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鋰電池發明者獲諾獎

發布日期:2020-11-12 15:39:41來源:鋰電池廠家

2019年諾貝爾獎項陸陸續續公布。當地時間10月9日,瑞典皇家科學院宣布:因在可充電鋰離子電池開發方麵的突出貢獻,決定授予JohnGoodenough、StanleyWhittingham和吉野彰(AkiraYoshino)2019年諾貝爾化學獎。

 

諾貝爾化學獎委員會表示,三位科學家對這種輕便、可充電電池的開發做出了重要貢獻,這些電池如今驅動著移動電話等便攜式電子設備,讓“零化石燃料的社會”成為了可能——該技術成功引領了一場世界儲能革命。

 

英國《衛報》稱,古迪納夫是至今為止諾貝爾獎的最年長獲獎者。

 

開創鋰電池研究先河

 

也許在這之前,你可能從未聽說過JohnBannisterGoodenough。但是你一定知道他研究的東西,事實上你很有可能擁有他的“作品”。

 

今年97歲的約翰·B·古迪納夫是美國得州大學奧斯汀分校機械工程係教授、著名固體物理學家,是鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的發明人,鋰離子電池的奠基人之一,被業界稱為“鋰電池之父”。

 

回顧過去六七十年間的科技飛躍,有兩項發明對經濟和社會發展影響深遠:第一項重大發明是1947年誕生於貝爾實驗室的晶體管。它的出現改變了電子產品,奠定了全球經濟和現代文明的基礎。第二項發明是鋰電池。

 

1970年代後期,有一種電池因為使用金屬鋰作為電極,而被稱為鋰電池。同樣質量下,鋰電池能比其他電池儲存更多的電能,因此很受市場青睞,比如當時“大哥大”手機使用的就是這種鋰電池。

 

持有鋰電池技術的是一家加拿大公司,名叫MoliEnergy。正當他們準備大幹一場的時候,卻傳來了噩耗——鋰電池存在嚴重的安全隱患!

 

問世還不到半年,這種鋰電池就因為起火爆炸的問題,而被全球召 回。從此,Moli公司一蹶不振。這個短暫霸占全球電池市場的公司曇花一現,最後被日本NEC公司收購。

 

而且,鋰離子電池中所使用的電解液是一種有機物的混合液體,易燃易爆,存在極大的安全隱患,這也是飛機等禁運鋰離子電池的重要原因。

 

古迪納夫領導的團隊,先後研究發明了錳酸鋰(Li2MnO4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)。

 

1980年,57歲的物理學家Goodenough他發明了鋰電池中最重要的部件,鈷氧化物陰極。現在全世界的便攜電子設備都采用這種陰極。

 

索尼(Sony)在1991年采用古迪納夫理論,製作出了世界上第一款商用鋰電池,隨後鋰電池產品逐漸取代了依賴晶體管的笨重電子設備。從此手機、照相機、手持攝像機乃至富二代短视频f2d6app官网汽車等領域陸續步入便攜式新能源的時代。

 

鋰電池新能源拓寬了晶體管的應用範圍。如果沒有鋰電池,就不會有智能手機,平板電腦和筆記本電腦,以及富二代f2痘印色斑app現在閱讀這篇文章所用的設備。當然也不會出現蘋果、三星、特斯拉等公司,其對人類社會重要發展意義不可估量。

 

鋰電池vs鋰聚合物電池

 

隨著社會科學技術的發展,各行業對新能源電池的用途和需求也逐日漸複雜,對蓄電池的研發設計也提出了更高的要求,於是順應新時代能源電池順勢而生,這就是——鋰聚合物電池。

 

鋰電池:鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料,由於鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。

 

鋰聚合物電池:是指的全固態或凝膠太為電解液的鋰離子電池。一般采用鋁塑複合膜作為包裝材料。也就是俗稱的軟包電池

 

從電池內部材料的角度來說,鋰聚合物電池內部電解質主要是采用聚合物,這種包裝膜由三層構成,分別是PP層、Al層與尼龍層,由於PP與尼龍是聚合物,所以這種電芯被稱為聚合物電池。

 

兩類電池有何區別?

 

1.原理不同。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池通常是不可充電的,且內含金屬態的鋰。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,並且是可以充電的。鋰聚合物電池是指的全固態或凝膠太為電解液的鋰離子電池,一般采用鋁塑複合膜作為包裝材料。

 

2.原材料不同。聚合物電池正極材料除了采用鋰電池的無機化合物,還可以采用導電高分子聚合物;聚合物電池的電解質有高分子電解質(固態或膠態)和有機電解液。鋰電池包使用電解液(液體或膠體)。

 

3.塑形區別。聚合物電池可以做到薄形化、任意麵積化和任意形狀化,原因在於其電解質可固態可膠態而非液態。鋰電池則采用電解液,需要一個堅固的外殼作為二次包裝容納電解液。因此,這也使得鋰電池增加了一部分重量。

 

4.電芯電壓。由於聚合物電池采用高分子材料,可在電芯裏做成多層組合達到高電壓。鋰電池電芯標稱容量是3.6V,要想在實際運用中達到高電壓,則需要將多個電芯串聯在一起才能形成理想的高電壓工作平台。

 

5.安全性。鋰電池包經過了國家安全監測,不爆炸、不易燃、不起火,安全可靠。當前的聚合物電池多是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,當內部采用有機電解質時,即使液體很熱也不爆炸。

 

6.導電性。鋰電池的電導率保持一個穩定的值,而不會受輔助材料質量的影響。聚合物電池的固態電解質離子電導率低,目前主要是加入了一些添加劑使其成為凝膠電解質,以改善電導率。

 

7.電池容量。聚合物電池的容量並無有效提升,與標準容量的鋰電池相比還有所減少。鋰電池包容量大體積小。

 

綜上所述,鋰聚合物電池,具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高安全性和低成本等多種明顯優勢,是一種新型電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合各種產品的需要,製作成任何形狀與容量的電池。在未來應用上更有廣泛前途。

 

最後,順便提醒大家,目前很多電子設備屬於鋰電池,不允許托運隻能隨身攜帶。比如移動電源,照相機、手機、筆記本電腦等電子產品的電池都屬於鋰電池,必須隨身攜帶。所以,選擇新國標的聚合物電芯移動電源,相對安全更有保障哦!

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