2019諾貝爾化學獎頒給了鋰(li)電池(chi)領域,諾貝爾獎委員會表示,“他們(獲獎者)創造了一個可充電的世界”。你可能不知道(dao),最初的鋰(li)電池(chi)體(ti)積龐(pang)大,使(shi)用條(tiao)件(jian)也極(ji)(ji)為有(you)限(xian),鋰(li)電池(chi)發展(zhan)到目前(qian)的極(ji)(ji)致大小,中(zhong)間經歷了無(wu)數次失敗。本期專題(ti),Maigoo網編輯帶您(nin)了解鋰(li)電池(chi)發展(zhan)現狀和(he)趨勢(shi),告訴您(nin)鋰(li)電池(chi)的發展(zhan)歷史。
“鋰電(dian)池(chi)”,是一類由鋰金屬或鋰合(he)金為負(fu)極材料、使用非(fei)水電(dian)解質溶液的(de)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(li)離子電(dian)池(chi)一般使(shi)用鋰(li)合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使(shi)用非水電(dian)解(jie)質的(de)電(dian)池(chi),是目前的(de)主流電(dian)池(chi);
鋰(li)金(jin)屬電池一般使用二氧化錳為正極材料、金(jin)屬鋰(li)或其合金(jin)金(jin)屬為負極材料、使用非水電解質(zhi)溶液的(de)電池。
鋰金(jin)屬電池技術要求較(jiao)高,但是其安(an)全性、比(bi)容量、自放電率和性能(neng)價格比(bi)均優于鋰離子電池,目(mu)前(qian)只有有少數幾個國家的公司生產。
大多數(shu)(shu)人(ren)在(zai)衡(heng)量鋰(li)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)壽命(ming)時以(yi)充(chong)放(fang)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)次數(shu)(shu)來計算(suan),事實上(shang),鋰(li)電(dian)(dian)池電(dian)(dian)量完全耗盡再(zai)充(chong)對電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)傷害比較(jiao)大。所以(yi),如果每次用到一(yi)般的(de)(de)(de)電(dian)(dian)量再(zai)充(chong),這樣鋰(li)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)壽命(ming)反(fan)而(er)會延(yan)長(chang)。
一般來(lai)說,鋰(li)電池的(de)(de)壽(shou)命有2—3年(nian)的(de)(de)時間,但是高品質的(de)(de)電池充放電多個(ge)周期后,仍然會保留原始容量的(de)(de)80%,所以很多鋰(li)電供(gong)電產品在經(jing)過兩三年(nian)后仍然可以使用。
準確(que)來說,鋰電池(chi)確(que)實(shi)存在不安全(quan)的(de)(de)可能(neng)性,一些手(shou)機(ji)品(pin)牌(pai)、汽(qi)車(che)品(pin)牌(pai)使用的(de)(de)鋰電池(chi)都出現過自燃、爆炸的(de)(de)現象。
鋰(li)電(dian)池(chi)出現(xian)爆炸的原因(yin)主要分為(wei)三(san)種(zhong),第一種(zhong)是(shi)(shi)外部短(duan)路,第二種(zhong)是(shi)(shi)內部短(duan)路,第三(san)種(zhong)是(shi)(shi)過充(chong)。前兩(liang)者是(shi)(shi)因(yin)為(wei)鋰(li)電(dian)池(chi)自身設(she)計(ji)不(bu)良導致的;而(er)過充(chong)往往是(shi)(shi)因(yin)為(wei)使用了質量不(bu)達標(biao)的充(chong)電(dian)器。
2019年的(de)諾貝爾(er)化學獎給了鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)領域(yu),諾獎官網(wang)稱“他們(獲獎者)創造(zao)了一個(ge)可充電(dian)(dian)的(de)世(shi)界(jie)”。鋰(li)離子電(dian)(dian)池(chi)被廣(guang)泛應用在(zai)手機(ji)、筆記本電(dian)(dian)腦(nao)、電(dian)(dian)動汽車等領域(yu),遍布我們生活的(de)各(ge)個(ge)角落(luo),而(er)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)的(de)發展史還要追溯到上世(shi)紀(ji)70年代。
1970年,美(mei)國(guo)化學家威廷漢使用金(jin)屬鋰(li)(li)制成了首個鋰(li)(li)電(dian)(dian)池,但(dan)是此時的鋰(li)(li)電(dian)(dian)池對工作(zuo)環境的要求較高,體積也較大,僅(jin)能在室溫下使用。
