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主题：【原创】锂离子电池，你的第二个春天在哪里？开篇前的话 -- 菜菜丛
家园 【原创】锂离子电池，你的第二个春天在哪里？开篇前的话 最近拜读了晨大侠的大作
电动汽车：明天的希望还是后天的梦幻？佩服之余，觉得有写话值得说一说，本来想回在晨大侠的贴子里面，忽然觉得借此机会做个锂离子电池方面的专题给大家，供大家参考一下，所以斗胆新开了个帖子，虽然研究锂离子电池已经有６年多了，基本上还是个新手，功力不足是肯定的，权当做是抛砖引玉吧。如果让河里的某一位看了我的贴子以后突发灵感，以至于变成亿万富翁，那可绝对是我的荣幸了。开篇之前，先把丑话说在前面，由于目前工作十分繁忙，定期更新是不可能的，还请大家原谅，另外中途太监了也说不定，各位朋友先有个心理准备。元宝推荐：闲看蚂蚁上树,四月一日,海天,家园 初识菜菜丛兄,就看见一篇给俺扫盲的好文 不花对不起人民对俺的教育!
家园 【原创】锂离子电池，你的第二个春天在哪里？6 要想了解锂离子电池为什么这么危险，首先要了解它的基本结构和工作原理。和其他的电池一样，锂离子电池的基本构成也是由正极，负极，电解液，隔膜以及外壳组成。正极主要由正极活性物质(主要是钴酸锂，也有部分是镍酸锂和锰酸锂以及他们的取代物),导电剂和粘接剂按一定比例组成。负极主要是由负极活性物质(天然或人工石墨)导电剂和粘接剂按一定比例组成。尽管基本结构和其他的电池相同，锂离子电池的工作原理却和其他的二次电池截然不同。在充电的工程中，正极中的锂离子从晶格中脱出进入到电解液中，而电解液中的锂离子则嵌入到石墨负极当中。放电的时候石墨中的锂离子脱出进入到电解液中，电解液中的锂离子重新嵌入到正机材料的晶格中。因为在充放电过程中即包括离子的迁移，又包括电子的传输，所以作为电极的材料必须是即能进行锂离子的脱嵌又能快速传输电子的材料。隔膜主要使用具有微孔结构的聚乙烯或者聚丙烯。隔膜的微孔在正常的情况下要能够保证锂离子在电解液中的自由扩散，在高温的时候则要求这些微孔关闭，从而切断离子通路，使充放电过程终止。电解液里面的猫腻最多，其基本组成是把锂盐(LiPF6,LiBF4...)溶解在碳酸乙烯(EC)碳酸丙烯(PC)等的混成溶液中。考虑到电池要在各种各样的环境下应用，为了兼顾安全性，使用寿命，和客户要求，在电解液中要添加各种各样的添加剂来改善循环性，低温特性，高温存储特性，高速充放电特性，以及过充电时的安全性。呵呵，是不是有点头痛医头，脚痛医脚的味道？
锂离子电池的危险主要是因为锂离子电池中大量使用碳，有机溶剂，和高分子材料，在高温，或者短路的情况下非常危险，极容易起火燃烧，所以在单cell中还包括安全阀，正温度系数材料PTC来加强安全性。即便如此，单电池还是不能使用，因为在过充电的情况下，多放出来的锂离子会以金属的形态沉积在负极上。这些锂金属的析出不仅使电池的循环性恶化，还会引发电池内部的微短路，所以必须控制电池的充放电电压和充放电模式，这样在电池组中还要包括控制充放电的芯片。
家园 【原创】锂离子电池，你的第二个春天在哪里？5 夺得半壁江山的锂离子电池显得有些咄咄逼人。在拿下手机，笔记本电脑，和数码相机的市场后，它有了更高层次的追求(在此怀念为我们带来无尽欢乐的赵妈).这一次，它的猎物是无线电动工具和电动汽车。可是它在梦想着毕革命成功于一役，彻底的将其他的二次电池扫进历史的垃圾堆同时，却忽略了自身潜伏的危机，而这个疏忽，却险些要了的命。在前面我提到了索尼在全球召回问题电池的事件，今天早上在名古屋的宾馆里看电视，发现三菱电机(三洋电机的子会社)制造的手机电池又出事故了，晚上在新干线上又报道说松下电机的电池也有问题(松下说它的电池没有问题，出事的电池是由于顾客的不正当使用，不知道是不是真的)。至此，日本三大锂离子电池制造商全部卷入问题电池的旋涡，要知道这三大厂家在世界市场的份额近８０％。那么，到底是什么原因让锂离子电池如此的危险呢？我们明天再说。
