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全球新型电池发展趋势及应用场景分析

* 来源: * 作者: admin * 发表时间: 2021-04-19 21:25:41 * 浏览: 4874
一、电池发展史
01.从伏特堆到锂离子电池
1799年,意大利物理学家Alessandro Volta发明了第一款电池(Vlotaic Pile伏特堆),他利用锌片(阳极)和铜片(阴极)以及浸湿盐水的纸片(电解液)制成了电池,以证明了电是可以人为制造出来的。
大约40年后,以为英国化学家John Frederic Daniel通过变换电池形式,解决了伏特堆放电时产生的氢气气泡问题(由于发生化学反应产生了氢气,从而导致电池内部接触不良),此时电池可以达到1V电压。
1850年,法国物理学家Gaston Planté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年前后,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。
1991年,索尼公司推出了第一款商业锂离子电池(阳极为石墨,阴极为锂化合物,电极液为锂盐溶于有机溶剂),由于锂电池的高能量密度和配方不同能够适应不同使用环境的特点,被现在广泛使用。