssigkeit) verwendet, der durch Zugabe von Kieselsäure zu einer geladenen Zelle hergestellt wurde. In den 1970er Jahren wurden „versiegelte“ Versionen üblich (allgemein bekannt als „Gelzelle“ oder „SLA“), so dass die Batterie in verschiedenen Positionen ohne Ausfall oder Leckage verwendet werden konnte.
Zellen werden heute als „primär“ eingestuft, wenn sie nur so lange Strom erzeugen, bis ihre chemischen Reaktanten erschöpft sind, und als „sekundär“, wenn die chemischen Reaktionen durch Wiederaufladen der Zelle rückgängig gemacht werden können. Die Blei-Säure-Zelle war die erste „sekundäre“ Zelle.
Leclanché-Zelle
1866 erfand Georges Leclanché eine Batterie, die aus einer Zinkanode und einer Mangandioxidkathode besteht, die in ein poröses Material eingewickelt und in ein Gefäß mit Ammoniumchloridlösung getaucht ist. In die Mangandioxidkathode ist ebenfalls etwas Kohlenstoff eingemischt, was die Leitfähigkeit und Absorption verbessert. Es lieferte eine Spannung von 1,4 Volt. Diese Zelle erzielte sehr schnelle Erfolge in der Telegraphie, Signalisierung und elektrische Glocke Arbeit.
Die Trockenzellenform wurde verwendet, um frühe Telefone mit Strom zu versorgen — normalerweise aus einer angrenzenden Holzkiste, die an Batterien befestigt war, bevor Telefone Strom aus der Telefonleitung selbst beziehen konnten. Die Leclanché-Zelle kann nicht sehr lange einen anhaltenden Strom liefern. In langen Gesprächen würde die Batterie leer sein und das Gespräch unhörbar machen. Dies liegt daran, dass bestimmte chemische Reaktionen in der Zelle den Innenwiderstand erhöhen und somit die Spannung senken. Diese Reaktionen kehren sich um, wenn die Batterie im Leerlauf gelassen wird, so dass sie nur für den intermittierenden Gebrauch geeignet ist.
Zink-Kohlenstoff-Zelle, die erste Trockenzelle
Viele Experimentatoren versuchten, den Elektrolyten einer elektrochemischen Zelle zu immobilisieren, um die Verwendung zu vereinfachen. Der Zamboni Pile von 1812 ist eine Hochspannungs-Trockenbatterie, die jedoch nur winzige Ströme liefern kann. Es wurden verschiedene Versuche mit Zellulose, Sägemehl, Spinnglas, Asbestfasern und Gelatine durchgeführt.
1886 erhielt Carl Gassner ein deutsches Patent auf eine Variante der Leclanché-Zelle, die als Trockenzelle bekannt wurde, weil sie keinen freien flüssigen Elektrolyten hat. Stattdessen wird das Ammoniumchlorid mit Gips von Paris gemischt, um eine Paste zu erzeugen, wobei eine kleine Menge Zinkchlorid zugegeben wird, um die Haltbarkeit zu verlängern. Die Mangandioxidkathode wird in diese Paste getaucht, und beide sind in einer Zinkhülle versiegelt, die auch als Anode dient. Im November 1887 erhielt er das US-Patent 373.064 für das gleiche Gerät.
Im Gegensatz zu früheren Nasszellen ist die Trockenzelle von Gassner fester, wartungsfrei, verschüttet nicht und kann in jeder Ausrichtung verwendet werden. Es bietet ein Potential von 1,5 Volt. Das erste in Serie produzierte Modell war die Columbia Dry Cell, die erstmals 1896 von der National Carbon Company vermarktet wurde. Das NCC verbesserte Gassners Modell, indem es den Gips von Paris durch gewickelten Karton ersetzte, eine Innovation, die mehr Platz für die Kathode ließ und die Montage der Batterie erleichterte. Es war die erste bequeme Batterie für die Massen und machte tragbare elektrische Geräte praktisch und führte direkt zur Erfindung der Taschenlampe.
