2019諾貝爾化(hua)學獎(jiang)頒給了鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池領域,諾貝爾獎(jiang)委員會表(biao)示,“他們(獲獎(jiang)者)創造了一個可(ke)充電(dian)(dian)(dian)的(de)世(shi)界”。你(ni)可(ke)能不知道,最(zui)初(chu)的(de)鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池體積龐大,使用條(tiao)件也極為(wei)有限,鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池發(fa)展到目前(qian)的(de)極致大小,中(zhong)間經歷了無(wu)數次失敗(bai)。本期專題,Maigoo網編輯帶您了解鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池發(fa)展現狀和趨勢(shi),告訴您鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池的(de)發(fa)展歷史。
“鋰電(dian)池(chi)”,是一類(lei)由鋰金屬或鋰合(he)金為負(fu)極(ji)材料、使用非水(shui)電(dian)解質溶液的電(dian)池(chi)。
鋰電池大致可分為鋰離子電池和鋰金屬電池兩類。
鋰離子電池(chi)一般使用鋰合(he)金(jin)金(jin)屬氧化物為(wei)正極材(cai)料、石墨為(wei)負(fu)極材(cai)料、使用非水電解(jie)質的電池(chi),是目前的主流(liu)電池(chi);
鋰金(jin)屬電池一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)二氧(yang)化錳(meng)為正極材(cai)(cai)料、金(jin)屬鋰或其合金(jin)金(jin)屬為負極材(cai)(cai)料、使(shi)用(yong)非水電解質(zhi)溶液的(de)電池。
鋰金(jin)屬電(dian)池技術要(yao)求較高,但(dan)是其安全性、比容量、自放電(dian)率和性能價格比均優于鋰離(li)子電(dian)池,目前(qian)只有(you)有(you)少數幾個國家的(de)公(gong)司生產。
大(da)多數(shu)人在衡量(liang)鋰(li)電池(chi)(chi)的(de)(de)壽(shou)命(ming)時以充(chong)放電的(de)(de)次(ci)數(shu)來計算,事實(shi)上,鋰(li)電池(chi)(chi)電量(liang)完(wan)全耗盡再充(chong)對電池(chi)(chi)的(de)(de)傷害比(bi)較(jiao)大(da)。所以,如果每次(ci)用到一般的(de)(de)電量(liang)再充(chong),這樣鋰(li)電池(chi)(chi)的(de)(de)壽(shou)命(ming)反而會延長。
一般來說,鋰電池的壽(shou)命有2—3年的時(shi)間,但(dan)是高品(pin)質的電池充放電多個周期后,仍(reng)然會保留(liu)原始容量的80%,所以很多鋰電供電產(chan)品(pin)在經過兩三(san)年后仍(reng)然可以使用。
準(zhun)確(que)來說,鋰電池(chi)(chi)確(que)實存在不(bu)安全的(de)可能(neng)性,一些手(shou)機品(pin)牌(pai)、汽車品(pin)牌(pai)使用的(de)鋰電池(chi)(chi)都出(chu)現過(guo)自燃、爆(bao)炸的(de)現象(xiang)。
鋰電池(chi)(chi)出現爆炸的(de)(de)原(yuan)因(yin)主要(yao)分為三種(zhong)(zhong)(zhong),第(di)(di)一種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)外(wai)部短(duan)路,第(di)(di)二(er)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)內部短(duan)路,第(di)(di)三種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)過(guo)充。前兩者是(shi)因(yin)為鋰電池(chi)(chi)自(zi)身設計不(bu)(bu)良導致的(de)(de);而過(guo)充往(wang)(wang)往(wang)(wang)是(shi)因(yin)為使用了質量不(bu)(bu)達標的(de)(de)充電器(qi)。
2019年的(de)諾貝(bei)爾(er)化(hua)學獎(jiang)給了鋰(li)(li)電(dian)池領域,諾獎(jiang)官(guan)網稱“他們(獲獎(jiang)者)創造(zao)了一個(ge)可充電(dian)的(de)世界”。鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)池被廣泛(fan)應用在手(shou)機、筆記本(ben)電(dian)腦、電(dian)動汽車等領域,遍布我們生活的(de)各(ge)個(ge)角落,而(er)鋰(li)(li)電(dian)池的(de)發展史還要(yao)追溯到上世紀70年代。
