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从金属锂到锂离子的变迁
锂电池的研究始于1912年的G.N.刘易斯,但是,直到70年代初,锂一次电池才首次得以商业化。到了20世纪80年代,科学家们开始尝试开发锂二次电池,但用作负极材料的金属锂具有很大的不稳定性,原材料的限制从而导致进展缓慢。
锂无疑是所有金属中最轻的,因此单位重量下具有最高的电化学电位和最大的比能量,以金属锂为阳极(负极)[1]的二次电池能量密度是非常高的。然而,上世纪80年代中期,人们发现在电池循环过程中金属锂负极会产生有害的枝晶,枝晶生长过程中容易刺穿隔膜导致电池短路。接着,电池温度迅速上升并接近锂的熔点,最终热失控导致电池着火甚至引起爆炸。 例如在1991年,由于手机锂电池在使用过程中释放的可燃气体造成人脸灼伤,使得大量销售到日本的金属锂二次电池被全部召回。
金属锂具有固有的不稳定性,在充电过程中表现尤为明显,因此科研人员把重点转移到对非金属溶液中锂离子的研究。虽然相对于金属锂而言,锂离子电池比能量较低,但只要电池制造商和电池组封装按照安全条例实施,同时保持电压和电流的安全水平,那么锂离子电池的安全性是可以保障的。从1991年索尼公司商业化生产第一批锂离子电池至今,锂离子电池已然成为最有前途和发展最快的市场。不过与此同时,研究人员依旧没有放弃对安全的金属锂电池的开发。
正极材料锂钴氧化物的发现应归功于John Goodenough(1992)。据说,当时John Goodenough与一位受雇于日本NTT公司的毕业生一起工作。John Goodenough发明了锂离子电池后不久,那学生便将这一发明带回了日本。1991年,索尼便宣布获得了一个锂钴氧化物正极材料的国际专利,随后多年,诉讼接踵而至,但是索尼仍能够持有专利而John Goodenough却一无所获。
锂离子电池体系的闪光点
锂离子电池的比能量是镍镉电池的两倍,此外相比于镍系统的1.20V,有较高的理论电压(3.60V),前者更有益于理论比能量的增加。同时,电极活性材料的改进在提升能量密度方面具有更大的潜力。锂离子电池的负载性能很好,理想的单电池在3.7至2.8V的电压范围内具有平坦的放电曲线,呈现出良好的能量储备性能,而镍基单电池只具有1.25到1.0V的较窄范围的平坦放电区间。
1994年,18650型号[2]的圆柱形锂离子电池容量仅1100mAh成本却超过了10美元,而到2001年,成本则降为2美元,容量升至1900mAh。今天,高能量密度的18650柱形电池可提供超过3000mAh的容量而且成本更加低廉。成本的降低,比能量的增加以及不含有毒物质使得锂离子电池在便携式设备上的应用得到普遍认同,也逐渐从最初的消费品市场一步步走向了电动汽车动力系统在内的重工业领域。
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作为负极材料产业的核心原材料,石墨产业迎来重大利好。美国财政部于当地时间5月3日表示,将在汽车制造商获得电动车税收抵免政策方面释放更多“灵活性”,这意味着使用中国石墨制造电池的韩国电动汽车制造商进入美国市场时,也能获得最高7500美元的税收抵免。随着美国放松中国石墨材料的使用限制,在二
北极星储能网获悉,4月27日,湖南中科电气股份有限公司发布关于投资建设海外锂离子电池负极材料一体化基地项目的公告。公告指出,为进一步实施公司国际化发展战略、扩大海外市场业务规模并满足下游客户的需求,公司经过多次考察、调研和多方比较,拟先试先行,通过公司控股子公司湖南中科星城石墨有限
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
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北极星电池网获悉,泰和科技5月27日在互动平台表示,公司有部分固态电池电解质的技术储备,目前暂时没有规模化生产。
北极星电池网获悉,据东峰集团消息,近日,公司与蓝廷新能源科技(浙江)有限公司(以下简称“蓝廷新能源”)签订《战略合作框架协议》,并就固态电池关键材料固态电解质及半固态复合隔膜的研发和生产达成合作。双方通过战略合作协议约定:1、合作双方互为上下游合作关系,一致同意建立稳定的长期业务
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北极星储能网获悉,5月15日,海目星在接受结构调研时表示,公司在固态电池领域已进行了长期的研发工作,涉及半固态、准固态到全固态电池的三个基础技术路线。目前形成交货和量产的是准固态电池,电解液含量低于10%,该技术路线已有中试产线进行量产,已经得到了行业的认可和客户的使用,能量密度超过48
资本市场追捧,厂家不断爆料,媒体鼓噪,令固态电池异常活跃。不缺新闻的固态电池行业日前爆出一则新闻。广汽技术人员对外表示:其全固态电池容量超30Ah,能量密度约为400Wh/kg、910Wh/L。固态电池有氧化物、硫化物、高分子聚合物三大技术路线,(技术人员发现)单纯的一条路线不能解决所有问题,广汽
据“乐陵经济开发区”消息,目前,金启航乐陵基地固态隔膜车间进度:隔膜涂覆线生产工艺优化方案已确定,图纸设计完成,各项施工改造工作正在有序推进,力争4月底完成改造任务;电芯车间根据佛山基地试验研究情况实时优化设计方案。山东金启航新能源科技有限公司位于山东乐陵经济开发区,注册资本10000
4月19日晚间,振华新材发布2023年年度报告。年报透露,截至目前,公司已实现部分质高价优新产品的评估导入。在固态/半固态电池方面,公司正在配合客户开发相应的正极材料及氧化物、多硫化物等固态电解质。在钠离子电池正极材料方面,公司通过大单晶技术体系生产的单晶钠离子电池正极材料,材料结构完整
北极星储能网获悉,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题,打通了硫化物全固态电池的大型车载电池制作工艺的最后一道难关,在硫化物软包电池叠片技术上取得关键性突破。制备的多层叠片软包电池循环300次容量几乎不衰减,性能还在继续测试中
韩国仁川国立大学与哈佛大学联合研究团队成功开发出一种耐疲劳的电解质膜。研究团队创造了一种由Nafion和全氟聚醚(PFPE)组成的互穿网络电解质膜。Nafion是一种常用的具有质子导电性的塑料电解质,PFPE则形成了一种耐用的橡胶聚合物网络,这种橡胶的加入虽然略微降低了电化学性能,但显著提高了耐疲劳
美国国橡树岭国家实验室(ORNL)的科研人员开发出一种新型锂基固态电解质材料Li9N2Cl3。该材料表现出优异的锂相容性和大气稳定性,可用于制造高面积容量、持久的全固态锂金属电池。Li9N2Cl3具有无序的晶格结构和空位,有效促进了锂离子传输,且由于其固有的锂金属稳定性,可以在10mA/cm2的电流密度和10
全固态锂电池可以克服目前商业化锂离子电池在安全性上的严重缺陷,同时进一步提升能量密度,对新能源车和储能产业是一项颠覆性技术。但是,由于全固态锂电池的核心材料—固态电解质—难以兼顾性能和成本,目前该技术的产业化仍面临巨大阻碍。6月27日,中国科学技术大学的马骋教授报道了一种新型固态电
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