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早期的金属锂电池

来源:许昌学院新材料与能源学院 作者:帅奇

——记许昌学院“觅硫寻钴”超级锂电社会实践团队

在金属锂一次电池的开发中,初期选择传统正极材料,如Ag、Cu、Ni的化合物的电化学性能一直达不到要求,人们不得不寻找新的正极材料。1970年,日本Sanyo公司利用二氧化锰作为正极材料,造出了人类第一块商品锂电池。1973年松下开始量产正极活性物质为氟化炭材料作正极的锂原电池。1976年,以碘为正极的锂碘原电池问世。上世纪80年代以后,锂的开采成本大幅度降低,锂电池开始商业化。

早期金属锂电池属于一次电池,这种电池只能一次性使用、不能充电。锂电池的成功极大地激发了人们继续研发可充电电池的热情,开发锂充电电池的序幕就此拉开。1972年,美国埃克森(Exxon)公司采用二硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,开发出世界上第一个金属锂充电电池。这款可充电锂电池就拥有可深度充放电1000次且每次循环的损失不超过0.05%的优良性能。

锂充电电池研究曾经非常深入,但直到今天为止,以金属锂为负极的充电电池仍然没有商业化生产。这是因为锂充电电池一直没有解决充电的安全性问题。当锂电池充电时,锂离子在阴极获得电子析出金属锂。在理想状态,金属锂应该像水(金属锂)倒在地面(电极)上,铺上平平的一层。但是,金属锂在阴极上的沉积,却像在地上长了一棵树一样,形成树枝状的结构。这些树枝状的金属锂经过多次充放电,等树枝长的足够大就能从正极连到了负极,造成电池内部短路,可能引起电池起火或者爆炸。1989年以后大多数企业停止了对锂二次电池的开发。

投稿人:子衿

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