分析锂离子电池的历史发展概况

锂离子电池的历史发展概况

20世纪70年代初，由于能源危机，锂离子电池的研究工作得到了推进。以Li或Li -al合金为正极材料，先后出现了Li/MnO2、Li/I2、Li/SOCl2、Li/FeS2等锂电池。1970年，日本松下公司在美国获得了Li/(CF) n电池的专利。在放电过程中，(CF) n由锂生成C和LiF，这个反应是不可逆的，所以当时的锂原电池是一次性电池。1977年，世界上最大的锂离子电池制造商日本三洋公司设计了Li/MnO2电池，该电池立即被用于其太阳能可充电电子计算器。在最初研究Gui,美国通用汽车(GM)和阿贡国家实验室(退火)专注于熔盐电解质的锂离子电池系统,熔盐电解质锂电池阳极材料熔化状态的和硫磺,电解质锂盐融化和氯化锂、氯化钾等,当熔盐电解质电池工作需要45℃高温。然而，这种电池在使用过程中并不能抑制对环境的破坏，其容量会迅速下降。在接下来的研究中,研究者废弃锂和硫磺的铝锂合金硫化(LiAl)和铁(菲斯和FeS2),提高了循环性能,但由于有机电解质锂离子电池的快速发展,高温熔融盐锂离子电池的研究工作基本上是终止1990左右。

 

20世纪80年代以来，锂离子电池的研究取得了突破性进展:1980年，Goodenough的团队制造了LiCoO2正极材料;1981年，贝尔实验室使用石墨作为锂离子电池的阴极材料。1983年，Goodenough制造了正极材料LiMn2O4。1989年，Manthiram和Goodenough报道了聚阴离子(如SO42-)的诱导作用可以提高金属氧化物的工作电压。1990年，索尼的商用锂离子二次电池(C/LiCoO2)成为真正的锂离子电池。实现了以石墨化碳材料为负极的锂二次电池。其组成为:锂与过渡金属复合氧化物/电解质/石墨化碳材料。1994年，Tarascon和Guyomard开发了一种以碳酸乙酯和碳酸二甲酯为基础的电解液系统。1997年，Goodenough报道了一种叫做LiFePO4的正极材料。此时，锂离子电池已经完全形成。

 

金属锂和LiC6之间的电位差小于0,LiC6是一种嵌入石墨化碳材料和锂的化合物。因此，可充电锂离子电池的负极材料可以在没有锂金属的情况下使用。在充电过程中，锂首先进入石墨。在石墨中，锂储存在层状结构中间的层间间隙中，接下来的放电过程在层间进行。该方法具有良好的可逆性，使可充电锂离子电池的循环性能得到了很好的改善。此外,碳材料是廉价、无毒,在空气中放电状态是相对稳定的,不仅可以不使用活画出金属锂的性能,而且还可以防止锂枝晶的产生,使用寿命大大提高,直接从根本上改善锂离子电池的安全性。