1970年,美(mei)國化學家威廷漢使(shi)用金屬鋰(li)制成(cheng)了(le)首個鋰(li)電池,但(dan)是此(ci)時的鋰(li)電池對(dui)工(gong)作環境的要求較高(gao),體積也較大(da),僅能(neng)在(zai)室溫下使(shi)用。
1980年,美國化(hua)學家古迪納夫在威(wei)廷漢的(de)(de)研究基(ji)礎上,發現鈷(gu)酸鋰(li)可作為鋰(li)離(li)子電池(chi)的(de)(de)正極(ji)材(cai)料。這(zhe)一發現使得(de)鋰(li)離(li)子電池(chi)的(de)(de)電位翻了一番,同時體積(ji)縮小了很多,鋰(li)電池(chi)商(shang)用距離(li)人類(lei)又(you)近了一步。
1981年,日(ri)本科學家吉野彰開始對鋰(li)(li)電池進行研究,并在19世紀80年代后期,使用石油焦和古迪納(na)夫(fu)的(de)鋰(li)(li)-鈷氧(yang)化物(wu),研制出了(le)更(geng)安全的(de)可商用鋰(li)(li)離(li)子(zi)電池。
1991年,索(suo)尼公司將鋰(li)離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池正式投入市場,這一(yi)年,一(yi)直停留在實驗室階(jie)段的鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池正式開啟了(le)商用(yong)時代,鋰(li)離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池革新(xin)了(le)消費(fei)電(dian)(dian)(dian)子(zi)產品的面(mian)貌。
鋰(li)電(dian)池從根本(ben)上改(gai)善了我(wo)們存儲(chu)和使用能(neng)源的(de)(de)方式,它不僅適用于我(wo)們的(de)(de)日常生(sheng)活,還(huan)可(ke)以儲(chu)存太陽能(neng)和風能(neng),讓(rang)無化石燃(ran)料的(de)(de)世界成(cheng)為可(ke)能(neng)。上述三位科學家也因為鋰(li)電(dian)池在(zai)2019年共同獲得諾貝爾化學獎。
能(neng)(neng)源存儲(chu)技(ji)術發展至今(jin),針對不同的(de)領(ling)域、不同的(de)需求,人們(men)已提(ti)出和開(kai)發了多種儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術來滿足應用。與其(qi)它(ta)商業化的(de)可(ke)充(chong)放(fang)電(dian)池相(xiang)比(bi),鋰離(li)子電(dian)池具有(you)能(neng)(neng)量密(mi)度(du)高、循環(huan)壽命長、工作溫度(du)范圍寬和安(an)全(quan)可(ke)靠等優點,是目前儲(chu)能(neng)(neng)產(chan)品開(kai)發中最可(ke)行的(de)技(ji)術路線。
在汽車行業,在特斯拉、比(bi)亞迪(di)、銀隆等(deng)企業推動(dong)下,鋰離子電池(chi)成(cheng)為儲(chu)能(neng)(neng)主(zhu)流電池(chi)技術(shu)的趨勢越來越明顯。如今,以鋰電池(chi)作為“心(xin)臟”的新(xin)能(neng)(neng)源汽車(che)發展得如火(huo)如荼。
在醫療行業,鋰電池被廣泛(fan)應用于心(xin)臟起搏器,性能(neng)穩定,一般試用期可(ke)達(da)十年之久。
在航天航空領域,鋰離子電(dian)池(chi)為(wei)發射和(he)飛行中的校正、地面操作提(ti)供支(zhi)持,同時有利于(yu)提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)的功(gong)效(xiao)并(bing)支(zhi)持夜(ye)間作業。
在(zai)日常生活方面,鋰電池的應(ying)用(yong)更是五花八門,小(xiao)到(dao)智能手表、手機、數碼(ma)相機、攝影機、剔須刀、兒童玩具、電動工具等,大到(dao)從醫院、賓館、超(chao)市、等場合的應(ying)急電源,都使用(yong)鋰離子電池。
中國在鋰電(dian)領域制(zhi)造(zao)優勢非(fei)常明(ming)顯,2018年(nian),中國鋰電(dian)池產量達到120G瓦時,同比增長了26.71%,產量超過全(quan)球產量一半。
特(te)斯(si)拉(la)(la)創始人馬斯(si)克曾表示,“對特(te)斯(si)拉(la)(la)來說,電池未來可能是比電動(dong)車(che)更(geng)大的生意。”
雖然目(mu)前商業化鋰電(dian)池已經(jing)比(bi)(bi)較成(cheng)熟(shu),但是展望(wang)未來,鋰電(dian)池的安(an)全問(wen)題(ti)和比(bi)(bi)容量低的問(wen)題(ti)仍然需要解決。
根(gen)據《鋰離子(zi)電(dian)池(chi)行(xing)業(ye)規范(fan)條件》及(ji)《鋰離子(zi)電(dian)池(chi)行(xing)業(ye)規范(fan)公告(gao)管理(li)暫行(xing)辦法》的(de)規定,經企(qi)業(ye)申報、...
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