高温锂电池,你了解多少?锂离子电池是二次能源存储的主要形式之一。在电动汽车、
储能电站等领域有着广泛的应用前景。目前,锂离子电池正朝着高比能量、小型化、轻量化等方向发展,但随着温度升高和充电时间缩短等因素的影响,其安全性和可靠性受到了挑战。本文将介绍高温锂电池的发展历史及其特点。
一、 高温锂电池发展史:
1. 传统型高温锂电池 在传统型锂金属电池中,由于电解液的分解反应发生在负极材料上(即电解质),因此当环境温度高于25°C时会导致正负极材料的分解;同时电解液也会因过充而发生热失控现象。为了解决上述问题,1960年德国科学家发明了"固体氧化物隔膜"。
该隔膜能够有效防止正负极材料发生热失控现象的发生。1970年日本科学家发明了一种新的耐高温的电解质溶液-有机相溶剂体系(organic solvent system)。该体系具有很高的导电性及良好的化学稳定性,并且不会对电极造成腐蚀损伤。1980年英国科学家研制出了新型的高性能聚合物电解质-聚吡咯类化合物(polypyrroloidal compounds)。这种聚合物具有良好的耐热性及耐氧化性等特点。
2. 新型高温锂电池 随着科学技术的不断发展以及人们对环境保护要求的提高,20世纪90年代以来出现了一些新型的耐高温电池:
(1)纳米结构镍镉/钴酸锂复合正极材料 该复合正极为三元系合金结构且具有较高的比容量与安全性;
(2)纳米结构的铝箔作为负极材料和陶瓷基板 作为负极材料的铝箔为非晶态薄膜状结构且具有较大的表面积和较高的孔隙率;陶瓷基板由多孔硅酸盐制成并涂有导电涂层以提高导热能力与绝缘电阻值;
(3)以石墨为阳极的电化学方法制备出高性能磷酸铁锂 正电位的磷酸铁锰酸锂为正极性分子团簇式结构且具有较大的电子密度与高的表面自由能;
(4)采用低温烧结技术制备出的碳包覆二氧化锰 (coating carbon monozinc) 作为正电极材料 。
(5)采用低温烧结技术制备出的碳包覆二氧化钛 (coating titani m dioxide) 作为负电极材料 。
(6)使用含氟树脂或聚酰亚胺作为电解液。
二. 高温锂电池的特点:
安全性能好 由于高温环境下使用的电池通常都采用了特殊的保护机制来避免过热导致危险。
原标题:高温锂电池