帮助中心 广告联系

灵宝信息网-灵宝天气预报-灵宝教育网-灵宝租房-灵宝新闻网-灵宝生活网

热门关键词:

你真了解电池么?

来源:原创/投稿/转载 发布时间:2019-10-12

  三位并非是共同工作研究,而是作为锂电池奠基者、锂电池改造者和锂电池优化者在各处单独进行钻研。目前生活中所不可或缺的种种电子产品都离不开他们的功劳,无论是手机、电脑、相机还是电动汽车,都是基于锂电池技术的成熟才得到快速的发展。

  电池的基本原理即是用“活性较高”的金属材料制作阳极(即负极-),而用较为稳定的材料制作阴极(即正极+),阳极材料由于库仑力的原因丢失电子(还原反应),流向阴极使其获得电子(氧化反应),而电池内部(电解液)则发生阴极的阴离子流向阳极与阳离子结合,由此形成回路,产生电能。

  也正是因为这种流动本质上是化学反应,所以遵循能量守恒定律。如果对外部用电器(手机、相机等耗电物品)做功了,也就意味着反应产生的能量被用电器“吸收”了,达到相对的平衡。如果没有用电器,但是回路接通,就意味着能量无处可用,将会变成热能,且速度非常快,因为电子移动的速度与光速相同,也就是为什么电池发生短路时会剧烈发热甚至燃烧爆炸。

  一旦电池内部化学能量消耗完毕,则电池就没用了。所以可充电的电池,即是能够通过外部通电将内部的化学反应“还原”(归位),也就需要选择特别的材料和设计,能够“完美”恢复原样,使得电池重新获得化学能量。

  1850年,法国物理学家Gaston Plant发明了铅酸电池(阳极为铅、阴极为铅氧化物、硫酸溶液为电解质),利用铅不仅仅做到了极低的成本,还能够提供12V的电压,且能够充电循环使用。这类电池被广泛使用,车载蓄电池、早期电动车等都采用这类电池,截止2014年,全球约售出了4470万块铅酸电池。

  1899年,瑞典人Waldemar Jungner发明了镍镉电池(镍为阴极、镉为阳极,采用液体电解液),也就是小时候经常会用到的随身听、四驱车所用的充电电池,为现代电子科技打下了基础。不过这类电池有个巨大的缺点,也就是老一辈人经常会告诉你充电池必须用完才能充电的原因,由于其化学特性的原因,如果未用完电量就充电,会发生“镉中毒”现象,导致电池“记忆”了“最低电量”,导致下次充满电量缩小,所以渐渐就被市场淘汰了。

  1950之后,加拿大工程师Lewis Urry发明了现在非常常见的碱性电池(锌为阳极、镁氧化物为阴极,氢氧化钾为电解液,也就是碱性电池名字来源),就是平时生活中常用的一次性电池,绝大多数都是不可充电的,当然也有特殊设计的碱性电池能够充电,甚至还能够通过按压电池表面显示当前电量。全球售出超过100亿颗。

  1989年,第一款商业镍氢电池问世(阳极为金属氢化物或储氢合金、阴极为氢氧化镍),耗时超过20年研发,由戴姆勒-奔驰和德国大众赞助。通过新的配方,镍氢电池相较于镍镉电池提高了能量密度,并且污染减少。更重要的一点,镍氢电池没有“记忆效应”,所以不必像镍镉电池一样担心使用问题。除了大量被使用于数码产品之外,还被早期的丰田Prius混动车所采用。

  但是由于锂活性过于高,所以遇到水或者空气都可能发生剧烈反应以至于燃烧和爆炸,如何“驯服”它成为了电池发展的关键。此外,锂作为阳极时无可厚非的了,但是如何寻找一种适合作阴极的材料成为了研究着正向追逐的目标。

  经过多年的实验和研究,M斯坦利威廷汉最终采用用硫化钛锂(LixTiS2)作为锂电池的阴极材料,金属锂作为阳极材料,制成了一款锂电池。其电压可达到2.5V,并且在几乎不损失电量情况下循环1100次。但是,由于阳极材料中含有金属锂,而它活性太高,该电池非常不稳定,容易发生燃烧或爆炸情况。

本网转载作品的目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如涉及作品内容、版权等问题,请联系我们进行修改或删除!

联系我们 -