锂离子电池的发展和研究现状
时间:2018-03-15 20:18 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 锂离子电池是在锂电池的基础上发展的一种新类型的化学电池。最近这几年，世界各国的研究院都投入大量的人力和物力致力于锂离子电池的技术的研究，从制造工艺，制造材料，涉及的学科广泛，目的在于优化锂离子电池的性能，降低制造成本。早在20世纪70年代初，锂原电池就已开始了商品化，其中常见的为Li / MnO2 / Li / CF x (x)、 Li / SOCl2。在对它进行充电的时候，正极材料锂的表面会因为材料的分布不均匀引起电位不合理分布，引起金属锂在沉淀的过程中，速度不稳定。有些局部沉淀过快，就会生成锂枝晶。如果这些锂枝晶质量继续增加，就会发生断裂，断裂后就会产生所谓的死锂现象，另外锂枝晶的不断变大会穿透绝缘膜引起电池短路。而且，锂离子电池在充电的过程中，负极的高纯度的锂的化学性能非常活泼，极易和电解液发生不可逆转的化学反应，生成钝化膜，这些都会导致锂离子电池失去供电能力，使得电池容量减小，寿命变短，不安全程度增加。在20实际80年代，很多不良事故开始涌现，加拿大的Moli公司和美国Exxon公司研制了新型电池，分别是圆柱式Li / MoS2蓄电池和扣式Li / TiS2蓄电池，在投入批量生产后，用户在使用的过程中发生短路引起火灾的事故，生产被迫停止。19694 1980年，Armand首先提出了“摇椅式电池(rocking chairbatteries)”的观点，他认为锂离子电池的正负极材料可以利用一些具有存储和交换锂离子的化合物，这样就可以使Li+正负极之间的自由的可逆运动。之后Goodenough等研制了基于LiCoO2层状充电电池，揭开了锂离子电池的研究序幕。 在此基础上，日本Nagoura[13]等人于1990年研制成以石油焦碳为负极、LiCoO2为正极的锂离子二次电池。这种电池不但消除了因为负极是金属锂或者合金材料可能产生的安全隐患，而且增大了电池的使用寿命，使得电池的制造工艺简单，生产费用降低。这项研究的成功，大大推动了化学电池的发展，特别是在锂离子电池领域，实现了重大的技术突破。随后，前期研究的基础上，索尼公司研制了基于聚糖醇热解碳的锂离子电池，使得锂离子电池真正实现了商业化，从此，在全世界范围内掀起了锂离子电池研究的热潮。 美国的贝尔电子通讯公司于1993年研制了聚合物锂离子电池，这种电池的负极仍然是碳或脱活性物质，正极材料是LiCoO2或LiMn2O4，电解质是具有导电功能的高聚物。这种电池重量轻、安全性高、可设计成任意形状，且可以省去金属外壳，适合作为各类电子设备的支撑电源[14]。 继日、美之后，法、德、加、中、韩等国相继实现了锂离子电池的商品化。我国于1997年在电子科技集团公司第十八研究所建成了具有30支生产能力的锂离子电池自动化生产线，之后的数年，建立了很多以生产锂离子电池的公司，如比亚迪、力神等公司。随着工业技术和纳米材料科学的不断发展，在锂离子电池的研究领域取得了丰硕的成果，未来锂离子电池的前景非常好。 (责任编辑：qin) |