锂电池的发明历史 锂电池的发明过程

　　锂电池是由爱迪生发明的一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，是人类生活中必不可少的一件物品。那么大家对锂电池了解吗?知道它的发明历史和发明过程吗?下面跟随学习啦小编一起来看看吧。

　　锂电池的发明历史及过程

　　早期研发

　　最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得起植入人体的搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。

　　为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究。从而制造出前所未有的产品。

　　1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的行动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备重量和体积大大减小。

　　发展进程

　　1、1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。

　　2、1980年，J. Goodenough 发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料.

　　3、1982年伊利诺伊理工大学(the Illinois Institute of Technology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此过程是快速的，并且可逆。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。

　　4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够避免了燃烧、爆炸的危险。

　　5、1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。

　　6、1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。

　　7、1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸锂铁(LiFePO4)，比传统的正极材料更具优越性，因此已成为当前主流的正极材料。

　　随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用，并在逐步向其他产品应用领域发展。1998年，天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上，人们把锂离子电池也称为锂电池，但这两种电池是不一样的。锂离子电池已经成为了主流。

　　随着锂电池市场竞争的愈发激烈，快速有效的掌握市场发展情况成为企业决策成功与否的关键。[3]近些年各行业市场的规模和特点都出现了很大的变革，如何从专业的眼光认识锂电池行业的发展和市场的转变，将成为企业未来生存和发展的首要问题。

　　锂电池工作原理

　　锂金属电池：

　　锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

　　放电反应：Li+MnO2=LiMnO2

　　锂离子电池：

　　锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

　　充电正极上发生的反应为

　　LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

　　充电负极上发生的反应为

　　6C+XLi++Xe- = LixC6

　　充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

　　正极

　　正极材料：可选的正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照：

　　LiCoO2 3.7 V 140 mAh/g

　　Li2Mn2O 44.0 V 100 mAh/g

　　LiFePO4 3.3 V 100 mAh/g

　　Li2FePO4F 3.6 V 115 mAh/g

　　正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

　　负极

　　负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。 充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6放电时：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
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