鉅大LARGE | 點擊量:288次 | 2023年06月28日
誰發(fā)明了鋰離子電池?鋰離子電池有什么特點?
鋰元素是在1817年被瑞典化學家貝齊里烏斯的學生阿爾費特遜發(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?,F(xiàn)在仍然采用電解LiCl制取鋰,這個方法要消耗大量的電能,每煉一噸鋰就耗電高達六、七萬度。
鋰在他出世后的100多年中,它重要作為抗痛風藥服務于醫(yī)學界。美國特種航天特種局(NASA)最早認識到,鋰離子電池能作為一種高效的電池。這是因為電池電壓是和負極金屬活潑性密切相關的。作為非常活潑的堿金屬,鋰離子電池能供應較高的電壓。比如鋰離子電池可以供應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,因此鋰的相對原子質(zhì)量只有6.9。這就意味著在在質(zhì)量相同時,金屬鋰比其它活潑金屬能供應更多的電子。此外,鋰元素還有另外一個優(yōu)點。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,充放電時可以實現(xiàn)正負極間的有效、快速的遷移,從而使整個電化學反應得以進行。
金屬鋰盡管有很多優(yōu)點,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,而且常溫下它就能與氮氣發(fā)生反應。這就導致金屬鋰的保存、使用或是加工都比其他金屬要復雜得多,對環(huán)境要求非常高。所以,鋰離子電池長期沒有得到應用。隨著科學家的攻關,鋰離子電池的技術障礙一個個突破,鋰離子電池漸漸也登上了舞臺,鋰離子電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段。鋰離子電池特點
鋰離子電池的正極材料、負極材料、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)用的機械設備昂貴,價值較高,機械設備折舊損耗較大。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和再次使用的。鉛酸蓄電池使用之后的回收價值在40%以上,而鋰離子電池的回收價值幾乎是零。
鋰離子電池無論是體積比能量,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。鋰離子電池用于電動汽車的循環(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特優(yōu)點。在要時,可以使充電時間控制在20min~1h,充電效率達到84%以上。在進一步技術創(chuàng)新的基礎上,這一特性將得到更好的發(fā)揮。