锂離子電池的誕生曆史及安全性簡介

TIME: 2018-10-15 锂電池百科

由于美國物理化學家吉爾伯特牛頓的工作，锂離子電池可以追溯到1912年，但直到20世纪70年代才开始商用非锂離子電池。再过20年，市售的可充电锂離子電池终于上市了。

锂離子電池有三种主要类型的封装：圆柱形，棱柱形和锂聚合物袋设计。但是，每种类型的基本结构实际上是相同的。

锂离子聚合物电池与其他类型的锂離子電池的主要区别在于它们使用干燥的固体聚合物电解质。电解质具有塑料状薄膜的外观，其不导电但允许离子交换。聚合物取代了锂離子電池中使用的多孔隔膜。然而，由于室温下的导电性差，混合锂离子聚合物电池经常用于含有凝胶电解质的移动手机应用中，因此增强了离子传导性。这样可以产生更坚固，更薄，更安全的电池。通过使用最少量的液体或凝胶电解质来减少电池中的可燃材料，实现了增强的安全性。

早期的可再充电电池包含锂基电极，但在20世纪80年代，人们发现再充电导致电极发生变化，从而降低了热稳定性。热失控导致温度迅速升高，电池达到锂的熔点，导致剧烈的排气和燃烧。因此，今天的锂離子電池实际上不含锂金属，电极由替代材料制成，如钴酸锂（用于阴极）和石墨（用于阳极）。

今天，电解质（具有携带锂离子并因此产生电流的功能）是锂盐，其是由于电池的较高电压（4V）所需的非水有机溶剂。使用锂盐代替水溶液（例如镍镉电池中使用的铅酸），因为高电压会引起水的电解。锂盐受益于高导电性，电化学稳定性（电压超过4 V），化学和热稳定性以及宽阔的温度范围的固有特性。

電池的另一個主要部件是分離器。隔板的主要功能是使正極和負極絕緣，保留電解質並傳輸離子。用于該組件的典型材料是聚乙烯和聚丙烯多孔薄膜。這些材料提供良好的絕緣性和機械強度，化學和熱穩定性（抵抗電解質），具有保持電解質的能力，並且是多孔的，允許锂離子的移動。由于材料的孔在溫度下熔化從而阻止锂離子的移動，因此隔板在電池的安全性中起重要作用。

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