锂电池的发展过程

1、锂电池发展史

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NH4Cl为电解液的锌—二氧化锰干电池；1895年琼格发明了镉-镍电池；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

美国特种航天特种局(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。

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。