图1.1 常见的电池分类
图1.1列出了近年来常见电池的种类,根据性质的不同主要分为化学电池及物理电池,其中,按化学电池又分为一次、二次电池,又因化学材料的不同可细分为各类电池。前几年太阳能电池发展迅速,而如今电子产品的市场不断开拓,高科技电子信息时代的来临,使得二次电池的发展前景一片美好。表1.1将日常生活中较为常用的四类二次电池从性能上进行多方面的比较。与锂电子电池相比,铅酸、镍镉、镍氢这三类电池它们的电池电压低,能量密度低。并且铅酸、镍镉电池中含有较多的酸和重金属物质,在电池的生产,使用以及回收处理的过程中,会通过水、空气、食物等方式进入人的身体,影响身体健康。而锂离子电池满足了电压高,能量密度大,绿色环保等要求,充分符合了现代电子产品市场及相关产业的需求,这就推动了锂离子电池的市场发展。
表1.1 常用二次电池性能对比
电池种类 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂电池
商业化时间(年) 1890 1956 1990 1992
工作电压 2V 1.2V 1.2V 3.3-3.7V
能量密度 30-50Wh/Kg 45-80Wh/Kg 60-120Wh/Kg 90-190Wh/Kg
循环寿命 200-300次 1000次 300-500次 500-2000次
自放电率 4-5% 20-30% 30-35% <5%
记忆效应 无 有 有 无
充电温度 -20-50℃ 0-45℃ 0-45℃ 0-45℃
放电温度 -20-50℃ -20-65℃ -20-60℃ 0-60℃
耐过充能力 良好 中等 较差 较差,不能进行涓流充电
环保 否 否 是 是
价格 <0.2$/Wh 0.5$/Wh 0.5-1$/Wh 0.3-1$/Wh
1.2 锂离子电池
现如今,一般应用于日常生活和电子市场中的主要是锂离子电池,我们将其简称为锂电池。因此,目前对于锂系电池的相关实验和研究,主要是侧重于锂电子电池。而直接将金属锂用作电池负极的电池才是真正意义上的锂电池,因为金属锂的性质十分不稳定,对环境和温度的使用要求很高,使用在电子设备或设施中的危险性很大,且其电池容量小,无法循环使用,经济效益低。最初,为了改善锂电池存在的缺陷,提高电池的使用安全性、循环使用及扩大电容量,在1980年,Armand M教授向外界提出RCB(锂电子电池)观点。金属锂不再被直接采用作为锂电池的负极材料,而是将电池正、负极均使用可以让锂离子自由嵌入及释放的活性材料[4,5]。在这个概念提出后,人们不断研究和开发锂电子电池。在历经十年的研发后,直到1991年6月,日本Sony公司正式将锂电子电池投入实际商业生产,开始应用于电子市场 [6]。这标志着在电池领域的一步巨大突破,甚至有人称之为一次电池的工业。其拥有的巨大潜力和优势,很快在电子市场上占有一席之地,使锂离子电池成功实现了商业价值。 钇钨掺杂锆酸镧电解质的表征(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_80857.html