锂离子电池的起源与发展

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锂离子电池是20世纪发展起来的一种新型高能电池。它可以理解为一种含有锂元素的电池(包括锂金属、锂合金、锂离子和锂聚合物)，可分为锂金属电池(生产和应用较少)和锂离子电池(目前应用较多)。由于其比能高、电池电压高、工作温度规划宽、储存寿命长等优点，被广泛应用于手机、便携式电脑、摄像机、摄像机等特种和民用小家电中，部分替代了传统的电池。

锂离子电池的起源与发展

在20世纪70年代，埃克森美孚的m.s.Watson用硫化钛作为正极材料，锂金属作为负极材料制造了第一块锂离子电池。

在1980年，j.Goodenough发现锂钴氧化物可以作为锂离子电池的阴极材料。

1982年水银血压计argarwal和,伊利诺斯理工学院的sielman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，这是一个快速且可逆的过程。与此同时，锂离子电池由锂金属制成，其潜在的安全隐患也受到了人们的重视，因此人们测试了利用锂离子嵌入石墨的特性来制作可充电电池。第一个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室成功试制。

1983年，m.hackeray和j.gendenough等人发现，锰尖晶石是一种极好的阳极材料，具有价格低廉、稳定性好、导电性和锂导电性好的特点。其分化温度高，且氧化程度远低于钴酸锂，即使发生短路、过充，也能防止焚化、爆炸的危险。

1989年，a.a.thiram和j.g.ough发现，假如选择聚合阴离子的正极，就会出现更高的电压。

1991年，索尼公司推出了第一款商用锂离子电池。后来，锂离子电池彻底改变了消费类电子产品的面貌。

1996年，Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂(LiFePO4)，优于传统的阴极材料，从而成为主流的阴极材料。

锂离子电池是锂离子电池的一种发展。在我们讨论锂离子之前，我们先来讨论锂离子电池。例如，纽扣电池属于锂离子电池。锂离子电池的正极是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装好后，电池将有电压，不要充电。这种电池也可以充电，但循环功能不好，在充放电循环过程中，简略地形成锂枝晶，构成电池内部短路，所以一般这种电池是停止充电的。

后来，日本索尼公司把碳材料作为负极，把含锂化合物作为正极的锂离子电池，在充放电的过程中，不存在金属锂、锂离子，这就是锂离子电池。

上世纪90年代初，日本的索尼电力开发公司和加拿大的莫利电力公司分别开发了一种新型锂离子电池，不仅性能优良，而且对环境无污染。随着信息技术、手持式机械和电动汽车的迅速发展，对高效率电源的需求急剧新增。

锂离子电池的结构和原理

锂离子电池的重要组成部分:

(1)正极活性物质重要指锂钴酸、锂锰酸、磷酸铁锂、镍酸锂、钴锰酸镍锂等。导电收集液一般用于10-20微米厚度的铝箔;

隔膜一种特殊的塑料薄膜，允许锂离子通过，但同时也是电子的绝缘体。现在重要有PE和PP及其组合。有一种无机固体膜，如氧化铝膜涂层就是一种无机固体膜;

(3)负极活性物质重要是指石墨、钛酸锂或具有类似石墨结构的碳材料。导电收集液一般为铜箔，厚度为7-15微米;

(4)电解液一般有机体系，如溶解的六氟磷酸锂碳酸盐溶剂，部分聚合物电池使用凝胶电解液;

(5)电池外壳重要分为硬壳(钢壳、铝壳、镀镍铁壳等)和软壳(铝塑料薄膜)。