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锂电池回收由来及发展

时间:2020-01-20 作者:91再生 来源:91再生网

 

  锂离子电池的由来及发展
 
  1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。
 
  1980年,J.Goodenough发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。
 
  1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInsTItuteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。
 
  1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。
 
  1989年,A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。
 
  1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。
 
  1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸锂铁(LiFePO4),比传统的正极材料更具优越性,因此已成为当前主流的正极材料。
 
  锂离子电池(Li-ionBatteries)是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前,先介绍锂电池。举例来讲,纽扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯,负极是锂。电池组装完成后电池即有电压,不需充电。这种电池也可以充电,但循环性能不好,在充放电循环过程中,容易形成锂枝晶,造成电池内部短路,所以一般情况下这种电池是禁止充电的。
 
  锂电池的优势
 
  1.电压高,单体电池的工作电压高达3.6-3.9V,是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍2)比能量大,目前能达到的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L(2倍于Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400Wh/L
 
  2.循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力。
 
  3.安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
 
  4.自放电小,室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。
 
  5.可快速充放电,1C充电是容量可以达到标称容量的80%以上。
 
  6.工作温度范围高,工作温度为-25~45℃,随着电解质和正极的改进,期望能扩宽到-40~70℃。
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