鉅大LARGE | 點擊量：16502次 | 2018年11月21日
鋰離子電池的歷史和發展
1、電池發展史
電池是將物質化學反應產生的能量直接轉換成電能的一種裝置。1800年，意大利科學家伏打（Volta）將不同的金屬與電解液接觸，作成Volta堆，這被認為是人類歷史上第一套電源裝置。從1859年普萊德（Plante）試制成功鉛酸蓄電池以后，化學電源便進入了萌芽狀態。1868年法國科學家勒克郎謝（Leclanche）研制成功以NH4Cl為電解液的鋅—二氧化錳干電池；1895年瓊格發明了鎘-鎳電池；1900年愛迪生（Edison）研制成功鐵-鎳蓄電池。進入20世紀后，電池理論和技術一度處于停滯狀時期，但在二次世界大戰之后，隨著一些基礎研究在理論上取得突破、新型電極材料的開發和各類用電器具日新月異的發展，電池技術又進入了一個快速發展的時期，科學家首先發展了堿性鋅錳電池。進入80年代，科學技術發展越發迅速，對化學電源的要求也日益增多、增高。如集成電路的發展，要求化學電源必須小型化；電子器械、醫療器械和家用電器的普及不僅要求化學電源體積小，而且還要求能量密度高、密封性和貯存性能好、電壓精度高。因此電池池的研究重點轉向蓄電池，1988年，鎳鎘電池實現商品化。1992年，鋰離子電池實現商品化，1999年，聚合物鋰離子蓄電池進入市場。
2、鋰電池發展史
2.1鋰原電池
美國特種航天特種局(NASA)及世界上其它一些研究機構是最早從事鋰原電池研究的，他們努力的結果使鋰原電池在1970年初實現了商品化。這種鋰原電池采用金屬鋰，正極活性物質采用二氧化錳和氟化炭等材料。與傳統的原電池相比，這種鋰離子電池的放電容量高數倍，而且其電動勢在3V以上，可用作特殊需求的長壽命電池或高電壓電池。
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%
上述使用金屬鋰作活性負極物質的一次鋰電池已順利實現了商品化，但鋰離子蓄電池的開發且遇到了非常大的困難，最大的困難是金屬鋰負極存在很大的問題。這是由于在充電反應中過程中會產生枝晶鋰（纖維狀結晶），這種現象會導致蓄電池產生兩個致命的缺陷，第一個缺陷是對電池特性的影響，那就是以纖維狀沉積的金屬鋰會以100%的效率放電，由此導致電池充放電循環困難，并引起電池的循環壽命和貯存等性能的下降，第二個缺陷就是枝晶通過充放電的循環反復形成，枝晶鋰可能穿透隔膜，造成電池內部短路，從而發生爆炸。為了解決這些問題，雖然采用了鋰合金來替代金屬鋰，并改進了電解質，但這些努力的結果仍無法使鋰蓄電池實現商品化生產。
2.2液體鋰離子電池
為了克服鋰原電池的以上的不足，提高電池的安全可靠性，1980年，Armand率先提出了RCB概念，鋰蓄電池負極不再采用金屬鋰，而是正負極均采用能讓鋰離子自由脫嵌的活性物質。從此以后，鋰電池得到了迅猛的發展。1990年日本的索尼(Sony)公司率先研制成功鋰離子電池，它是把鋰離子嵌入碳中形成負極，取代傳統鋰原電池的金屬鋰或鋰合金作負極。1992年，鋰離子蓄電池實現商品化，1999年，聚合物鋰離子電池實現商品化。
2.3聚合物鋰離子電池
聚合物鋰離子電池是一種全新結構的鋰離子電池。聚合物鋰離子電池的出現是鋰離子電池發展歷史上的一個重大突破。聚合物鋰離子電池在電池結構和電池制造工藝上都與液態鋰離子電池有著根本的區別：首先，這種電池的電解質是以固態或膠體的形式存在的，沒有自由液體，因而加工性和可靠性大大提高，不需要金屬外殼，可以制成全塑包裝，減輕重量。其次，電解質可以同塑料電極疊合，使高能量與長壽命結合起來，并且形狀和大小可調，使用范圍和銷路將大大拓寬，適用的范圍大大增加。再者，由于電解液被聚合物中的網絡所捕捉，均勻地分散在分子結構中，因而電池的安全性也大大地提高。
3、我國電池的發展史
自五十年代以來，我國二次電池工業，從無到有，從弱到強，已形成了比較完備的工業體系，其發展歷程大致可分為三個時期，首先是五十年代興起的鉛酸蓄電池。第二個時期是指六十年代開發成功鎘鎳堿性蓄電池時期，該系列電池由于高功率、高壽命以及良好的低溫性能，廣泛地應用于航海、通訊、電力、鐵路、通訊、電動工具、辦工自動化等諸多部門。第三個時期指進入九十年代至今，九十年代初期，中國已有了研制鋰電池的初級產品，主要是用于電子計算器上的二氧化錳扣式電池，以及少量的鋰、碘和卷邊封口的鋰、二氧化硫電池，隨后又研制出小型碳包式的鋰、亞硫氯電池。此外90年代初，中國才開始由自己規模化生產的，可供軍方使用的安全可靠的鋰電池。到了90年代末期，我國對鋰離子電池的研究有了突破性的進展，比亞迪、邦凱和比克等公司都在大規模生產液態鋰離子電池，產品的技術水平已達到或超過日本同類電池的水平。而廈門寶龍公司1999年12月自行設計開發了日產1萬只聚合物鋰離子電池的生產線，這也是世界上形成規模的第三條聚合物鋰離子電池生產線。
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