鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí),M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋰電池已經(jīng)成為了主流。
鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。
工作原理
鋰金屬電池:
鋰電池基本原理
鋰電池基本原理
鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
放電反應(yīng):Li+MnO2=LiMnO2
鋰離子電池:
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子)
充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
6C+xLi++xe- = LixC6
充電電池總反應(yīng):LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
早期研發(fā)
鋰電池早期應(yīng)用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn),使得植入人體的起搏器能夠長(zhǎng)期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就用于計(jì)算器,數(shù)碼相機(jī)、手表中。
為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究,從而制造出前所未有的產(chǎn)品。
1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化,使人們的移動(dòng)電話、筆記本、計(jì)算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積減小。
鋰離子
鋰離子電池有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其中,液態(tài)鋰離子電池是指 Li +嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物-鈷酸鋰、錳酸鋰,負(fù)極采用鋰-碳層間化合物。鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng),是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源載體。
1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化,使人們的移動(dòng)電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備重量和體積減小。使用時(shí)間延長(zhǎng)。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘,與鎳鎘電池相比,減少了對(duì)環(huán)境的污染。
鋰電池的污染還是有的,只是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小。
電池應(yīng)用
隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對(duì)電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。
早得以應(yīng)用的是鋰亞原電池,用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低,放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長(zhǎng)期使用成為可能。
鋰錳電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源,用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、手表中。
鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上,可以說(shuō)是大的應(yīng)用群體。
結(jié)尾
以下就是山東德晉新能源科技有限公司給大家科普的知識(shí)什么是鋰電池?希望給大家?guī)?lái)幫助,謝謝觀賞。