鋰電池發展概談

2022年11月18日20:02:06 科學 1250

一、鋰電池的初期突破

鋰電池的研究始於1912年,然而真正突破是在1958年,當時美國加州大學的一名研究生提出用鋰、鈉等活潑金屬做電池負極的設想,之後人們就開始了對鋰電池的全面研究,同時在電解液等鋰電材料領域也取得了新的進展,進一步促進了鋰電池的發展。經過多年的探索,鋰電池正負極材料及電解液等相關材料一直在不斷更新迭代,新的材料賦予鋰電池更優異的性能,進一步促進了鋰電池的應用與推廣。

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二、從一次電池到二次電池

早期鋰電池主要是以一次電池為主,電池內的化學能轉化成電能後不可逆,也即是不可充電電池。隨著對新材料的不斷研究,以及技術的不斷進步,鋰電池功能與性能都在在不斷升級變換。20世紀70年代後期,鋰離子電池的概念被提出,研究人員使用兩種不同的嵌入式化合物分別作為正極和負極,在經過不斷實驗與調試後,二次電池由此而生,也就是早期的「搖椅電池」,通過鋰離子在正負極之間的來回移動實現充放電功能,從而將電池應用推向了新的高度。在之後的發展中,電極材料及電解質材料依然在不斷變化,直到負極材料被性能與製取都更適合的碳材料代替,就此開啟了屬於鋰電池的工業化革命。

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三、鋰電池應用的飛躍

鋰電池的應用在完成可充放電的質的飛躍後也逐步開啟了華麗的轉身,尤其是1991年日本開始的大規模鋰離子電池的生產,同時將其應用在行動電話中,對鋰電池的普及與推廣具有里程碑的意義。接下來的幾十年,鋰電池研發重點開始轉向更輕、更小、更高能量比等方向,以適應日益發展的小型化攜帶型電子設備的需要,尤其是移動通訊設備的發展,成為推動鋰電池普及的強勁推手,鋰產業也在消費需求的拉動下成為最受矚目的行業之一。

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四、鋰電池的新征途

近年來,新能源開始成為下一個有希望改變世界發展進程的產業,新能源在與人類對能源利用轉變願景高度契合的目標追求下展現出前所未有的潛力,其中新能源汽車又是其中最具熱度與代表性的產業,動力鋰電池在儲能領域的地位也開始得到追捧,進一步鞏固了鋰電池的地位。儘管人們已經開始著手研究鋰電池的替代產品,然而從目前來看,相關研究大多還處於試驗階段,要真正取代鋰電池還需一定時間。

本文結語

從鋰電池應用的發展我們可以看到,一種事物從研究到廣泛應用需要經歷漫長的歷程,需要各方面條件與因素的共同促進,甚至需要花費幾代人的不斷研究,技術改善,生產進步,才能得到今天產業繁榮的碩果。成熟的產業體系與應用從來不是一朝一夕,一蹴而就,需要日復一日的積累,需要篳路藍縷的開拓,需要胼手胝足的忍耐與堅韌,更需要將技術不斷應用於造福人類的向上向善之心。未來關於鋰的「大戲」還將繼續上演,讓我們拭目以待共同期待它的到來。

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