Parallel dazu entwickelte Wilhelm Hellesen 1887 sein eigenes Trockenzellendesign. Es wurde behauptet, dass Hellesens Entwurf dem von Gassner vorausging.
1887 wurde eine Trockenbatterie von Yai Sakizō aus Japan entwickelt und 1892 patentiert. 1893 wurde Yai Sakizōs Trockenbatterie in der kolumbianischen Weltausstellung ausgestellt und erregte große internationale Aufmerksamkeit.
NiCd, die erste Alkalibatterie
1899 erfand ein schwedischer Wissenschaftler namens Waldemar Jungner die Nickel–Cadmium-Batterie, eine wiederaufladbare Batterie mit Nickel- und Cadmiumelektroden in Kalilauge. die erste Batterie, die einen alkalischen Elektrolyten verwendet. Es wurde 1910 in Schweden kommerzialisiert und erreichte 1946 die Vereinigten Staaten. Die ersten Modelle waren robust und hatten eine deutlich bessere Energiedichte als Bleibatterien, waren aber deutlich teurer.
20.Jahrhundert: neue Technologien und Allgegenwart
Nickel-Eisen
Nickel-Eisen-Batterien hergestellt zwischen 1972 und 1975 unter der Marke „Exide“, ursprünglich 1901 von Thomas Edison entwickelt.
Waldemar Jungner patentierte 1899, im selben Jahr wie sein Ni–Cad-Batteriepatent, eine Nickel-Eisen-Batterie, stellte jedoch fest, dass sie ihrem Cadmium-Gegenstück unterlegen war, und machte sich daher nie die Mühe, sie zu entwickeln. Es produzierte beim Laden viel mehr Wasserstoffgas, was bedeutete, dass es nicht versiegelt werden konnte, und der Ladevorgang war weniger effizient (es war jedoch billiger).
Thomas Edison sah einen Weg, auf dem bereits umkämpften Bleibatteriemarkt Gewinne zu erzielen, und arbeitete in den 1890er Jahren an der Entwicklung einer Alkalibatterie, für die er ein Patent erhalten konnte. Edison dachte, wenn er leichte und langlebige Batterie-Elektroautos produzierte, würde dies zum Standard werden, mit seiner Firma als Hauptlieferant von Batterien. Nach vielen Experimenten und wahrscheinlich in Anlehnung an Jungners Entwurf patentierte er 1901 eine Nickel–Eisen-Batterie auf Alkalibasis. Die Kunden stellten jedoch fest, dass sein erstes Modell der alkalischen Nickel–Eisen-Batterie anfällig für Leckagen war, was zu einer kurzen Batterielebensdauer führte, und die Blei-Säure-Zelle auch nicht wesentlich übertraf. Obwohl Edison sieben Jahre später ein zuverlässigeres und leistungsfähigeres Modell produzieren konnte, hatte das preiswerte und zuverlässige Modell T Ford zu diesem Zeitpunkt Benzinmotoren zum Standard gemacht. Nichtsdestotrotz erzielte Edisons Batterie große Erfolge in anderen Anwendungen wie elektrischen und dieselelektrischen Schienenfahrzeugen, die Notstrom für Bahnübergangssignale oder zur Stromversorgung der in Minen verwendeten Lampen lieferten.
Gewöhnliche Alkalibatterien
Bis in die späten 1950er Jahre war die Zink–Kohlenstoff-Batterie weiterhin eine beliebte Primärzellenbatterie, aber ihre relativ geringe Batterielebensdauer behinderte den Verkauf. Im Jahr 1955 wurde ein Ingenieur namens Lewis Urry, der für Union Carbide im National Carbon Company Parma Research Laboratory arbeitete, beauftragt, einen Weg zu finden, die Lebensdauer von Zink-Kohlenstoff-Batterien zu verlängern, aber Urry entschied stattdessen, dass Alkalibatterien vielversprechend waren. Bis dahin waren langlebigere Alkalibatterien nicht durchführbar teuer. Urrys Batterie besteht aus einer Mangandioxidkathode und einer pulverförmigen Zinkanode mit einem alkalischen Elektrolyten. Die Verwendung von Zinkpulver verleiht der Anode eine größere Oberfläche. Diese Batterien wurden 1959 auf den Markt gebracht.
