電池百科
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長期以來,熱失控問題一直是阻礙具有高能量密度和高功率輸送電池發展的障礙。在超快速充放電過程或其他危險情況下,電池會在瞬間產生大量熱量,進而引發安全問題。
一個好的電池可以使用多年,自然也就能節省更多的費用。但是事實上,電池質量良莠不齊。有的質量優異,有的則很差,前者自然能為用戶節省成本,后者不要說省錢,能省心就不錯了。
近年來,鋰離子電池由于具有能量密度高、循環壽命長且對環境友好等特點,已經逐漸成為便攜式電子設備的主流電源,并被認為是可以應用于電動汽車、混合電動汽車驅動裝置中最有前景的電源。此外,鋰離子電池可以儲存與轉換太陽能、風能等綠色能源,以緩解上述綠色能源的間斷性與不穩定性,實現能量的供需平衡。目前,諸多領域對于鋰離子電池的需求量日益增大,傳統電極材料的容量以及快速充放電能力已經達到瓶頸。研發高倍率性能的電極材料以滿足有效且快速的能量存儲與輸出迫在眉睫。
鋰離子電池已是現代高性能電池的代表,應用最為廣泛,其主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。而今消費電子和動力電池對能量密度提升的需求,推動著正極材料不斷進步——通常,人們采用的是鋰、氧和一種過渡金屬的化合物為電池正極,這其中,正是過渡金屬負責儲存和釋放電能,其性質也是電池容量的關鍵。
產業界對噴涂式(spray-on)太陽能電池技術已經夢想了十年,現在IBM的加拿大研發中心──由包括多倫多大學(UniversityofToronto)在內之七所大學組成的聯盟──有可能已經發現了實現噴涂式太陽能技術的關鍵。
本文主要介紹了陰極材料的一些表征方法。需要說明的是,材料的性能來源于對試驗指標的綜合分析,不能用單一的指標來判斷。相信隨著科學技術的發展,越來越多的先進的表征方法將會走出科研機構。當我們進入鋰電池企業時,我們將逐步加深對材料本身的理解。
傳統的晶硅電池出產過程中存在污染大、能耗高、電池組件(含支架)重等缺陷,為了能下降成本,完成清潔動力的規?;褂?,世界各國在電池的輕量化、低成本化方面都投入了巨大的精力,所以薄膜電池工業應運而生。
綜觀電池發展的歷史,我們可以看出當前世界電池工業發展的三個特點,一是綠色環保電池迅猛發展,包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等;二是一次電池向蓄電池轉化,這符合可持續發展戰略;三是電池進一步向小、輕、薄方向發展。在商品化的可充電池中,鋰離子電池的比能量最高,特別是聚合物鋰離子電池,可以實現可充電池的薄形化。
太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產生電流。
電池已成為生活必需品,小到手表,大到電動汽車,都有它的參與。至今為止,電池已有了200多年的歷史,一切歸功于意大利解剖學家伽伐尼,1780年的一天,他做青蛙大腿實驗時,發現了青蛙腿會抽搐,他稱之為“生物電”。
太陽能電池是一種將太陽能直接轉化成電能的半導體器件。近50年來,太陽能電池的研究與應用無論在效率的提高、成本的降低、工藝的改進、應用范圍的擴大、新材料的采用等方面都得到了迅速的發展。
鋰離子動力電池是由正極、負極、隔膜及電解液這四個主要部分構成。其中鋰離子電池的正極一般是具有高電位且可逆脫嵌鋰離子的材料,比如錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。鋰離子電池的負極一般是碳負極材料比如石墨。目前對正極材料的研究已經達到一個瓶頸,因此對負極材料的研究成為另外一個關鍵。鈦酸鋰作為負極材料里的佼佼者,由此談談鈦酸鋰在動力電池中的研究及發展現狀