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1、 电池发展史
电池是将物质化学反应产生的能量直接转换成电能的一种装置。1800 年,意大
利科学家伏打(Volta)将不同的金属与电解液接触,作成Volta 堆,这被认为
是人类历史上第一套电源装置。从1859 年普莱德(Plante)试制成功铅酸蓄电
池以后,化学电源便进入了萌芽状态。1868 年法国科学家勒克郎谢(Leclanche)
研制成功以NH Cl 为电解液的锌—二氧化锰干电池;1895 年琼格发明了镉-镍电
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池;1900 年爱迪生(Edison)研制成功铁-镍蓄电池。进入20 世纪后,电池理
论和技术一度处于停滞状时期,但在二次世界大战之后,随着一些基础研究在理
论上取得突破、新型电极材料的开发和各类用电器具日新月异的发展,电池技术
又进入了一个快速发展的时期,科学家首先发展了碱性锌锰电池。进入80 年代,
科学技术发展越发迅速,对化学电源的要求也日益增多、增高。如集成电路的发
展,要求化学电源必须小型化;电子器械、医疗器械和家用电器的普及不仅要求
化学电源体积小,而且还要求能量密度高、密封性和贮存性能好、电压精度高。
因此电池池的研究重点转向蓄电池,1988 年,镍镉电池实现商品化。1992 年,
锂离子电池实现商品化,1999 年,聚合物锂离子蓄电池进入市场。
2、锂电池发展史
2.1 锂原电池
美国航空航天航空局(NASA)及世界上其它一些研究机构是最早从事锂原电池研
究的,他们努力的结果使锂原电池在1970 年初实现了商品化。这种锂原电池采
用金属锂,正极活性物质采用二氧化锰和氟化炭等材料。与传统的原电池相比,
这种锂离子电池的放电容量高数倍,而且其电动势在3V 以上,可用作特殊需求
的长寿命电池或高电压电池。
上述使用金属锂作活性负极物质的一次锂电池已顺利实现了商品化,但锂离子蓄
电池的开发且遇到了非常大的困难,最大的困难是金属锂负极存在很大的问题。
这是由于在充电反应中过程中会产生枝晶锂(纤维状结晶),这种现象会导致蓄
电池产生两个致命的缺陷,第一个缺陷是对电池特性的影响,那就是以纤维状沉
积的金属锂会以100%的效率放电,由此导致电池充放电循环困难,并引起电池
的循环寿命和贮存等性能的下降,第二个缺陷就是枝晶通过充放电的循环反复形
成,枝晶锂可能穿透隔膜,造成电池内部短路,从而发生爆炸。为了解决这些问
题,虽然采用了锂合金来替代金属锂,并改进了电解质,但这些努力的结果仍无
法使锂蓄电池实现商品化生产。
2.2 液体锂离子电池
为了克服锂原电池的以上的不足,提高电池的安全可靠性,1980 年,Armand 率
先提出了RCB 概念,锂蓄电池负极不再采用金属锂,而是正负极均采用能让锂离
子自由脱嵌的活性物质。从此以后,锂电池得到了迅猛的发展。1990 年日本的
索尼(Sony)公司率先研制成功锂离子电池,它是把锂离子嵌入碳中形成负极,取
代传统锂原电池的金属锂或锂合金作负极。1992 年,锂离子蓄电池实现商品化,
1999 年,聚合物锂离子电池实现商品化。
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2.3 聚合物锂离子电池
聚合物锂离子电池是一种全新结构的锂离子电池。聚合物锂离子电池的出现是锂
离子电池发展历史上的一个重大突破。聚合物锂离子电池在电池结构和电池制造
工艺上都与液态锂离子电池有着根本的区别:首先,这种电池的电解质是以固态
或胶体的形式存在的,没有自由液体,因而加工性和可靠性大大提高,不需要金
属外壳,可以制成全塑包装,减轻重量。其次,电解质可以同塑料电极叠合,使
高能量与长寿命结合起来,并且形状和大小可调,使用范围和销路将大大拓宽,
适用的范围大大增加。再者,由于电解液被聚合物中的网络所捕捉,均匀地分散
在分子结构中,因而电池的安全性也大大地提高。
3、我国电池的发展史
自五十年代以来,我国二次电池工业,从无到有,从弱到强,已形成了比较完备
的工业体系,其发展历程大致可分为三个时期,首先是五十年代兴起的铅酸蓄电
池。第二个时期是指六十年代开发成功镉镍碱性蓄电池时期,该系列电池由于高
功率、高寿命以及良好的低温性能,广泛地应用于航海、通讯、电力、铁路、通
讯、电动工具、办工自动化等诸多部门。第三个时期指进入九十年代至今,九十
年代初期,中国已有了研制锂电池的初级产品,主要是用于电子计算器上的二氧
化锰扣式电池,以及少量的锂、碘和卷边封口的锂、二氧化硫电池,随后又研制
出小型碳包式的锂、亚硫氯电池。此外90 年代初,中国才开始由自己规模化生
产的,可供军方使用的安全可靠的锂电池。到了90 年代末期,我国对
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