1980年(nian),美國化(hua)學(xue)家古迪納夫在(zai)威廷漢的研究基礎上,發(fa)(fa)現鈷(gu)酸(suan)鋰可(ke)作為鋰離(li)子電(dian)池(chi)的正極材料。這一(yi)發(fa)(fa)現使得鋰離(li)子電(dian)池(chi)的電(dian)位(wei)翻(fan)了一(yi)番,同時體積(ji)縮小(xiao)了很多,鋰電(dian)池(chi)商(shang)用距(ju)離(li)人類又近了一(yi)步。
1981年(nian),日本(ben)科學家(jia)吉野彰開(kai)始(shi)對鋰電(dian)池進(jin)行(xing)研(yan)究,并在(zai)19世紀80年(nian)代后期,使用石油焦(jiao)和古(gu)迪(di)納夫的鋰-鈷氧化物,研(yan)制(zhi)出(chu)了(le)更安(an)全(quan)的可商用鋰離子電(dian)池。
1991年(nian),索尼(ni)公司(si)將鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)正(zheng)式投入市(shi)場,這一年(nian),一直停(ting)留在實驗(yan)室階段的鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)正(zheng)式開啟了商用(yong)時代,鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)革新了消費電(dian)(dian)子(zi)產品(pin)的面貌。
鋰(li)電池從根本上改善了(le)我(wo)們(men)存(cun)儲和使用(yong)能(neng)源的(de)方式(shi),它不僅適用(yong)于我(wo)們(men)的(de)日常(chang)生活,還可以儲存(cun)太陽能(neng)和風(feng)能(neng),讓無化(hua)石燃料的(de)世界成為可能(neng)。上述(shu)三位科(ke)學家也因為鋰(li)電池在2019年共(gong)同(tong)獲得(de)諾貝爾(er)化(hua)學獎。
能(neng)源存(cun)儲技(ji)術發展至今,針對不(bu)同的領域、不(bu)同的需求,人們已提出和開(kai)發了多種儲能(neng)技(ji)術來滿足應用。與其它商業化(hua)的可充放(fang)電池(chi)相比,鋰離子(zi)電池(chi)具有能(neng)量密(mi)度(du)高、循(xun)環壽命(ming)長、工作溫度(du)范圍(wei)寬(kuan)和安全可靠等優(you)點,是目前儲能(neng)產品開(kai)發中最(zui)可行的技(ji)術路線(xian)。
在(zai)汽(qi)車行業(ye),在特斯拉、比亞迪、銀隆等企業推動下,鋰離子電(dian)池成為(wei)(wei)儲能(neng)主流電(dian)池技術的趨勢越來越明顯。如(ru)今(jin),以鋰電(dian)池作為(wei)(wei)“心(xin)臟”的新(xin)能(neng)源汽車發展得如(ru)火如(ru)荼。
在(zai)醫療行業,鋰電(dian)池被廣(guang)泛應用于心(xin)臟起搏(bo)器(qi),性能穩定,一般(ban)試用期可達十年(nian)之久。
在(zai)航天航空領域,鋰離子電池為發射和飛行中的(de)校正、地面操作提供(gong)支(zhi)持,同時有利于提高電池的(de)功效(xiao)并支(zhi)持夜(ye)間作業。
在日常生活方(fang)面,鋰電(dian)池的應(ying)用更是五花八門(men),小(xiao)到智能手表、手機、數碼相機、攝(she)影機、剔須刀、兒童玩具、電(dian)動工具等,大(da)到從醫院、賓館、超市、等場(chang)合的應(ying)急電(dian)源,都使用鋰離子(zi)電(dian)池。
中國(guo)(guo)在鋰電(dian)領域制造(zao)優(you)勢非常明顯,2018年,中國(guo)(guo)鋰電(dian)池產(chan)量達到120G瓦時,同比增(zeng)長了26.71%,產(chan)量超(chao)過全球產(chan)量一半。
特(te)斯拉創始人馬(ma)斯克曾表示,“對特(te)斯拉來說(shuo),電池未來可能是比電動(dong)車更大(da)的生意。”
雖(sui)然目(mu)前(qian)商(shang)業化(hua)鋰電池已經(jing)比較成熟,但(dan)是(shi)展望(wang)未來,鋰電池的安(an)全(quan)問(wen)題(ti)和(he)比容量(liang)低(di)的問(wen)題(ti)仍然需(xu)要解決。
根據《鋰離子電(dian)池(chi)行(xing)(xing)業(ye)規范條件》及《鋰離子電(dian)池(chi)行(xing)(xing)業(ye)規范公告管(guan)理暫行(xing)(xing)辦法(fa)》的(de)規定,經企業(ye)申報、...
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