鋰電池的優(yōu)勢，未來發(fā)展方向及應用領域

雖然從理論上講，任何一個氧化還原反應都可以設計成為電池。然而，由于許多實際問越的限制,現(xiàn)代生活中常用的二次電池主要有鎳鎘電池(Ni-Cd)、鎳氫電池(Ni-MH)、鉛酸電池(leadacid)、鋰電池(Li-ion)、聚合物鋰電池(Li-ioN-polymer)和可充堿性電池(reusablealkaline)等。

鋰電池的發(fā)展經(jīng)過了3個階段：

1969~1990年為第一階段，主要代表是應用于石英手表中的水銀電池（鋅汞電池）以及應用于汽車中的鉛酸電池；1990年~2000年的第二階段和2006年至今的第三階段，分別伴隨著手機、隨身聽的興起，以及3C產(chǎn)品和混合動力汽車的飛速發(fā)展，這兩個階段商業(yè)化電池主要是鎳氫電池和鋰電池之爭。

2017年以后，電池行業(yè)將會由能量成本更低的鋰電池所主導，鋰電池是利用儲存在正極材料中的鋰離子以及電子在充電放電過程中反向移動從而實現(xiàn)正常工作的，其能量成本和性能相比于傳統(tǒng)的鉛酸電池有著無可比擬的優(yōu)勢。

如今正處于第四個商業(yè)化階段。從發(fā)展趨勢上來看，鋰離子電池已經(jīng)成為動力電池的主要方向，目前日本、美國、歐洲、韓國商業(yè)化的電池主要是采用鋰離子電池。韓國、日本、中國在全球鋰電池占主導地位，排序是韓國第一、日本第二，中國第三。

與其它二次電池相比，鋰電池的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

A.工作電壓高一般在3.6V左右.有時甚至高達4V以上，遠遠高于其它二次電池，這也是鋰電池最突出的優(yōu)點之一。

B.比能量大雖然碳質材料代替金屬鋰使材料的質量比容量和體積比容量下降，但鋰電池在實際應用中金屬銼一般過量三倍以上。因此，其實際體積比能量井沒有明顯下降.且明顯高于其它二次電池。

C.自放電小電池經(jīng)首次充放電循環(huán)后.正負極均被不同程度地鈍化.可以很好地防止電池自放電。

D.循環(huán)壽命長電池經(jīng)最初的幾次循環(huán)后，循環(huán)效率接近100%，在100%放電深度(DOD)下的循環(huán)壽命可人于500次。

E.無記憶效應鋰電池中使用的儲鋰電極材料的結構可逆性好。電化學循環(huán)過程中不產(chǎn)生記憶效應。

F.安全性好嵌鋰化合物比金屬鋰穩(wěn)定，電池電化學過程中既不會形成枝晶鋰，也不會產(chǎn)生死鋰，人人改善了電池的安全性能。

U.無環(huán)憧污染電池中不含有Pb、Cd、Hg等有毒有害物質.且電池本身為高度封閉系統(tǒng).不會對環(huán)境造成污染。

基于上述的優(yōu)點，鋰電池近年來得到了突飛猛進的發(fā)展，性能指標不斷提高.負極材料己經(jīng)由最初的石油焦發(fā)展到嵌、脫視性能更加優(yōu)異的中間相石墨微球和廉價易得的球狀石墨材料;正極材料則山最初的LiCoc):發(fā)展到最近的L-inO2,LiNiO,和LiMn2O;井存，并正在向多種復合過渡金屬嵌鋰氧化物和納米氧化物過渡;電解質已山單一的有機液體電解質邁入了液體電解質、聚合物電解質和固體電解質井存的局而.在此基礎上，鋰電池正在向多樣化、高性能、低成本和更安全的方向發(fā)展.其應用領域也在逐步拓寬.不僅在小型使攜式電器方面擠壓鎳氫電池、鎳鉻電池的市場.而且正在向大型鉛酸電池挑戰(zhàn)。