Nickel-Wasserstoff und Nickel-Metallhydrid
Die Nickel–Wasserstoff-Batterie kam als Energiespeicher-Subsystem für kommerzielle Kommunikationssatelliten auf den Markt.
Die ersten Consumer-Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) für kleinere Anwendungen kamen 1989 als Variation der Nickel–Wasserstoff-Batterie der 1970er Jahre auf den Markt. NiMH-Batterien haben tendenziell eine längere Lebensdauer als NiCd-Batterien (und ihre Lebensdauer nimmt weiter zu, wenn Hersteller mit neuen Legierungen experimentieren) und da Cadmium giftig ist, sind NiMH-Batterien weniger umweltschädlich.
Lithium- und Lithium-Ionen-Batterien
Lithium ist das Metall mit der geringsten Dichte und dem größten elektrochemischen Potenzial und Energie-Gewichts-Verhältnis. Das niedrige Atomgewicht und die geringe Größe seiner Ionen beschleunigen auch seine Diffusion, was darauf hindeutet, dass es ein ideales Material für Batterien wäre.Das Experimentieren mit Lithiumbatterien begann 1912 unter G.N. Lewis, aber kommerzielle Lithiumbatterien kamen erst in den 1970er Jahren auf den Markt. Drei-Volt-Lithium-Primärzellen wie der CR123A-Typ und Drei-Volt-Knopfzellen sind immer noch weit verbreitet, insbesondere in Kameras und sehr kleinen Geräten.
Drei wichtige Entwicklungen in Bezug auf Lithiumbatterien ereigneten sich in den 1980er Jahren. 1980 wurde ein amerikanischer Chemiker, John B. Goodenough entdeckte die LiCoO2-Kathode (positive Leitung) und ein marokkanischer Wissenschaftler, Rachid Yazami, entdeckte die Graphitanode (negative Leitung) mit dem Festelektrolyten. Im Jahr 1981 entdeckten die japanischen Chemiker Tokio Yamabe und Shizukuni Yata ein neuartiges Nanokarbonat-PAS (Polyacen) und stellten fest, dass es für die Anode im herkömmlichen flüssigen Elektrolyten sehr effektiv war. Dies führte dazu, dass ein Forschungsteam unter der Leitung von Akira Yoshino von Asahi Chemical, Japan, 1985 den ersten Prototyp einer Lithium-Ionen-Batterie baute, eine wiederaufladbare und stabilere Version der Lithium-Batterie; Sony hat den Lithium-Ionen-Akku 1991 auf den Markt gebracht.
1997 wurde der Lithium-Polymer-Akku von Sony und Asahi Kasei auf den Markt gebracht. Diese Batterien halten ihren Elektrolyten in einem festen Polymerverbundstoff anstelle eines flüssigen Lösungsmittels, und die Elektroden und Separatoren sind miteinander laminiert. Der letztgenannte Unterschied ermöglicht es, die Batterie in einer flexiblen Umhüllung anstelle eines starren Metallgehäuses zu ummanteln, was bedeutet, dass solche Batterien speziell für ein bestimmtes Gerät geformt werden können. Dieser Vorteil hat Lithium-Polymer-Batterien beim Design tragbarer elektronischer Geräte wie Mobiltelefone und persönlicher digitaler Assistenten sowie von ferngesteuerten Flugzeugen begünstigt, da solche Batterien ein flexibleres und kompakteres Design ermöglichen. Sie haben im Allgemeinen eine geringere Energiedichte als normale Lithium-Ionen-Batterien.
Im Jahr 2019 wurden John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino für ihre Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien mit dem Nobelpreis für Chemie 2019 ausgezeichnet.