锂离子电池是否落后了

前一阵子，有专家在贵报撰文称，锂离子电池现已是落后产品，德国等发达国家都在积极研发第二代锂电池，即锂聚合物电池。中国应该积极开发锂聚合物电池和技术，它是比锂离子电池更为先进的产品，未来将取代锂离子电池。

对于这位专家的观点，笔者不敢苟同。无论从国外经验还是国内研发、生产趋势看，锂离子电池都处于上升阶段。而且，锂聚合物电池和锂离子电池各有优劣，从目前看并不存在谁代替谁的说法。

锂电池发明于上世纪70年代初的美国，发明者是美国化学家斯坦利·韦廷汉姆。锂电池的特点是能够利用锂金属结构密集的元素，在电极上以锂离子的形式储存较多的电荷。锂离子具有输送电子的特征，能实现电荷的迁移。在适宜电解液工作的温度工况之下，具有较高的化学电位，可以储存一定的电能。放电时锂离子在负极释放掉电子，这些电子随后形成电流流出。锂电池是手机、笔记本电脑微型化、商业化的重要条件之一。以目前的技术水平看，它要为汽车电动化作贡献还需要人们再努力一把。短路、热失效等都是发展中的锂电池所要面临的问题。现在，人们正运用提纯、掺杂、交叉、置换等方法来提升锂电池的实用性，以期使它的容量越来越大。

锂电池的概念较多,有的是学术名,有的是商品名,有的是习惯用名。锂电池由正负极、电解质、隔膜、单体电池外包装壳体等几部分组成。其基本要素构成没有变，但正负极之合成材料、制造工艺，电解质构成、包装材料等方面的变化层出不穷、日新月异，正是由于其正负极、电解质花样繁多，才致使概念不清。

凡是用锂金属及合金制成电极的锂电池，若以电荷储存和迁移之特性而论，都是由锂离子的运动而存放电，因此都可称为锂离子电池。这是锂可用于二次可逆电池的基本原理，也是锂电池电性能的物理特征。若以电解质分类则分为液体、胶体离子型和固体聚合物、凝胶等若干种，含离子特征的电解液是锂电池的化学特征，与锂离子电池称谓中的“离子”有混淆但不是一回事。锂电池充放电形成电荷迁移输送电子都得由锂离子来运动和实现。而电解质含与不含离子，与区分锂离子电池品种称谓无关。

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第一代锂电池用的是液体电解质（简称LIB），这类锂电池根据电解质不同分为两类：有机液体电解质和胶体高分子电解质。前者用金属壳体包装，后者既可用金属壳体也可用软膜包装。用液体电解质组装的锂电池在充放电循环中易生长锂晶枝，刺破隔膜而渗漏电解液，引发正负极短路，安全性较差。所以，研发者以聚合物电解质应对之，是锂电池发展的一个进步。但是，这只是安全性的一部分，电池安全性涉及问题很多。

聚合物电解质既导电又安全，且外形随用途而随意设计，包装较为方便。固体电解质分为聚合物和凝胶两类，而具体品种有数十种，且仍不断有新品种产生。固体电解质SPE是将电解质溶盐溶解在聚合物中而制成。一般聚合物如聚乙烯中没有离子导电性，故正负电极短路是不会发生的。

液体电解质锂电池经美国人发明、日本索尼公司开发，已应用于手机、笔记本电脑和电动工具等方面，现已开始用于混合动力汽车上，属锂电池之第一代。液体电解质的锂电池工作温度在－20℃～60℃之间，尚可适应汽车的要求。固体电解质锂电池（即锂聚合物电池）是正在开发的技术，属第二代。其实用性如何尚不得而知。这里需要说明一点，第二代产品未必比第一代更先进，因为在固体电解质锂电池出来之后，液体电解质锂电池技术又有了很大突破。