简述锂离子电池的发展历史
锂离子电池是一种能储蓄电能的二次电池,具有轻量、体积小、能量密度高等优点,因此在现代社会得到了广泛的应用。以下是锂离子电池的发展历史:
1、1976年,美国石油公司的技术人员惠廷厄姆提出了将锂用于电池的技术。那时的结构为正极材料使用二硫化钛,负极材料使用锂。然而,由于二硫化钛与锂组合的电池无法作为二次电池稳定地工作,因此锂电池只能作为钓鱼用的浮标电池和一次性相机的闪光灯电源等不能充电的一次电池实用化。
2、1980年,古迪纳夫提出了钴系锂离子电池,但由于钴的成本高昂,镍、锰等材料逐渐成为正极材料的主要选择。
3、1991年,吉野彰发明了锂离子电池的正负极之间离子稳定移动的技术,使锂离子电池得以实用化。这一技术使得锂离子电池具有了轻量、体积小、能量密度高等优点,从而得到了广泛的应用。
4、2019年,吉野彰、约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆三位研究人员因为其在锂离子电池的研发中所做出的贡献而获得了诺贝尔化学奖。
锂离子电池的发展过程中,其化学体系也在不断地改进和完善。目前,常见的锂离子电池的化学体系有:
1、钴酸锂电池(LiCoO2电池):正极材料为LiCoO2,负极材料为石墨。
2、镍钴锰酸锂电池(NCM电池):正极材料为NiCoMnO2,负极材料为石墨。
3、磷酸铁锂电池(LiFePO4电池):正极材料为LiFePO4,负极材料为石墨。
4、硅负极锂离子电池(Si电池):负极材料为硅,正极材料为LiCoO2。
不同的化学体系有不同的优缺点,例如,钴酸锂电池具有高的能量密度和较好的性能,但由于钴的成本和资源限制,其价格较高;磷酸铁锂电池具有较长的寿命和较好的安全性能,但能量密度较低。因此,在实际应用中需要锂离子电池在过去几十年中得到了快速的发展,其应用场景也在不断扩大。随着技术的不断进步和成本的不断降低,锂离子电池在未来仍有广阔的发展前景。
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