鉅大LARGE | 點擊量：17137次 | 2018年07月31日
鋰離子電池是誰發明的，鋰電池是誰發明的？
鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。
鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現代高性能電池的代表。而真正的鋰電池由于危險性大，很少應用于日常電子產品。
1970年，埃克森的M.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。鋰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。鋰離子電池(Li-ionBatteries)是鋰電池發展而來。舉例來講，以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。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結晶，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。
1982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，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發現采用聚合陰離子的正極將產生更高的電壓。
1992年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。隨后，鋰離子電池革新了消費電子產品的面貌。此類以鈷酸鋰作為正極材料的電池，至今仍是便攜電子器件的主要電源。
1996年Padhi和Goodenough發現具有橄欖石結構的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳統的正極材料更具安全性，尤其耐高溫，耐過充電性能遠超過傳統鋰離子電池材料。
縱觀電池發展的歷史，可以看出當前世界電池工業發展的三個特點，一是綠色環保電池迅猛發展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉化，這符合可持續發展戰略；三是電池進一步向小、輕、薄方向發展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實現可充電池的薄形化。正因為鋰離子電池的體積比能量和質量比能量高，可充且無污染，具備當前電池工業發展的三大特點，因此在發達國家中有較快的增長。電信、信息市場的發展，特別是移動電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來了市場機遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的獨特優勢，將逐步取代液體電解質鋰離子電池，而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽為“21世紀的電池”，將開辟蓄電池的新時代，發展前景十分樂觀。
2015年3月，日本夏普與京都大學的田中功教授聯手成功研發出了使用壽命可達70年之久的鋰離子電池。此次試制出的長壽鋰離子電池，體積為8立方厘米，充放電次數可達2.5萬次。并且夏普方面表示，此長壽鋰離子電池實際充放電1萬次之后，其性能依舊穩定。[3]
“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展，現在鋰電池已經成為了主流。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制，現在只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
1780年，意大利波羅那大學解剖學教授伽伐尼（LuigiGalvani1737年9月9日-1798年12月4日）做青蛙腿肌肉運動的解剖學研究，他在實驗中發現，在起電機放電的同時，如果用金屬手術刀觸動蛙腿神經，蛙腿肌肉立刻收縮，為了找出這一現象的原因，在進一步的實驗中意外地發現，若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉，當兩種金屬的另一端相碰時，蛙腿也會發生抽動。伽伐尼認為這是青蛙體內存在一種“神經電流體”引起的，這種可以使神經、肌肉活動，腦是分泌電液的重要器官。
意大利的物理學家伏達（AlessandroVlota1745年2月18日—1827年3月5日）在1792年對伽伐尼的發現做了研究，他發現電流的產生并不需要動物組織，1793年他否認了動物電的存在，認為伽伐尼發現的電產生于兩種不同金屬的接觸，他認為蛙腿的抽動是一種對電流的靈敏的反應，這個電流是由于兩種金屬插在了由肌肉提供的溶液中，并構成回路而產生的。
1799年伏達用銅片、浸鹽水的紙片、鋅片依次重疊起來，創制了最早的獲得連續電流的伏達電堆。1800年他公布了在1795-1796年間發現的電池原理，1801年他為拿破侖一世演示了伏達電堆，拿破侖授予他金質獎章并封他為伯爵。
1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的制成了世界上第一個電池——“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯的電池組。它成為早期電學實驗，電報機的電力來源。
1803年，德國化學家里特爾制造出一臺蓄電池。
1836年，英國化學家J．F．丹聶爾制造出了第一塊古典原電池。伏打電堆的一個缺點是由于極化作用而使電流很快減小。他發現的電池是用多細孔的陶罐（開始用動物膜）把浸入硫酸銅溶液中的電極銅棒和鋅棒分開。它能比過去的電池提供更長時間的穩定電流。
1859年，法國物理學家普朗特制造出了第一臺可實用的鉛酸蓄電池。他包括兩塊卷成螺旋形的鉛皮，中間用橡皮隔開，浸沒在10%的硫酸溶液中，然后送入電流，使其中一塊鉛皮鍍上，另一塊鉛皮成為粗糙的多孔表面。這種電池比當時的任何電池都具有更高的電動勢。但是由于加工成型過程復雜和冗長，很難批量生產，沒有受到重視。
1865年，法國化學家勒克朗謝制造出第一塊干電池。他采用導電的氯化銨溶液、鋅和石墨作電極，并用二氧化錳作去極劑。這種電池由于使用氯化銨溶液帶來很多不便。
1881年法國化學家C．A．福爾改革了普朗特的鉛蓄電池。他回避了成型的工序，把直接涂布在鉛板上，這樣使鉛蓄電池引起了商業界的興趣，很快得到批量生產，在汽車、無線電設備、電化學實驗過程中得到應用，成為了通常使用的重要電源。
1888年，化學家卡斯尼爾改進了勒克朗謝的電池。他以潮濕的氯化銨代替其溶液，以鋅皮兼代容器，一舉二用，使用方便，得到了廣泛應用。
原電池的發明歷史可追溯到18世紀末期，當時意大利生物學家伽伐尼正在進行著名的青蛙實驗，當用金屬手術刀接觸蛙腿時，發現蛙腿會抽搐。大名鼎鼎的伏打認為這是金屬與蛙腿組織液（電解質溶液）之間產生的電流刺激造成的。1800年，伏打據此設計出了被稱為伏打電堆的裝置，鋅為負極，銀為正極，用鹽水作電解質溶液。1836年，丹尼爾發明了世界上第一個實用電池，并用于早期鐵路信號燈。
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