家园 花一个
家园 【原创】锂离子电池，你的第二个春天在哪里？4 千呼万唤的锂离子电池终于粉墨登场了，它也确实没有让那些对它寄予众望的人没有失望，一经亮相，就赢得满堂喝彩。相信看过８０年代末９０年代初香港警匪片的人的脑海还有大傻左手大砖头，右手大雪茄的嚣张形象。当时的移动电话用的都是镍镉(后来改为镍氢)电池。和镍镉电池相比，锂离子电池的单位体积容量和单位重量容量都是镍镉电池的２－３倍。这就意味着同样大小的锂离子电池可以提供２－３倍的电池容量，或者以一半体积或者重量的电池来提供同样的电池容量。众所周知，对于便携式电子器件来说，为它提供能量的电源不仅决定它的外观，还在很大程度上影响它的价格，所以锂离子电池用不到１０年的时间，就将镍镉和镍氢电池彻底地踢出场外。在某种程度上来说，正式因为锂离子电池的出现，才有今天便携式电子产品精彩纷呈的局面。锂离子迎来了它的第一个春天。
家园 今天早上在宾馆里看新闻，得知日本三洋的子会社生产的手机电池也出事 晚上在新干线上又得知松下的电池也有问题。至此，日本锂离子电池的三巨头全军覆没，真是不知道该说些什么了。呵呵
家园 问题是负极材料 正极是钴锰锂化合物晶体，出问题的是负极发热导致的。
家园 向大家告个罪， 最近几天一直忙着陪一位国内来的亲戚，以至于没有更新内容。等过了这阵子，一定更新。绝不食言。
家园 【原创】锂离子电池，你的第二个春天在哪里？3 开篇之前，让我们先记住一个人的名字，J. Goodenough.这个名字起的好哇。名字好，学问作的更了不起，１９８０年，他和他的日本学生发表了一片论文，在这篇论文中，他们发现钴酸锂LiCoO2可以进行电化学脱嵌锂反应。这是个里程碑的工作，因为以前的正极材料相对性金属锂的电势只有１－２伏，和镍镉电池相比看不出优势来，可是钴酸锂就不一样了，它对金属锂的平均电势在４伏左右，和其他的二次电池相比高下立判。在后面，我还要提到这位美国德克萨斯大学老先生的名字。
书接前回，金属锂做二次电池的负极暂时是不行了，别的材料可不可以呢？这就需要进行大量筛选了。这次，命运之神青睐了日本人。
自然界赋予碳元素太多的神奇，钻石，石墨，活性碳，导电聚乙炔，富勒烯，碳纳米管。。。 。。。如果元素也有思想的话，它们会不会嫉妒上帝对碳的偏爱呢？
这次，又是碳元素催生了锂离子电池。１９８９年，夏普公司的开发人员发现高温裂解制备的碳可以发生电化学脱嵌锂的反应，更主要的是，它的电势只比金属锂高那么一点点，可以充分发挥正极的高电压优势，至此，正极，负极，电解液，都全了，就差邻门一脚了。１９９０年的２月，日本的索尼公司完成了射门，锂离子电池终于诞生了。 结束本节之前，让我们在回顾一下它的诞生过程吧
１９５８年 Harris 发明有机电解液
１９７５年 Iketa用二氧化锰做成锂一次电池
１９７６年 whittingham 发明锂二次电池
１９８０年 Goodenough 发明钴酸锂正极材料
１９８９年 Mohri发明碳负极
家园 等待菜菜丛的下文 等待菜菜丛的下文
我在深圳，还为朋友搞了一个电池贸易网
不过不怎么成功
家园 期待. 上花上宝 恭喜：意外获得【西西河通宝】一枚
谢谢：作者意外获得【西西河通宝】一枚
鲜花已经成功送出
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