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介紹二次鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:3030次  |  2020年12月07日  

介紹了二次鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題


鋰離子電池具有工作電壓高、比能高、工作溫度范圍寬、放電穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)50年代末,其發(fā)展經(jīng)歷了鋰一次電池、金屬鋰二次電池、鋰離子二次電池三個(gè)階段。


鋰一次電池通常直接采用金屬鋰作為負(fù)極。根據(jù)電解液的類型和所用的陰極材料,可分為可溶性陰極電池(如Li/SO2、Li/SCC12和Li/S02C12)和固體陰極電池(如Li/Mn02、Li/(CF))。LifCuO、固體電解質(zhì)電池(如Li/LiI/I2(P2VP))、熔鹽電解質(zhì)電池(LiA1/lic1-kc1/FeS2)。


自20世紀(jì)初以來,便攜式電子設(shè)備被設(shè)計(jì)得越來越小,對(duì)更輕、更小、更耐用的可充電電池的需求也越來越大。雖然錫鎳電池已經(jīng)做了大量工作來滿足這一要求,但它們的能源性能已經(jīng)達(dá)到極限,對(duì)環(huán)境的影響是顯著的。因此,有必要開發(fā)一種新型的電化學(xué)電池。自20世紀(jì)80年代以來,以金屬鋰為正極,無水解溶液的原電池已成功進(jìn)入市場(chǎng)。與普通干式電解液電池相比,具有以下顯著特點(diǎn):1)電壓高;2)高比能(包括體積比能和重量比能);3)自放電率低;4)反應(yīng)溫度范圍寬。因此,作為高比能電池的候選,鋰離子電池受到了越來越多的關(guān)注。


以Li/Mn02為代表的各類鋰一次電池已經(jīng)廣泛進(jìn)入市場(chǎng),說明鋰一次電池是一種含鋰鹽的有機(jī)溶劑。20世紀(jì)80年代中期,該系統(tǒng)迅速發(fā)展,變得多樣化,以Li/MoS2、Li/Mn和LiV205為重要系統(tǒng)。然而,金屬鋰與電解液在充放電過程中的化學(xué)反應(yīng),使金屬鋰的利用率大大降低到25%。


為了開發(fā)二次鋰離子電池,人們做了大量的工作。然而,二次鋰離子電池在發(fā)展過程中存在許多實(shí)際問題,包括:1)循環(huán)性能差;2)充電時(shí)間長(zhǎng);3)安全性能低。幾乎所有這些問題都是由充電過程中形成的鋰枝晶引起的。為了解決鋰金屬陽極的缺點(diǎn),人們開發(fā)了許多能夠儲(chǔ)存鋰的材料作為陽極材料,包括鋁、木材合金和石墨


離子二次電池是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型電池。1985年,索尼公司開始研制以金屬鋰為陽極、以碳為陽極的鋰離子電池。研制成功了以碳為陽極的新型二次電池,并于1990年首次推向市場(chǎng)。


有關(guān)離子二次電池原料、特性、工藝技術(shù)及電池性能的研究,請(qǐng)注意后面文章。


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