鋰離子電池的研究

因此，在鋰原電池的推動下，人們開始研究幾乎可以同時對鋰二次電池進(jìn)行充放電的鋰原電池。隨著人口的新增,截至二月二十五日,2006年,世界人口已經(jīng)達(dá)到65億,估計十月十八日,2012年將達(dá)到70億,和地球的資源是有限的,因此迫使人們提高資源的利用率,并使用充電電池是有效的方法之一,以促進(jìn)鋰二次電池的研究和開發(fā)。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，鉛、鎘等有毒金屬的使用越來越受到限制，因此有必要尋找新的可充電電池來替代傳統(tǒng)的鉛酸電池和鎳鎘電池。鋰二次電池是一個自然的選擇。電子技術(shù)的不斷發(fā)展推動了各種電子產(chǎn)品的微型化，如手機(jī)、微型相機(jī)、筆記本電腦等，微型化必然伴隨著電源的微型化。例如，傳統(tǒng)的鉛酸電池容量不高，因此必須尋找新的電池系統(tǒng)。它的優(yōu)點使鋰離子二次電池成為強(qiáng)有力的候選者。

20世紀(jì)80年代以前，人們主要關(guān)注鋰電阻金屬及極合金負(fù)極鋰二次電池系統(tǒng)。但充電時，由于鋰金屬電極的衍生物表面不均勻(不均勻)，電位分布不均勻，導(dǎo)致鋰沉積不均勻。這種不均勻的沉積過程會導(dǎo)致鋰在某些地方沉積太快，形成樹枝狀晶體(樹突)。當(dāng)枝晶發(fā)育到一定程度時，一方面斷裂出現(xiàn)死鋰，形成小的可逆鋰。另一方面，更嚴(yán)重的是，樹枝通過隔膜，連接正極和負(fù)極，導(dǎo)致短路，出現(xiàn)大量的熱量，導(dǎo)致電池著火甚至爆炸，從而造成嚴(yán)重的安全隱患。最具代表性的是20世紀(jì)70年代末期埃克森公司研究的LI//TiS2系統(tǒng)。雖然艾克森美孚未能將鋰二次電池系統(tǒng)商業(yè)化，但卻極大地推動了鋰二次電池的研發(fā)。然后MoLi在加拿大成立，它的陰極材料是MoS2。盡管該公司最初有很好的經(jīng)濟(jì)教訓(xùn)，但1989年的一次爆炸使其破產(chǎn)，后來被一家日本公司收購。這些公司無法獲得基本的市場,是因為沒有根本解決方法與鋰金屬或其合金陽極鋰二次電池的循環(huán)壽命和安全問題,因為(1)如前所述,在充電的過程中,鋰表和水可以很均勻,是不可能從根本上解決問題的樹突上升,因此不能從根本上解決的安全;金屬鋰較活潑，它容易與非水狀液體電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)高壓，造成危險。