2019諾貝(bei)爾化學獎(jiang)(jiang)頒給(gei)了鋰(li)電池(chi)領域(yu),諾貝(bei)爾獎(jiang)(jiang)委員會表示(shi),“他(ta)們(獲(huo)獎(jiang)(jiang)者)創造了一(yi)個可(ke)充電的世界”。你可(ke)能不知(zhi)道,最(zui)初(chu)的鋰(li)電池(chi)體積龐大,使用(yong)條(tiao)件也極(ji)為有限,鋰(li)電池(chi)發展(zhan)到目前的極(ji)致大小,中間經歷(li)了無數次失敗。本期專題,Maigoo網編輯帶您了解鋰(li)電池(chi)發展(zhan)現狀和趨勢,告訴(su)您鋰(li)電池(chi)的發展(zhan)歷(li)史。
“鋰(li)電(dian)池”,是一(yi)類(lei)由鋰(li)金屬或鋰(li)合金為(wei)負極材料、使用非(fei)水電(dian)解質溶(rong)液(ye)的電(dian)池。
鋰電池大致可分為鋰離子電池和鋰金屬電池兩類。
鋰離(li)子電(dian)池(chi)一(yi)般使(shi)用鋰合金金屬氧化(hua)物為正極(ji)材料、石墨為負極(ji)材料、使(shi)用非(fei)水電(dian)解質(zhi)的電(dian)池(chi),是目前的主(zhu)流電(dian)池(chi);
鋰(li)金屬(shu)電池一般使用二氧化錳為(wei)正極(ji)材料、金屬(shu)鋰(li)或(huo)其合金金屬(shu)為(wei)負極(ji)材料、使用非(fei)水電解質溶(rong)液(ye)的電池。
鋰金屬電(dian)池(chi)技術要求(qiu)較(jiao)高(gao),但(dan)是其安全性、比容量、自放(fang)電(dian)率(lv)和(he)性能價格比均優于鋰離子電(dian)池(chi),目(mu)前只有有少數幾(ji)個國家的公司生產。
大多數人在(zai)衡(heng)量鋰電(dian)池(chi)的壽命時以(yi)充放電(dian)的次數來計算,事實上,鋰電(dian)池(chi)電(dian)量完全耗盡再(zai)充對電(dian)池(chi)的傷害比較(jiao)大。所以(yi),如果(guo)每次用到一般的電(dian)量再(zai)充,這樣鋰電(dian)池(chi)的壽命反而會延(yan)長。
一(yi)般來(lai)說,鋰電(dian)(dian)池的壽命有2—3年(nian)(nian)的時(shi)間,但是高品質的電(dian)(dian)池充放電(dian)(dian)多個周(zhou)期后,仍然會保留原始容量的80%,所以很(hen)多鋰電(dian)(dian)供電(dian)(dian)產品在經過兩三(san)年(nian)(nian)后仍然可以使用(yong)。
準確來說,鋰電池(chi)確實存(cun)在(zai)不安(an)全的(de)可能性,一些手機品牌、汽車品牌使(shi)用的(de)鋰電池(chi)都出現(xian)過自燃、爆炸的(de)現(xian)象(xiang)。
鋰電池出(chu)現(xian)爆炸(zha)的原因(yin)主要分為(wei)(wei)三(san)種(zhong),第一種(zhong)是(shi)外部短(duan)路(lu),第二種(zhong)是(shi)內部短(duan)路(lu),第三(san)種(zhong)是(shi)過(guo)(guo)充(chong)。前(qian)兩(liang)者是(shi)因(yin)為(wei)(wei)鋰電池自身設計不良導致的;而過(guo)(guo)充(chong)往往是(shi)因(yin)為(wei)(wei)使用了質(zhi)量不達標的充(chong)電器。
2019年的諾貝爾化(hua)學獎(jiang)給了鋰電(dian)池領(ling)(ling)域(yu),諾獎(jiang)官網稱“他(ta)們(獲獎(jiang)者)創造了一個(ge)可(ke)充電(dian)的世界”。鋰離子(zi)電(dian)池被廣泛應用在手機(ji)、筆記本(ben)電(dian)腦、電(dian)動(dong)汽車(che)等領(ling)(ling)域(yu),遍布我們生活(huo)的各個(ge)角落,而(er)鋰電(dian)池的發展史還要追(zhui)溯到上世紀(ji)70年代。
1970年,美國化(hua)學家威廷漢使(shi)用(yong)金屬鋰制(zhi)成了(le)首(shou)個鋰電(dian)池,但是(shi)此時的(de)鋰電(dian)池對(dui)工(gong)作環境的(de)要求較高,體積也(ye)較大,僅能(neng)在室溫(wen)下使(shi)用(yong)。
