锂电池最早期应用在哪个领域？
来源：宝鄂实业
2019-07-16 17:39
点击量：次
锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。
为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。
1、1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。
2、1980年，J.Goodenough发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。
3、1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此过程是快速的，并且可逆。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。
4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够避免了燃烧、爆炸的危险。
5、1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。
6、1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。
7、1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸锂铁(LiFePO4)，比传统的正极材料更具优越性，因此已成为当前主流的正极材料。
随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用，并在逐步向其他产品应用领域发展。1998年，天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上，人们把锂离子电池也称为锂电池，但这两种电池是不一样的。锂离子电池已经成为了主流。
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。
锂离子电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，每月在10%以下。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃～60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大。使用寿命长。没有环境污染，被称为绿色电池。
作用机理
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。
当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。
一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。
使用（放电）注意事项
对电池来说，正常使用就是放电的过程。锂电池放电需要注意几点：
第一，放电电流不能过大，过大的电流导致电池内部发热，有可能会造成永久性的损害。在手机上，这个倒是没有问题的，可以不考虑。
从右图上可以看出，电池放电电流越大，放电容量越小，电压下降更快。
第二，绝对不能过放电！锂电池内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的，过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生，因此锂电池最怕过放电，一旦放电电压低于2.7V，将可能导致电池报废。好在手机电池内部都已经装了保护电路，电压还没低到损坏电池的程度，保护电路就会起作用，停止放电。
锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。
锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成负极（传统锂电池用锂或锂合金作负极）。正极材料常用LixCoO2,也用LixNiO2，和LixMnO4，电解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基碳酸酯（DMC）。
石油焦炭和石墨作负极材料无毒，且资源充足，锂离子嵌入碳中，克服了锂的高活性，解决了传统锂电池存在的安全问题，正极LixCoO2在充、放电性能和寿命上均能达到较高水平，使成本降低，总之锂离子电池的综合性能提高了。预计21世纪锂离子电池将会占有很大的市场。
锂离子二次电池充、放电时的反应式为LiCoO2+C=Li1-xCoO2+LixC[1]
锂电池的正确使用方法之电池保养：
电池是一种易耗品，其寿命是一定的（充放电次数通常为300-500次），因此掌握正确的使用方法是电池“延年益寿”的秘诀。不同类型的电池有不同的充电要求，镍氢电在充电中容易出现发热及高温的问题，如热量无法及时散出，极易造成电池性下降或不可逆的损坏甚至爆炸。一般来说按说明书之要求用电池附带之充电器（或原装充电器）对电池进行充电即可达到要求，忌长时间不间断充电和用不符合要求的充电器进行充电（特别是低档的充电器无保护功能），以免造成损坏或发生危险，正确的做法应是用合格的或原装充电器进行充电，达到充满时间后即取下。通常锂电池有比较完备的保护功能（带有保护板），对电池充电时没有太多的其它要求，但为防止保护板过充保护功能失效造成的安全问题，也不建议长时间的充电，电池充饱后即取出，另外充电时必须使用原装或电池所附带的充电器，并按说明进行操作和使用，否则可能损坏电池甚至发生危险；锂电池过热爆炸着火的几率比其他类型的电池高很多，最近APPLE、DELL均有类似的案例；另外，充电时电池或充电器附不要有易燃易爆物品，如：报纸杂志等。
电池使用前需检查是否满足负载的要求，在不能达到负载要求的或大电流的（超过1C）情况下使用会使电池损坏或寿命缩短。
由于长期储存会加速电池自放电和活性物质钝化，环境温湿度为10°C～30℃65±20%之间比较合适，同时为降低电池长期储存（如一年以上）造成的自放电和活性物质钝化带来的负影响，电池每三个月需做一次充放电循环，以恢复其原有性能。
以、锂电池的正确使用方法
虽然锂电池用途广泛，在汽车、电动车、手机、平板、笔记本等等设备中都有用到，在不久的将来，也许有更多的设备要用它，但就目前看，手机和平板之类的设备，仍然是距离我们最近的锂电池供电设备。因此，有必要对手机锂电池做出特别的使用说明。充电
在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此，从我自己的实践来看，从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常，手机说明书上介绍的充电方法，就是适合该手机的标准充电方法。
其实电池没有太多要顾及的使用注意，换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用多少次，差别更多的来自电池本身制造中的个体差异，而不是使用方法。除了本身的电池品质之外，电池自身的使用寿命是有限的。一旦电池下了生产线，其寿命就开始流逝。不管你是否使用，锂电池的使用寿命都只在两到三年。电池容量下降的重要原因之一还是由于氧化引起的内部电阻增加，最后电解槽电阻会达到某个点，尽管这时电池充满电，但电池不能释放已储存的电量。许多朋友都认为初次使用锂电池应该充电16个小时以上，这样可以充分的激活电池，其实这样做并没有根据，这只是当年流行的镍氢或镍镉电池的充电方法，对于锂离子电池来说并不适用。因为这种以锂聚合物为核心的电池在理论上并没有记忆效应，即便有，也是完全可以忽略不计的。所以只需要冲3个小时左右就完全可以了，如果显示充电已完成，并且暂时不需要外接电源使用，那么就可以拔下电源，不必再等这么长的时间了。
