鋰離子電池的誕生歷史及安全性簡(jiǎn)介

由于美國(guó)物理化學(xué)家吉爾伯特牛頓的工作，鋰離子電池可以追溯到1912年，但直到20世紀(jì)70年代才開(kāi)始商用非鋰離子電池。再過(guò)20年，市售的可充電鋰離子電池終于上市了。

鋰離子電池有三種主要類(lèi)型的封裝：圓柱形，棱柱形和鋰聚合物袋設(shè)計(jì)。但是，每種類(lèi)型的基本結(jié)構(gòu)實(shí)際上是相同的。

鋰離子聚合物電池與其他類(lèi)型的鋰離子電池的主要區(qū)別在于它們使用干燥的固體聚合物電解質(zhì)。電解質(zhì)具有塑料狀薄膜的外觀(guān)，其不導(dǎo)電但允許離子交換。聚合物取代了鋰離子電池中使用的多孔隔膜。然而，由于室溫下的導(dǎo)電性差，混合鋰離子聚合物電池經(jīng)常用于含有凝膠電解質(zhì)的移動(dòng)手機(jī)應(yīng)用中，因此增強(qiáng)了離子傳導(dǎo)性。這樣可以產(chǎn)生更堅(jiān)固，更薄，更安全的電池。通過(guò)使用最少量的液體或凝膠電解質(zhì)來(lái)減少電池中的可燃材料，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的安全性。

早期的可再充電電池包含鋰基電極，但在20世紀(jì)80年代，人們發(fā)現(xiàn)再充電導(dǎo)致電極發(fā)生變化，從而降低了熱穩(wěn)定性。熱失控導(dǎo)致溫度迅速升高，電池達(dá)到鋰的熔點(diǎn)，導(dǎo)致劇烈的排氣和燃燒。因此，今天的鋰離子電池實(shí)際上不含鋰金屬，電極由替代材料制成，如鈷酸鋰（用于陰極）和石墨（用于陽(yáng)極）。

今天，電解質(zhì)（具有攜帶鋰離子并因此產(chǎn)生電流的功能）是鋰鹽，其是由于電池的較高電壓（4V）所需的非水有機(jī)溶劑。使用鋰鹽代替水溶液（例如鎳鎘電池中使用的鉛酸），因?yàn)楦唠妷簳?huì)引起水的電解。鋰鹽受益于高導(dǎo)電性，電化學(xué)穩(wěn)定性（電壓超過(guò)4 V），化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及寬闊的溫度范圍的固有特性。

電池的另一個(gè)主要部件是分離器。隔板的主要功能是使正極和負(fù)極絕緣，保留電解質(zhì)并傳輸離子。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(jī)械強(qiáng)度，化學(xué)和熱穩(wěn)定性（抵抗電解質(zhì)），具有保持電解質(zhì)的能力，并且是多孔的，允許鋰離子的移動(dòng)。由于材料的孔在溫度下熔化從而阻止鋰離子的移動(dòng)，因此隔板在電池的安全性中起重要作用。