电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。
1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔试验室试制成功。
1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分析温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够戒备了燃烧、爆炸的危险。
1989年,A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将出现更高的电压。
1992年索尼公司公布首个商用锂电池。随后,锂电池革新了消费电子产品的面貌。此类以钴酸锂作为正极材料的电池,至今仍是便携电子器件的紧要电源。
1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸铁锂(LiFePO4),比传统的正极材料更具安全性,尤其耐高温,耐过充电性能远超过传统锂电池材料。因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料。
综观电池发展的历史,可以看出当前世界电池工业发展的三个特点,一是绿色环保电池迅猛发展,包括锂离子蓄电池、氢镍电池等;二是一次电池向蓄电池转化,这符合可继续发展战略;三是电池进一步向小、轻、薄方向发展。在商品化的可充电池中,锂电池的比能量最高,特别是聚合物锂电池,可以实现可充电池的薄形化。正因为锂电池的体积比能量和质量比能量高,可充且无污染,具备当前电池工业发展的三大特点,因此在发达国家中有较快的上升。电信、信息市场的发展,特别是移动电话和笔记本电脑的大量使用,给锂电池带来了市场机遇。而聚合物锂电池以其在出产性能、质量、材料价格等方面的神奇优点,将逐步取代液体电解质锂电池,而成为锂电池的主流。聚合物锂电池被誉为21世纪的电池,将开辟蓄电池的新时代,发展前景十分乐观。
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