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全球新型電池發展趨勢及應用場景分析

* 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2021-04-19 21:25:41 * 瀏覽: 52
一、電池發展史
01.從伏特堆到鋰離子電池
1799年,意大利物理學家Alessandro Volta發明了第一款電池(Vlotaic Pile伏特堆),他利用鋅片(陽極)和銅片(陰極)以及浸濕鹽水的紙片(電解液)制成了電池,以證明了電是可以人為制造出來的。
大約40年后,以為英國化學家John Frederic Daniel通過變換電池形式,解決了伏特堆放電時產生的氫氣氣泡問題(由于發生化學反應產生了氫氣,從而導致電池內部接觸不良),此時電池可以達到1V電壓。
1850年,法國物理學家Gaston Planté發明了鉛酸電池(陽極為鉛、陰極為鉛氧化物、硫酸溶液為電解質),利用鉛不僅僅做到了極低的成本,還能夠提供12V的電壓,且能夠充電循環使用。這類電池被廣泛使用,車載蓄電池、早期電動車等都采用這類電池,截止2014年,全球約售出了4470萬塊鉛酸電池。
1899年,瑞典人Waldemar Jungner發明了鎳鎘電池(鎳為陰極、鎘為陽極,采用液體電解液),也就是小時候經常會用到的隨身聽、四驅車所用的充電電池,為現代電子科技打下了基礎。不過這類電池有個巨大的缺點,也就是老一輩人經常會告訴你充電池必須用完才能充電的原因,由于其化學特性的原因,如果未用完電量就充電,會發生“鎘中毒”現象,導致電池“記憶”了“最低電量”,導致下次充滿電量縮小,所以漸漸就被市場淘汰了。
1950年前后,加拿大工程師Lewis Urry發明了現在非常常見的堿性電池(鋅為陽極、鎂氧化物為陰極,氫氧化鉀為電解液,也就是堿性電池名字來源),就是平時生活中常用的一次性電池,絕大多數都是不可充電的,當然也有特殊設計的堿性電池能夠充電,甚至還能夠通過按壓電池表面顯示當前電量。全球售出超過100億顆。
1989年,第一款商業鎳氫電池問世(陽極為金屬氫化物或儲氫合金、陰極為氫氧化鎳),耗時超過20年研發,由戴姆勒-奔馳和德國大眾贊助。通過新的配方,鎳氫電池相較于鎳鎘電池提高了能量密度,并且污染減少。更重要的一點,鎳氫電池沒有“記憶效應”,所以不必像鎳鎘電池一樣擔心使用問題。除了大量被使用于數碼產品之外,還被早期的豐田Prius混動車所采用。
1991年,索尼公司推出了第一款商業鋰離子電池(陽極為石墨,陰極為鋰化合物,電極液為鋰鹽溶于有機溶劑),由于鋰電池的高能量密度和配方不同能夠適應不同使用環境的特點,被現在廣泛使用。
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