前一陣子，有專家在貴報(bào)撰文稱，鋰離子電池現(xiàn)已是落后產(chǎn)品，德國等發(fā)達(dá)國家都在積極研發(fā)第二代鋰電池，即鋰聚合物電池。中國應(yīng)該積極開發(fā)鋰聚合物電池和技術(shù)，它是比鋰離子電池更為先進(jìn)的產(chǎn)品，未來將取代鋰離子電池。
對于這位專家的觀點(diǎn)，筆者不敢茍同。無論從國外經(jīng)驗(yàn)還是國內(nèi)研發(fā)、生產(chǎn)趨勢看，鋰離子電池都處于上升階段。而且，鋰聚合物電池和鋰離子電池各有優(yōu)劣，從目前看并不存在誰代替誰的說法。
鋰電池發(fā)明于上世紀(jì)70年代初的美國，發(fā)明者是美國化學(xué)家斯坦利·韋廷漢姆。鋰電池的特點(diǎn)是能夠利用鋰金屬結(jié)構(gòu)密集的元素，在電極上以鋰離子的形式儲存較多的電荷。鋰離子具有輸送電子的特征，能實(shí)現(xiàn)電荷的遷移。在適宜電解液工作的溫度工況之下，具有較高的化學(xué)電位，可以儲存一定的電能。放電時鋰離子在負(fù)極釋放掉電子，這些電子隨后形成電流流出。鋰電池是手機(jī)、筆記本電腦微型化、商業(yè)化的重要條件之一。以目前的技術(shù)水平看，它要為汽車電動化作貢獻(xiàn)還需要人們再努力一把。短路、熱失效等都是發(fā)展中的鋰電池所要面臨的問題。現(xiàn)在，人們正運(yùn)用提純、摻雜、交叉、置換等方法來提升鋰電池的實(shí)用性，以期使它的容量越來越大。
鋰電池的概念較多,有的是學(xué)術(shù)名,有的是商品名,有的是習(xí)慣用名。鋰電池由正負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜、單體電池外包裝殼體等幾部分組成。其基本要素構(gòu)成沒有變，但正負(fù)極之合成材料、制造工藝，電解質(zhì)構(gòu)成、包裝材料等方面的變化層出不窮、日新月異，正是由于其正負(fù)極、電解質(zhì)花樣繁多，才致使概念不清。
凡是用鋰金屬及合金制成電極的鋰電池，若以電荷儲存和遷移之特性而論，都是由鋰離子的運(yùn)動而存放電，因此都可稱為鋰離子電池。這是鋰可用于二次可逆電池的基本原理，也是鋰電池電性能的物理特征。若以電解質(zhì)分類則分為液體、膠體離子型和固體聚合物、凝膠等若干種，含離子特征的電解液是鋰電池的化學(xué)特征，與鋰離子電池稱謂中的“離子”有混淆但不是一回事。鋰電池充放電形成電荷遷移輸送電子都得由鋰離子來運(yùn)動和實(shí)現(xiàn)。而電解質(zhì)含與不含離子，與區(qū)分鋰離子電池品種稱謂無關(guān)。
第一代鋰電池用的是液體電解質(zhì)（簡稱LIB），這類鋰電池根據(jù)電解質(zhì)不同分為兩類：有機(jī)液體電解質(zhì)和膠體高分子電解質(zhì)。前者用金屬殼體包裝，后者既可用金屬殼體也可用軟膜包裝。用液體電解質(zhì)組裝的鋰電池在充放電循環(huán)中易生長鋰晶枝，刺破隔膜而滲漏電解液，引發(fā)正負(fù)極短路，安全性較差。所以，研發(fā)者以聚合物電解質(zhì)應(yīng)對之，是鋰電池發(fā)展的一個進(jìn)步。但是，這只是安全性的一部分，電池安全性涉及問題很多。
聚合物電解質(zhì)既導(dǎo)電又安全，且外形隨用途而隨意設(shè)計(jì)，包裝較為方便。固體電解質(zhì)分為聚合物和凝膠兩類，而具體品種有數(shù)十種，且仍不斷有新品種產(chǎn)生。固體電解質(zhì)SPE是將電解質(zhì)溶鹽溶解在聚合物中而制成。一般聚合物如聚乙烯中沒有離子導(dǎo)電性，故正負(fù)電極短路是不會發(fā)生的。
液體電解質(zhì)鋰電池經(jīng)美國人發(fā)明、日本索尼公司開發(fā)，已應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦和電動工具等方面，現(xiàn)已開始用于混合動力汽車上，屬鋰電池之第一代。液體電解質(zhì)的鋰電池工作溫度在－20℃～60℃之間，尚可適應(yīng)汽車的要求。固體電解質(zhì)鋰電池（即鋰聚合物電池）是正在開發(fā)的技術(shù)，屬第二代。其實(shí)用性如何尚不得而知。這里需要說明一點(diǎn)，第二代產(chǎn)品未必比第一代更先進(jìn)，因?yàn)樵诠腆w電解質(zhì)鋰電池出來之后，液體電解質(zhì)鋰電池技術(shù)又有了很大突破。
評論表單加載中...