电池百科
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长期以来,热失控问题一直是阻碍具有高能量密度和高功率输送电池发展的障碍。在超快速充放电过程或其他危险情况下,电池会在瞬间产生大量热量,进而引发安全问题。
一个好的电池可以使用多年,自然也就能节省更多的费用。但是事实上,电池质量良莠不齐。有的质量优异,有的则很差,前者自然能为用户节省成本,后者不要说省钱,能省心就不错了。
近年来,锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长且对环境友好等特点,已经逐渐成为便携式电子设备的主流电源,并被认为是可以应用于电动汽车、混合电动汽车驱动装置中最有前景的电源。此外,锂离子电池可以储存与转换太阳能、风能等绿色能源,以缓解上述绿色能源的间断性与不稳定性,实现能量的供需平衡。目前,诸多领域对于锂离子电池的需求量日益增大,传统电极材料的容量以及快速充放电能力已经达到瓶颈。研发高倍率性能的电极材料以满足有效且快速的能量存储与输出迫在眉睫。
锂离子电池已是现代高性能电池的代表,应用最为广泛,其主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。而今消费电子和动力电池对能量密度提升的需求,推动着正极材料不断进步——通常,人们采用的是锂、氧和一种过渡金属的化合物为电池正极,这其中,正是过渡金属负责储存和释放电能,其性质也是电池容量的关键。
产业界对喷涂式(spray-on)太阳能电池技术已经梦想了十年,现在IBM的加拿大研发中心──由包括多伦多大学(UniversityofToronto)在内之七所大学组成的联盟──有可能已经发现了实现喷涂式太阳能技术的关键。
本文主要介绍了阴极材料的一些表征方法。需要说明的是,材料的性能来源于对试验指标的综合分析,不能用单一的指标来判断。相信随着科学技术的发展,越来越多的先进的表征方法将会走出科研机构。当我们进入锂电池企业时,我们将逐步加深对材料本身的理解。
传统的晶硅电池出产过程中存在污染大、能耗高、电池组件(含支架)重等缺陷,为了能下降成本,完成清洁动力的规模化使用,世界各国在电池的轻量化、低成本化方面都投入了巨大的精力,所以薄膜电池工业应运而生。
综观电池发展的历史,我们可以看出当前世界电池工业发展的三个特点,一是绿色环保电池迅猛发展,包括锂离子蓄电池、氢镍电池等;二是一次电池向蓄电池转化,这符合可持续发展战略;三是电池进一步向小、轻、薄方向发展。在商品化的可充电池中,锂离子电池的比能量最高,特别是聚合物锂离子电池,可以实现可充电池的薄形化。
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。
电池已成为生活必需品,小到手表,大到电动汽车,都有它的参与。至今为止,电池已有了200多年的历史,一切归功于意大利解剖学家伽伐尼,1780年的一天,他做青蛙大腿实验时,发现了青蛙腿会抽搐,他称之为“生物电”。
太阳能电池是一种将太阳能直接转化成电能的半导体器件。近50年来,太阳能电池的研究与应用无论在效率的提高、成本的降低、工艺的改进、应用范围的扩大、新材料的采用等方面都得到了迅速的发展。
锂离子动力电池是由正极、负极、隔膜及电解液这四个主要部分构成。其中锂离子电池的正极一般是具有高电位且可逆脱嵌锂离子的材料,比如锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。锂离子电池的负极一般是碳负极材料比如石墨。目前对正极材料的研究已经达到一个瓶颈,因此对负极材料的研究成为另外一个关键。钛酸锂作为负极材料里的佼佼者,由此谈谈钛酸锂在动力电池中的研究及发展现状