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鋰離子電池的由來及發展詳解

鉅大LARGE  |  點擊量:56次  |  2020年10月25日  

摘要
1970年代??松腗.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料,金屬鋰作為負極材料,制成首個鋰電池。1980年,J. Goodenough 發現鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。982年伊利

1970年代??松腗.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料,金屬鋰作為負極材料,制成首個鋰離子電池。


1980年,J.Goodenough發現鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。


982年伊利諾伊理工大學(theIllinoisInsTItuteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發現鋰離子具有嵌入石墨的特性,此過程是快速的,并且可逆。與此同時,采用金屬鋰制成的鋰離子電池,其安全隱患備受關注,因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。


1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發現錳尖晶石是優良的正極材料,具有低價、穩定和優良的導電、導鋰性能。其分解溫度高,且氧化性遠低于鈷酸鋰,即使出現短路、過充電,也能夠防止了燃燒、爆炸的危險。


1989年,A.Manthiram和J.Goodenough發現采用聚合陰離子的正極將出現更高的電壓。


1991年索尼公司公布首個商用鋰離子電池。隨后,鋰離子電池革新了消費電子產品的面貌。


1996年Padhi和Goodenough發現具有橄欖石結構的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵(LiFePO4),比傳統的正極材料更具優越性,因此已成為當前主流的正極材料。


鋰離子電池(Li-ionBatteries)是鋰離子電池發展而來。所以在介紹Li-ion之前,先介紹鋰離子電池。舉例來講,紐扣式電池就屬于鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓,不需充電。這種電池也可以充電,但循環性能不好,在充放電循環過程中,容易形成鋰枝晶,造成電池內部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。


后來,日本索尼公司發明了以炭材料為負極,以含鋰的化合物作正極的鋰離子電池,在充放電過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。


20世紀90年代初,日本Sony能源開發公司和加拿大Moli能源公司分別研制成功了新型的鋰離子蓄電池,不僅性能良好,而且對環境無污染。隨著信息技術、手持式機械和電動汽車的迅猛發展,對高效能電源的需求急劇上升,鋰離子電池已成為目前發展最為迅速的領域之一。


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