锂离子电池简介
使用煤炭,石油和天然气的很长一段时间以来,都是以化石燃料为主要能源,这样的能源结构,使得环境污染严重,并且由此导致的全球变暖问题和生态环境恶化问题受到越来越多的关注。所以,可再生能源和新能源的发展成为在未来技术领域和未来经济世界的一个最具有决定性的影响。锂离子电池作为一种新的二次清洁,且可再生能源,其具有工作电压高,质量轻,能量密度大等优点,在电动工具,数码相机,手机,笔记本电脑等领域得到了广泛的应用,并且显示出强大的发展趋势。锂离子电池的发展历史第二十世纪六十、七十年代,几乎在锂电池是发明的同时,研究发现许多插层化合物可以与金属锂的可逆反应,构成锂电池1。早在第二十世纪七十年代提出了分层组织作为阴极的斯梯尔最有代表性的一种,金属锂作为阳极的LiTiS2系统。1976年Whitti
gham证实了系统的可靠性。随后,埃克森公司的LiTiS2系统进行深入研究,并希望其商业化。但是,系统很快就暴露出许多致命的缺陷。首先,活性金属锂容易导致有机电解液的分解,导致电池内部压力。由于锂电极表面的表面电位分布不均匀,在锂金属的电荷将在锂沉积的阴极,产生锂“枝晶”。一方面会造成可逆嵌锂容量损失,另一方面,枝晶可以穿透隔膜和负极连接,造成电池内部短路,瞬间吸收大量的热,发生爆炸,导致严重的安全隐患。这一系列因素导致金属锂电池的循环性能和安全两差异,所以LiTiS2系统未能实现商业化。1980,阿尔芒首次提出摇椅电池的想法。使用低锂嵌入化合物锂化合物代替金属锂作为阳极,采用高嵌锂电位嵌锂化合物作正极。同年,在美国德州大学Goode
ough教授的国家提出了一系列的锂过渡金属氧化物LixMO2(MCo、Ni或M
为两电池正极材料锂。1987,奥邦成功组装了浓差电池MO2WO2LiPF6PCLiCoO2和证明“摇椅电池”的想法的可行性,但由于负电极材料形成LiMoO2CLiWO2嵌入电位高0720VvsLiLi嵌锂容量较低,并没有显示高电压的锂离子二次电池的优点,比容量高。
f1987,日本的索尼公司使用锂嵌入焦炭LiXC6取代锂金属作为阳极,通过LixC6LiC1O4PCECLi1XMO2MCoNiM
的电池系统,是可逆的嵌脱锂的碳材料为负极,同时保持高电压比在同一时间的能量,成功地解决了锂离子二次电池的循环寿命低的缺点,安全性能差。纯锂离子电池的研究起步于80年代后期的1989,在第二十世纪,日本
agoura等人。发展到锂离子电池的两倍阳极石油焦为正极、锂离子钴作为阴极。在同一年,r