锂电池和锂离子电池的材料简单概述

分享到:
2859
下一篇 >

  锂是自然界*轻的金属元素,相对密度仅及水的1/2。同时,它又具有*低的电负性,标准电极电位是-3.05V(相对于标准氢电极)。所以选择适当的正板材料与锂相匹配,可以获得较高的电动势,配以适当的电解液便可组装成高比能量的电池。比较了以金属锂为负极的锂二次电池与其他可充电电池的容量密度。

  锂电池一般包括锂一次电池和锂二次电池。这种电池的负极是金属锂,正极用MnO2、SOCl2、SO2、(CFx)n等。对于锂一次电池,在20世纪60年代初期就着手对其研究和开发。由于金属锂遇水会发生剧烈的反应,所以一般电解质溶液都选用非水电解液。1970年以后,日本松下电器公司研制成功了Li/(CFx)n电池。

  1976年,日本的三洋电器公司相继推出Li/MnO2电池,首先在计算器等领域得到了广泛的应用。与此同时,1970年美国建立了动力转换有限公司(PowerCon),专门从事/电池的研究,version Inc.),专门从事Li/SO2电池的研究,并于1971年后正式投入商品生产,主要用于**,被称为当时*有前途的一种锂电池。法国SAFT公司在20世纪60年代开始锂电池的研究。该公司在1970年**个获得Li/SOCl2电池的**权。1973年美国GTE公司、以色列塔迪朗工业有限公司相继正式生产Li/SOCl2电池,特别是后者与特拉维夫大学合作在1975年建成了一个工厂,1977年重新设计建成大规模生产设备并投入生产,次年开始在全世界出售Li/SOCl2电池。锂一次电池具有比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点,现已广泛应用于**和民用小型电器中,如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等,部分代替了传统电池。已实用化的锂电池有Li/MnO2、Li/I2、Li/CuO、Li/SOCl2、Li/(CFx)n、Li/SO2、Li/Ag2CrO4等。根据电解液的类型和所采用的正极材料来分,锂一次电池可分为可溶正极锂电池、固体正极锂电池和固体电解质锂电池。

  锂二次电池的研究*早始于20世纪60~70年代的石油危机。当时主要集中在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系。但是锂在充电的时候,由于金属锂电极表面的不均匀性(凹凸不平),使得表面电位分布不均匀,造成锂不均匀沉积。该不均匀沉积过程导致锂在一些部位沉积过快,产生树枝一样的结晶(枝晶)。当枝晶发展到一定程度时,一方面会发生折断,产生 “死锂”,造成锂的不可逆损失;另一方面更严重的是,枝晶穿过隔膜,将正极与负极短路,结果产生大电流,生成大量的热,使电池着火,甚至发生爆炸,从而产生严重的**问题。

  锂离子电池研究始于20世纪80年代。1990年日本科学家研制成以石油焦为负极、LiCoO2 为正极的锂离子二次电池。同年Moli和Sony两大电池公司推出以炭为负极的锂离子二次电池。1991年日本索尼公司开发出了聚糠醇热解炭为负极的锂离子电池。1993年美国贝尔电讯公司报道了采用PVdF工艺生产的聚合物锂离子电池。

你可能感兴趣: 锂聚合物电池 知识原理
无觅相关文章插件,快速提升流量