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电池知识

电池的表面结构对锂电池有哪些局限性?

来源:宝鄂实业    2019-10-19 20:37    点击量:
我想这里的人们完全理解可充电电池设计的局限性。对于有序的电子转移和锂离子和原子的有序分布,电池需要电解质和各种辅助材料。它们需要在阴极的阳极表面形成规则的结构,这都是以能量密度为代价的。
现在回到我最初的论点:
1)电池技术太弱:这些设计多么巧妙,这显然是人类智慧的巨大成就。
2)电池技术的巨大潜力:我们必须对未来的前景有一个现实的态度。电池技术发展了100多年,已经走过了爆发期;支持电池技术发展的理论科学是物理和化学,它们的重大理论发展突破都在二战前结束。在可预见的未来,电池技术必须以现有电池的发展为基础。
在民用领域,电池的能量密度是最难解决的问题之一,也是最难解决的问题。过去,电池的能量密度一直在增加,因为科学家们一直在寻找原子量较小的元素来充当氧化剂、还原剂和支撑结构。所以我们见证了充电电池从铅酸到镍镉,从镍镉到镍氢,从镍氢到锂离子的发展,但是未来呢?
还原剂:我一开始就说了。只有少数元素具有高电子转移率:氢、碳、硼、铍和锂。其中,锂是充电电池唯一合适的还原剂。氢和碳只存在于燃料电池中。硼和铍目前还不是主要的研究方向,我也不知道为什么。
氧化剂:如果不使用过渡金属,那么选择是第二行和第三行中的主要组元。卤素显然是不好的,所以氧和硫是剩下的。目前国内外对锂空气电池(lio2)和锂硫电池的研究较多,但进展并不乐观。为什么?
因为电池的表面结构是个大问题。
纳米技术现在不是进步很大吗?未来,科学家们一定能够利用各种纳米线、纳米管、纳米球和纳米石墨烯碗来设计出精细有序的表面结构。这些实验室每三五天就会发布一些重大新闻。
然而,有两个问题。让我们想想。
1)石墨一直是锂电池负极材料的最佳选择。事实上,如果只考虑能量密度,锡金属更适合作为阳极材料。但为什么索尼的电池(索尼Nexelion 14430W1)至今还引入了锡电极?
2)除钴酸锂外,目前锂电池的其他热阴极材料是三元化合物锂(nicomn)o2磷酸铁锂(lifepo3)。但由于其致密性,电池容量不如钴酸锂电池。为什么人们要研究它?