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锂电池发明者获诺奖

发布日期:2020-11-12 15:39:41来源:锂电池厂家

2019年诺贝尔奖项陆陆续续公布。当地时间10月9日,瑞典皇家科学院宣布:因在可充电锂离子电池开发方面的突出贡献,决定授予JohnGoodenough、StanleyWhittingham和吉野彰(AkiraYoshino)2019年诺贝尔化学奖。

 

诺贝尔化学奖委员会表示,三位科学家对这种轻便、可充电电池的开发做出了重要贡献,这些电池如今驱动着移动电话等便携式电子设备,让“零化石燃料的社会”成为了可能——该技术成功引领了一场世界储能革命。

 

英国《卫报》称,古迪纳夫是至今为止诺贝尔奖的最年长获奖者。

 

开创锂电池研究先河

 

也许在这之前,你可能从未听说过JohnBannisterGoodenough。但是你一定知道他研究的东西,事实上你很有可能拥有他的“作品”。

 

今年97岁的约翰·B·古迪纳夫是美国得州大学奥斯汀分校机械工程系教授、著名固体物理学家,是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发明人,锂离子电池的奠基人之一,被业界称为“锂电池之父”。

 

回顾过去六七十年间的科技飞跃,有两项发明对经济和社会发展影响深远:第一项重大发明是1947年诞生于贝尔实验室的晶体管。它的出现改变了电子产品,奠定了全球经济和现代文明的基础。第二项发明是锂电池。

 

1970年代后期,有一种电池因为使用金属锂作为电极,而被称为锂电池。同样质量下,锂电池能比其他电池储存更多的电能,因此很受市场青睐,比如当时“大哥大”手机使用的就是这种锂电池。

 

持有锂电池技术的是一家加拿大公司,名叫MoliEnergy。正当他们准备大干一场的时候,却传来了噩耗——锂电池存在严重的安全隐患!

 

问世还不到半年,这种锂电池就因为起火爆炸的问题,而被全球召 回。从此,Moli公司一蹶不振。这个短暂霸占全球电池市场的公司昙花一现,最后被日本NEC公司收购。

 

而且,锂离子电池中所使用的电解液是一种有机物的混合液体,易燃易爆,存在极大的安全隐患,这也是飞机等禁运锂离子电池的重要原因。

 

古迪纳夫领导的团队,先后研究发明了锰酸锂(Li2MnO4)、磷酸铁锂(LiFePO4)。

 

1980年,57岁的物理学家Goodenough他发明了锂电池中最重要的部件,钴氧化物阴极。现在全世界的便携电子设备都采用这种阴极。

 

索尼(Sony)在1991年采用古迪纳夫理论,制作出了世界上第一款商用锂电池,随后锂电池产品逐渐取代了依赖晶体管的笨重电子设备。从此手机、照相机、手持摄像机乃至电动汽车等领域陆续步入便携式新能源的时代。

 

锂电池新能源拓宽了晶体管的应用范围。如果没有锂电池,就不会有智能手机,平板电脑和笔记本电脑,以及我们现在阅读这篇文章所用的设备。当然也不会出现苹果、三星、特斯拉等公司,其对人类社会重要发展意义不可估量。

 

锂电池vs锂聚合物电池

 

随着社会科学技术的发展,各行业对新能源电池的用途和需求也逐日渐复杂,对蓄电池的研发设计也提出了更高的要求,于是顺应新时代能源电池顺势而生,这就是——锂聚合物电池。

 

锂电池:锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。

 

锂聚合物电池:是指的全固态或凝胶太为电解液的锂离子电池。一般采用铝塑复合膜作为包装材料。也就是俗称的软包电池

 

从电池内部材料的角度来说,锂聚合物电池内部电解质主要是采用聚合物,这种包装膜由三层构成,分别是PP层、Al层与尼龙层,由于PP与尼龙是聚合物,所以这种电芯被称为聚合物电池。

 

两类电池有何区别?

 

1.原理不同。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的,且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。锂聚合物电池是指的全固态或凝胶太为电解液的锂离子电池,一般采用铝塑复合膜作为包装材料。

 

2.原材料不同。聚合物电池正极材料除了采用锂电池的无机化合物,还可以采用导电高分子聚合物;聚合物电池的电解质有高分子电解质(固态或胶态)和有机电解液。锂电池包使用电解液(液体或胶体)。

 

3.塑形区别。聚合物电池可以做到薄形化、任意面积化和任意形状化,原因在于其电解质可固态可胶态而非液态。锂电池则采用电解液,需要一个坚固的外壳作为二次包装容纳电解液。因此,这也使得锂电池增加了一部分重量。

 

4.电芯电压。由于聚合物电池采用高分子材料,可在电芯里做成多层组合达到高电压。锂电池电芯标称容量是3.6V,要想在实际运用中达到高电压,则需要将多个电芯串联在一起才能形成理想的高电压工作平台。

 

5.安全性。锂电池包经过了国家安全监测,不爆炸、不易燃、不起火,安全可靠。当前的聚合物电池多是软包电池,采用铝塑膜做外壳,当内部采用有机电解质时,即使液体很热也不爆炸。

 

6.导电性。锂电池的电导率保持一个稳定的值,而不会受辅助材料质量的影响。聚合物电池的固态电解质离子电导率低,目前主要是加入了一些添加剂使其成为凝胶电解质,以改善电导率。

 

7.电池容量。聚合物电池的容量并无有效提升,与标准容量的锂电池相比还有所减少。锂电池包容量大体积小。

 

综上所述,锂聚合物电池,具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性和低成本等多种明显优势,是一种新型电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池。在未来应用上更有广泛前途。

 

最后,顺便提醒大家,目前很多电子设备属于锂电池,不允许托运只能随身携带。比如移动电源,照相机、手机、笔记本电脑等电子产品的电池都属于锂电池,必须随身携带。所以,选择新国标的聚合物电芯移动电源,相对安全更有保障哦!

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