定制热线: 400-678-3556

宝鄂文库

18650锂电池的哪些特性使它成为了最成功的商业化产品?

来源:宝鄂实业    2019-04-14 23:54    点击量:

这要归功于Ni-Cd电池的容量实现了显著提升。举例来说,索尼第一台8mm摄像机使用的二次电池组型号为“NP-55”,使用5节略短于5号干电池的Ni-Cd电池。在1985年上市时,容量约为700mAh,顺应高容量化的呼声,索尼对电池进行改进,到1989年,电池容量增加到了1300mAh(图3)。

 

NP-55由5节Ni-Cd电池组成,得到了索尼第一台8mm摄像机的采用。1985年上市之时的容量约为700mAh,1989年达到了1300mAh。

 

容量密度的提高得益于众多的技术革新,其代表之一是下面介绍的发泡镍基板。Ni-Cd电池的电极基板最初使用镍的烧结体(烧结式镍),之后开始采用发泡镍基板。后者以聚氨酯泡沫和高分子纤维无纺布为起始原料。

 

无纺布首先经过无电电镀获得导电性,接着经过通常电镀,在表面附着镍,然后在高温下煅烧。完成煅烧后,聚氨酯树脂等基材将会消失,只留下镍骨架。高分子基材原本具备的空隙原封不动,制成的电极基板的多孔度非常高。空隙率从过去烧结式的80%增至最大98%,革命性地提高了活性物质*的填充率。通过采用这种电极,容量大约可提高30%。

 

*活性物质=参与发电反应的正极和负极的物质。电池是将正极与负极发生化学反应产生的能量转化为电能输出的装置,参与化学反应的物质叫作正极活性物质、负极活性物质。比方说,Ni-Cd电池的正极活性物质是NiOOH(氢氧化镍),负极活性物质是Cd(镉)。

 

发泡镍基板登场是在1980年代后半段,而索尼在1970年代前半段,其实已经在着手开发同类技术。当时,索尼还将台式计算器(与现在的计算器判若两物的大型设备)商品化,内置Ni-Cd电池作为电源。为实现电池的轻量化,该电池也使用了经过无电电镀和通常电镀处理的无纺布作为基板。但遗憾的是我们没有想到通过煅烧的方式清除无纺布基材。

 

不过,塞翁失马焉知非福。如果我们的电极发展到了采用发泡镍基板的程度,Ni-Cd电池(还有之后的Ni-MH电池)或许将会成为索尼电池的主力商品,使日后LIB的开发大幅延后。毕竟索尼是因为当时没有强有力的二次电池商品,才把精力投入到了开发新型二次电池LIB。

 

现在回过头来说摄像机用电源,摄像机对于电池增加容量的要求越来越高。

 

但根据以往经验,二次电池技术“可达成的容量仅为理论容量的1/5左右”,按照这个规律计算,在1990年,Ni-Cd电池技术已经基本达到了极限。之后如果不开发新电池,就无法满足产品的需求。

 

而且,Ni-Cd电池还面临着另一大阻碍——镉的环境危害。各位读者应该听说过镉引发的“痛痛病”。这种疾病发病于流经富山县的神通川流域的居民,在国际上也相当出名,英语甚至沿用日语叫法,称其为itai-itaidisease。镉已经成为了人尽皆知的有害物质注1)。因此,电池企业被迫要尽快摆脱Ni-Cd电池。