电池能量密度的跃升是化学电源发展的体现
电池能量密度的跃升数据则更直观地反映了最近50年化学电源的发展。从一次电池来看,在此之前的传统Leclanche式“干电池”(近中性Zn/MnO2电池)的比能量只有25~30Wh·kg,采用电解MnO2后比能量增大了1倍,达到50~60Wh·kg叫和140Wh·kg。而20世纪60年代碱性Zn/Mn02电池的出现则将电池比能量在此基础上又提高了近1倍,达到95~100Wh·kg及200Wh·kg。随着70年代锂一次电池的成功开发,电池比能量又得到了大幅度提升。其中Li/Mn02电池的比能量达到200Wh·kg和400Wh·kg,较碱性Zn/Mn电池高出1倍;而锂/亚硫酰氯电池则达到500Wh·kg和850Wh·kg以上,较Li/Mn电池又高出1倍以上。因此,从传统的锌锰干电池到锂/亚硫酰氯电池,电池比能量提高了15~20倍。
从二次电池的发展来看,20世纪70年代以前,实用化的二次电池体系主要是传统的铅蓄电池和Ni/Cd电池,当时的比能量均在35Wh·kg-1和80Wh·L以下。经过几十年的发展,传统二次电池比能量有了大幅度提高。Ni/Cd电池通过采用发泡镍电极、电化学浸渍等新技术,比能量达到了50Wh·kg-1和170Wh·L的水平,而采用新结构的水平(或称双极性)铅酸电池也达到了45~50Wh·kg_1和100Wh·L的比能量值,且实现了密闭及免维护。更为突出的是,随着80年代末镍/金属氢化物电池(以下简称镍氢电池)和90年代初锂离子电池的出现,二次电池的能量密度实现了跨越式提升。