关于锂离子电池的由来和发展以及特点介绍
来源：宝鄂实业
2020-03-27 13:34
点击量：次
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。
1980年，J. Goodenough 发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。
982年伊利诺伊理工大学（the Illinois InsTItute of Technology）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。
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。
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。
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。
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。
锂离子电池(Li-ion Batteries)是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂电池。举例来讲，纽扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池即有电压，不需充电。这种电池也可以充电，但循环性能不好，在充放电循环过程中，容易形成锂枝晶，造成电池内部短路，所以一般情况下这种电池是禁止充电的。
后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。
20世纪90年代初，日本Sony能源开发公司和加拿大Moli能源公司分别研制成功了新型的锂离子蓄电池，不仅性能良好，而且对环境无污染。随着信息技术、手持式机械和电动汽车的迅猛发展，对高效能电源的需求急剧增长，锂电池已成为目前发展最为迅速的领域之一。
锂离子电池的优点包括：
1
可靠性和可用性
由于锂离子电池与铅酸电池的制造方法不同，锂离子电池故障率要低得多。由于使用寿命更长，维护要求更低，UPS电源采用锂离子电池很少发生故障。
根据所使用的化学成分，锂离子电池的使用寿命可长达15年。与铅酸蓄电池相比，可以显著节省更换成本，因为锂离子电池不必每隔几年更换一次。
此外，锂离子电池通常比铅酸电池具有更长的循环寿命。例如，铅酸蓄电池通常可以提供200次放电循环，这意味着可以将电池的容量耗尽至其额定值的50％，然后其重新充电至100％，可以达到200次循环。但在更换电池之前，锂电池可以提供500-7000次放电循环（这取决于所使用的化学物质）。另外，锂离子电池具有较低的自放电率，或者在不使用时自身放电缓慢，这使得它们具有更长的保存时间。
2
重量较轻
锂离子电池比铅酸蓄电池重约三分之一。这样可以节省数据中心建设成本，因为不需要加固地板来承受更多的重量。它还节省了运输成本，因为与铅酸蓄电池相比，能够以同样的成本运输更多的锂离子电池。
3
更小的体积
锂离子电池柜的尺寸通常是铅酸电池柜的一半，达到相同的容量可节省50％的占地面积。这使组织可以重新规划设计数据中心，以增加IT系统的可用空间。此外，可以节省新数据中心的建设成本，因为容纳用于UPS储能的锂离子电池机柜的空间可以更小。
4
能量密度更高
锂电池具有更高的能量密度（Wh/kg，或每千克瓦特小时）和功率密度（W/kg，或每千克瓦特）。这就是为什么锂电池能够以更小的体积和更轻的重量提供与铅酸蓄电池相同能量的原因。
5
工作在温度较高的环境
锂电池可以在86°F（30°C）的温度下工作，比铅酸蓄电池高出近10°C。这使组织可以提高数据中心的室温，从而节省用于冷却的电能，降低冷却成本，节省总体拥有成本（TCO）。此外，锂离子电池对温度变化不太敏感，过高的温度明显不会缩短电池的使用寿命。
6
减少维护
锂电池配有内置电池管理系统（BMS），可提供自动状态、故障监控、电池平衡、电源优化和外部通信等监测和维护功能。电池管理系统（BMS）使数据中心设施工程师能够更轻松地监控电池的运行时间和健康状况，降低人工和维护成本，并显著降低电池组故障的风险。
7
充电更快速
锂离子电池在大约两小时内完全充电，而铅酸电池在大约24小时内完全充电。更快的充电时间意味着锂离子电池能够更好地处理多个电力中断情况。（例如，如果在24小时内有多次断电，锂电池可以更快地充电，为每次断电提供完整的UPS后备供电时间。）
8
环境优势
锂离子电池的碳足迹为铅酸电池的三分之一，并且更具有环保性。
