锂離子電(diàn)池的發展曆史

當今社會(huì)，锂離子電(diàn)池已經成為(wèi)我們生(shēng)活中必不可缺的部分，平均每個(gè)人擁有好幾塊锂電(diàn)池，不論是手機(jī)，還(hái)是筆記本電(diàn)腦(nǎo)還(hái)是數碼相(xiàng)機(jī)的舞台，也都少不了锂離子電(diàn)池的身影。但大家真的對锂離子電(diàn)池很熟悉嗎(ma)？锂電(diàn)池和锂離子電(diàn)池是一(yī)回事(shì)嗎(ma)？一(yī)次電(diàn)池和二次電(diàn)池又(yòu)分别是什麽含義，下(xià)面我們将具體介紹一(yī)下(xià)锂離子電(diàn)池的發展以讓我們對朝夕相(xiàng)伴我們的锂離子電(diàn)池有一(yī)個(gè)更加清晰的認識。

首先，锂電(diàn)池是如何站在衆多(duō)電(diàn)池的肩膀上(shàng)發展起來的。世界上(shàng)一(yī)個(gè)電(diàn)池是由意大利人伏打發明的，伏打電(diàn)堆，跟原電(diàn)池差不多(duō)，世界上(shàng)一(yī)個(gè)可充電(diàn)電(diàn)池法國(guó)人普蘭特發明的鉛酸蓄電(diàn)池，随後還(hái)有鎳镉鎳氫電(diàn)池，直到(dào)1991年(nián)锂離子電(diàn)池問世并商業(yè)化生(shēng)産，锂離子電(diàn)池以容量大，電(diàn)壓高(gāo)，循環性能(néng)好等優越性能(néng)在衆電(diàn)池中脫穎而出，成為(wèi)理想有前途的電(diàn)池，但锂電(diàn)池的發展也并不是一(yī)翻風順，它經曆了由金屬锂電(diàn)池發展到(dào)锂離子電(diàn)池的過程。金屬锂電(diàn)池，是指直接由金屬锂參與的電(diàn)池，而锂離子電(diàn)池中就(jiù)沒有金屬锂了而是锂的化合物(wù)。其中金屬锂電(diàn)池又(yòu)包括锂一(yī)次電(diàn)池和锂二次電(diàn)池，而锂離子電(diàn)池隻有二次電(diàn)池。一(yī)次電(diàn)池是不能(néng)充電(diàn)的電(diàn)池，二次電(diàn)池則可以充電(diàn)。

我們熟悉的金屬锂一(yī)次電(diàn)池便是手表，計算(suàn)器(qì)和電(diàn)腦(nǎo)主闆中經常使用的紐扣電(diàn)池，它是典型的锂錳一(yī)次電(diàn)池，但是這種電(diàn)池隻能(néng)用一(yī)次，不夠環保。自(zì)然要發展可以循環使用的二次電(diàn)池，锂二次電(diàn)池曾經在很長(cháng)的一(yī)段時間内研究的都非常熱門(mén)，但至今以金屬锂為(wèi)負極的二次電(diàn)池都沒有投入生(shēng)産，這是為(wèi)什麽呢(ne)？關鍵是安全問題。首先看(kàn)一(yī)下(xià)锂二次電(diàn)池的工(gōng)作原理。放(fàng)電(diàn)過程與前面相(xiàng)同，充電(diàn)時過程相(xiàng)反，外電(diàn)路(lù)給負極提供了很多(duō)電(diàn)子，锂離子在負極獲得電(diàn)子而析出，問題就(jiù)出在金屬锂析出的過程發生(shēng)了枝晶偏析，即形成了樹枝狀的晶體，等樹枝長(cháng)的足夠大便從(cóng)正極連到(dào)了負極，發生(shēng)了短路(lù)，锂電(diàn)池便要發生(shēng)爆炸。所以此時锂二次電(diàn)池的發展便遇到(dào)了巨大的瓶頸。研究人員(yuán)不得不去尋找一(yī)種能(néng)夠吸收金屬锂防止枝晶偏析的物(wù)質來代替锂做負極，這個(gè)偉大的想法源于1981年(nián)bell實驗室，而他們找的這種物(wù)質也是我們再熟悉不過石墨。大家都知道，石墨具有層狀結構，層間距是0.355nm，而锂離子隻有0.7個(gè)埃，所以很容易插入石墨中，形成組成為(wèi)C6Li的石墨層間化合物(wù)，這樣就(jiù)避免了充電(diàn)過程中锂的枝晶偏析問題，成功解決了二次電(diàn)池的安全性問題，直接導緻了锂離子電(diàn)池的産生(shēng)。經過研究人員(yuán)不斷的努力便得到(dào)了我們現在使用的商業(yè)化锂離子電(diàn)池。