鋰電池的發(fā)展過程是怎樣的？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-31 14:24
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鋰電池發(fā)展史
鋰原電池
美國航空航天航空局(NASA)及世界上其它一些研究機構(gòu)是最早從事鋰原電池研究的，他們努力的結(jié)果使鋰原電池在1970年初實現(xiàn)了商品化。這種鋰原電池采用金屬鋰，正極活性物質(zhì)采用二氧化錳和氟化炭等材料。與傳統(tǒng)的原電池相比，這種鋰離子電池的放電容量高數(shù)倍，而且其電動勢在3V以上，可用作特殊需求的長壽命電池或高電壓電池。
上述使用金屬鋰作活性負極物質(zhì)的一次鋰電池已順利實現(xiàn)了商品化，但鋰離子蓄電池的開發(fā)且遇到了非常大的困難，最大的困難是金屬鋰負極存在很大的問題。這是由于在充電反應中過程中會產(chǎn)生枝晶鋰（纖維狀結(jié)晶），這種現(xiàn)象會導致蓄電池產(chǎn)生兩個致命的缺陷，第一個缺陷是對電池特性的影響，那就是以纖維狀沉積的金屬鋰會以100%的效率放電，由此導致電池充放電循環(huán)困難，并引起電池的循環(huán)壽命和貯存等性能的下降，第二個缺陷就是枝晶通過充放電的循環(huán)反復形成，枝晶鋰可能穿透隔膜，造成電池內(nèi)部短路，從而發(fā)生爆炸。為了解決這些問題，雖然采用了鋰合金來替代金屬鋰，并改進了電解質(zhì)，但這些努力的結(jié)果仍無法使鋰蓄電池實現(xiàn)商品化生產(chǎn)。
液體鋰離子電池
為了克服鋰原電池的以上的不足，提高電池的安全可靠性，1980年，Armand率先提出了RCB概念，鋰蓄電池負極不再采用金屬鋰，而是正負極均采用能讓鋰離子自由脫嵌的活性物質(zhì)。從此以后，鋰電池得到了迅猛的發(fā)展。1990年日本的索尼(Sony)公司率先研制成功鋰離子電池，它是把鋰離子嵌入碳中形成負極，取代傳統(tǒng)鋰原電池的金屬鋰或鋰合金作負極。1992年，鋰離子蓄電池實現(xiàn)商品化，1999年，聚合物鋰離子電池實現(xiàn)商品化。
聚合物鋰離子電池?
聚合物鋰離子電池是一種全新結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。聚合物鋰離子電池的出現(xiàn)是鋰離子電池發(fā)展歷史上的一個重大突破。聚合物鋰離子電池在電池結(jié)構(gòu)和電池制造工藝上都與液態(tài)鋰離子電池有著根本的區(qū)別：首先，這種電池的電解質(zhì)是以固態(tài)或膠體的形式存在的，沒有自由液體，因而加工性和可靠性大大提高，不需要金屬外殼，可以制成全塑包裝，減輕重量。其次，電解質(zhì)可以同塑料電極疊合，使高能量與長壽命結(jié)合起來，并且形狀和大小可調(diào)，使用范圍和銷路將大大拓寬，適用的范圍大大增加。再者，由于電解液被聚合物中的網(wǎng)絡所捕捉，均勻地分散在分子結(jié)構(gòu)中，因而電池的安全性也大大地提高。
鋰原電池
美國航空航天航空局(NASA)及世界上其它一些研究機構(gòu)是最早從事鋰原電池研究的，他們努力的結(jié)果使鋰原電池在1970年初實現(xiàn)了商品化。這種鋰原電池采用金屬鋰，正極活性物質(zhì)采用二氧化錳和氟化炭等材料。與傳統(tǒng)的原電池相比，這種鋰離子電池的放電容量高數(shù)倍，而且其電動勢在3V以上，可用作特殊需求的長壽命電池或高電壓電池。
上述使用金屬鋰作活性負極物質(zhì)的一次鋰電池已順利實現(xiàn)了商品化，但鋰離子蓄電池的開發(fā)且遇到了非常大的困難，最大的困難是金屬鋰負極存在很大的問題。這是由于在充電反應中過程中會產(chǎn)生枝晶鋰（纖維狀結(jié)晶），這種現(xiàn)象會導致蓄電池產(chǎn)生兩個致命的缺陷，第一個缺陷是對電池特性的影響，那就是以纖維狀沉積的金屬鋰會以100%的效率放電，由此導致電池充放電循環(huán)困難，并引起電池的循環(huán)壽命和貯存等性能的下降，第二個缺陷就是枝晶通過充放電的循環(huán)反復形成，枝晶鋰可能穿透隔膜，造成電池內(nèi)部短路，從而發(fā)生爆炸。為了解決這些問題，雖然采用了鋰合金來替代金屬鋰，并改進了電解質(zhì)，但這些努力的結(jié)果仍無法使鋰蓄電池實現(xiàn)商品化生產(chǎn)。
液體鋰離子電池
為了克服鋰原電池的以上的不足，提高電池的安全可靠性，1980年，Armand率先提出了RCB概念，鋰蓄電池負極不再采用金屬鋰，而是正負極均采用能讓鋰離子自由脫嵌的活性物質(zhì)。從此以后，鋰電池得到了迅猛的發(fā)展。1990年日本的索尼(Sony)公司率先研制成功鋰離子電池，它是把鋰離子嵌入碳中形成負極，取代傳統(tǒng)鋰原電池的金屬鋰或鋰合金作負極。1992年，鋰離子蓄電池實現(xiàn)商品化，1999年，聚合物鋰離子電池實現(xiàn)商品化。
聚合物鋰離子電池?
聚合物鋰離子電池是一種全新結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。聚合物鋰離子電池的出現(xiàn)是鋰離子電池發(fā)展歷史上的一個重大突破。聚合物鋰離子電池在電池結(jié)構(gòu)和電池制造工藝上都與液態(tài)鋰離子電池有著根本的區(qū)別：首先，這種電池的電解質(zhì)是以固態(tài)或膠體的形式存在的，沒有自由液體，因而加工性和可靠性大大提高，不需要金屬外殼，可以制成全塑包裝，減輕重量。其次，電解質(zhì)可以同塑料電極疊合，使高能量與長壽命結(jié)合起來，并且形狀和大小可調(diào)，使用范圍和銷路將大大拓寬，適用的范圍大大增加。再者，由于電解液被聚合物中的網(wǎng)絡所捕捉，均勻地分散在分子結(jié)構(gòu)中，因而電池的安全性也大大地提高。
