鋰離子電池與鋰電池的區(qū)別
鋰離子電池(Li-ion Batteries)是由鋰電池發(fā)展而來(lái)。所以在介紹之前,先介紹鋰電池。舉例來(lái)講,以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓,不需充電。這種電池也可以充電,但循環(huán)性能不好,在充放電循環(huán)過程中,容易形成鋰結(jié)晶,造成電池內(nèi)部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。
后來(lái),日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極的鋰電池,在充放電過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。
20世紀(jì)80年代初,M.B.Armond首次提出用嵌鋰化合物代替二次鋰電池中金屬鋰負(fù)極的構(gòu)想。在新的系統(tǒng)中,正極和負(fù)極材料均采用鋰離子嵌入/脫嵌材料。
當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),正極的含鋰化合物有鋰離子脫出,鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。負(fù)極的炭材料呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。
1990年日本SONY公司正式推出LiCoO,/石墨這種鋰離子電池,該電池成功的利用能可逆脫嵌鋰的碳材料替代金屬鋰作為負(fù)極,克服了鋰二次電池循環(huán)壽命低、安全性差的缺點(diǎn),鋰離子電池得以商品化。標(biāo)志著電池工業(yè)的一次革命。