1980年(nian),美國化學家古(gu)迪納夫在威廷(ting)漢的研(yan)究基(ji)礎(chu)上,發(fa)現(xian)鈷(gu)酸鋰可作(zuo)為鋰離子電(dian)池的正(zheng)極(ji)材料。這(zhe)一發(fa)現(xian)使得鋰離子電(dian)池的電(dian)位(wei)翻了一番,同時體積縮(suo)小了很多,鋰電(dian)池商用距(ju)離人類又近了一步。
1981年(nian)(nian),日本科學家吉野彰(zhang)開始對鋰(li)電池進行研究,并在19世紀(ji)80年(nian)(nian)代后期,使(shi)用石油焦(jiao)和古迪納夫的(de)鋰(li)-鈷(gu)氧化物,研制出(chu)了(le)更安全的(de)可商用鋰(li)離子電池。
1991年,索(suo)尼公(gong)司將鋰離子電(dian)池(chi)正(zheng)式(shi)投入(ru)市場,這一年,一直停留在實驗(yan)室(shi)階段的(de)鋰電(dian)池(chi)正(zheng)式(shi)開啟了商用時代,鋰離子電(dian)池(chi)革新了消費(fei)電(dian)子產品(pin)的(de)面貌。
鋰(li)電(dian)池從根本上(shang)改善了(le)我們(men)存(cun)(cun)儲和(he)使用能(neng)源的方式,它不僅適(shi)用于我們(men)的日常生活,還可以儲存(cun)(cun)太陽能(neng)和(he)風能(neng),讓無化石燃料的世(shi)界成為可能(neng)。上(shang)述三(san)位(wei)科學(xue)(xue)家也因為鋰(li)電(dian)池在(zai)2019年共同獲得諾貝爾化學(xue)(xue)獎(jiang)。
能(neng)(neng)源存儲技術發(fa)展(zhan)至今,針對不同(tong)(tong)的(de)(de)領域(yu)、不同(tong)(tong)的(de)(de)需求,人們(men)已提出和(he)開發(fa)了多(duo)種(zhong)儲能(neng)(neng)技術來滿(man)足應用。與其它商業化的(de)(de)可(ke)充放電(dian)池相比,鋰離子(zi)電(dian)池具有能(neng)(neng)量密度高、循環壽命長、工作溫度范圍(wei)寬和(he)安全可(ke)靠等優點,是目前儲能(neng)(neng)產品開發(fa)中最可(ke)行的(de)(de)技術路線(xian)。
在(zai)汽車行業(ye),在特斯拉、比亞迪(di)、銀(yin)隆等企業推(tui)動(dong)下,鋰(li)離子電池成為(wei)儲能主(zhu)流電池技術(shu)的趨勢越(yue)來越(yue)明顯。如今,以鋰(li)電池作(zuo)為(wei)“心臟”的新能源(yuan)汽車發展(zhan)得如火如荼。
在醫療行業,鋰電池被廣泛(fan)應用于心臟起搏器,性能穩定,一般試用期可(ke)達十(shi)年之久。
在(zai)航(hang)天航(hang)空領域,鋰離子(zi)電池(chi)為發射和飛行中的校正、地面(mian)操作(zuo)提(ti)供支持(chi),同時(shi)有利于提(ti)高電池(chi)的功效并支持(chi)夜間作(zuo)業。
在(zai)日(ri)常(chang)生活方面,鋰電(dian)池(chi)的(de)應用更是五花八門,小(xiao)到(dao)智(zhi)能手表、手機(ji)、數碼相(xiang)機(ji)、攝影機(ji)、剔(ti)須(xu)刀、兒(er)童玩具(ju)、電(dian)動工具(ju)等,大到(dao)從醫院、賓館、超市(shi)、等場合的(de)應急電(dian)源,都使用鋰離子電(dian)池(chi)。
中國(guo)在鋰(li)電(dian)領域制造優勢(shi)非常明顯,2018年,中國(guo)鋰(li)電(dian)池(chi)產(chan)(chan)量(liang)達到120G瓦時,同比增長(chang)了(le)26.71%,產(chan)(chan)量(liang)超過全球產(chan)(chan)量(liang)一半(ban)。
特斯(si)拉創(chuang)始人馬(ma)斯(si)克曾表(biao)示,“對特斯(si)拉來說,電池未(wei)來可能(neng)是(shi)比(bi)電動車(che)更大的生意(yi)。”
雖然(ran)目(mu)前商業(ye)化鋰電(dian)池(chi)已經比較(jiao)成熟,但(dan)是展(zhan)望未(wei)來,鋰電(dian)池(chi)的安全問題和比容量低的問題仍然(ran)需要解決。
根(gen)據《鋰離子電(dian)池行業(ye)(ye)規(gui)范條件》及《鋰離子電(dian)池行業(ye)(ye)規(gui)范公告管理(li)暫行辦法》的規(gui)定(ding),經企業(ye)(ye)申報、...
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