鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:273次 | 2023年06月28日
誰(shuí)發(fā)明了鋰離子電池?鋰離子電池有什么特點(diǎn)?
鋰元素是在1817年被瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯的學(xué)生阿爾費(fèi)特遜發(fā)現(xiàn),貝齊里烏斯將其命名為鋰。到1855的年本生和馬奇森采用電解熔化氯化鋰的方法才得到金屬鋰單質(zhì),而工業(yè)化制鋰是在1893年由根莎提出的。現(xiàn)在仍然采用電解LiCl制取鋰,這個(gè)方法要消耗大量的電能,每煉一噸鋰就耗電高達(dá)六、七萬(wàn)度。
鋰在他出世后的100多年中,它重要作為抗痛風(fēng)藥服務(wù)于醫(yī)學(xué)界。美國(guó)特種航天特種局(NASA)最早認(rèn)識(shí)到,鋰離子電池能作為一種高效的電池。這是因?yàn)殡姵仉妷菏呛拓?fù)極金屬活潑性密切相關(guān)的。作為非常活潑的堿金屬,鋰離子電池能供應(yīng)較高的電壓。比如鋰離子電池可以供應(yīng)3V的電壓,而蓄電池只有2.1V,而碳鋅電池只有1.5V。根據(jù)P=UI,相同電流下,鋰離子電池能輸出更高的功率。
作為3號(hào)元素,自然界存在的鋰由兩種穩(wěn)定的同位素6Li和7Li組成,因此鋰的相對(duì)原子質(zhì)量只有6.9。這就意味著在在質(zhì)量相同時(shí),金屬鋰比其它活潑金屬能供應(yīng)更多的電子。此外,鋰元素還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。鋰離子離子半徑小,因此鋰離子比其他大的離子更容易在電解液中移動(dòng),充放電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)正負(fù)極間的有效、快速的遷移,從而使整個(gè)電化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行。
金屬鋰盡管有很多優(yōu)點(diǎn),但是制造鋰離子電池還有很多要克服的困難。首先,鋰是非常活潑的堿金屬元素,能和水以及氧氣反應(yīng),而且常溫下它就能與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)。這就導(dǎo)致金屬鋰的保存、使用或是加工都比其他金屬要復(fù)雜得多,對(duì)環(huán)境要求非常高。所以,鋰離子電池長(zhǎng)期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)家的攻關(guān),鋰離子電池的技術(shù)障礙一個(gè)個(gè)突破,鋰離子電池漸漸也登上了舞臺(tái),鋰離子電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。鋰離子電池特點(diǎn)
鋰離子電池的正極材料、負(fù)極材料、集流體、隔膜、電解質(zhì)等主材成本比鉛酸蓄電池高很多。而鉛酸蓄電池的組裝輔材和外部電路系統(tǒng)成本極低。
由于制作工藝的原因,鋰離子電池的人工成本比較大。在制造成本中,鋰離子電池人工成本占40%以上,而鉛酸蓄電池的人工成本一般為10%~20%。
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%
鋰離子電池生產(chǎn)用的機(jī)械設(shè)備昂貴,價(jià)值較高,機(jī)械設(shè)備折舊損耗較大。鋰離子電池在生產(chǎn)中大部分過程是不可逆的,而鉛酸蓄電池是可逆修復(fù)和再次使用的。鉛酸蓄電池使用之后的回收價(jià)值在40%以上,而鋰離子電池的回收價(jià)值幾乎是零。
鋰離子電池?zé)o論是體積比能量,還是重量比能量,鋰離子電池均比鉛酸蓄電池高出3倍以上。鋰離子電池體積更小、重量更輕。循環(huán)壽命長(zhǎng)。鋰離子電池用于電動(dòng)汽車的循環(huán)壽命一般在800次以上,采用磷酸鐵鋰正極材料的鋰離子電池可以達(dá)到2000次左右,超出鉛酸蓄電池1.5~5倍。這大大降低了鋰離子電池的使用成本,延長(zhǎng)了使用壽命,提高使用便利度。具有較寬的充電功效范圍。這是鋰離子電池具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。在要時(shí),可以使充電時(shí)間控制在20min~1h,充電效率達(dá)到84%以上。在進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,這一特性將得到更好的發(fā)揮。