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锂离子电池的优缺点

2018-11-01   点击量:437

锂离子电池的优点


一般来说,锂离子电池比镍镉(NiCd,发音为"nicad")等旧技术更可靠,并且不存在被称为"记忆效应"的问题(镍镉电池似乎变得更难充电,除非他们已经完全充电。由于锂离子电池不含镉(有毒,重金属),它们(理论上至少)对环境更好-尽管倾倒任何电池(充满金属、塑料和其他各种化学品)垃圾填埋场从来都不是一件好事。与重型可充电电池(例如用于启动汽车的铅酸电池)相比,锂离子电池对于它们存储的能量来说相对较轻。


锂离子电池的缺点


如果我们对锂离子电池的缺点感兴趣,重要的是要记住我们正在比较它们。作为汽车的动力源,我们真的需要将它们与其他类型的电池进行比较,而不是与汽油进行比较。尽管多年来取得了相当大的进步,可充电电池仍然只能存储普通气体的一小部分能量;用更科学的话来说,它们具有低得多的能量密度(它们每单位重量存储的能量更少)。这也解释了为什么你可以在几分钟内完全"充电"(加油)燃气动力汽车,而它通常需要几个小时用电动汽车给电池充电。这些缺点是由其他优点平衡的,例如电动汽车更高的燃油经济性和相对缺乏空气污染(车辆本身零尾气/尾气排放)。


撇开车辆并更普遍地考虑锂离子电池,有哪些问题?最大的问题是安全性:如果锂离子电池过度充电或内部故障导致短路,它们会着火;在这两种情况下,电池在所谓的"热失控"中升温,最终着火或爆炸。该问题通过内置断路器(称为电流中断装置或CID)解决,当电压达到最大值时,如果电池过热或内部压力上升过高,则会终止充电电流。但仍存在担忧,2016年,国际民用特种组织正式禁止在客机上装运锂离子电池,因为存在潜在的危险。很少发生这样的事故,这项技术有多么普遍(你可以在每一款现代手机,笔记本电脑,平板电脑和其他大多数可充电产品中找到锂离子电池)。并且重要的是要记住替代方案的风险:是的,电动汽车中的锂离子电池可以着火-但汽油动力汽车更容易着火......并导致实际爆炸!其他类型的电池如果过热也会着火并爆炸,因此火灾不是锂离子技术所特有的问题。


解决方案是什么?目前由一家名为IonicMaterials的公司开创的一个有希望的选择是使用阻燃聚合物(固体塑料)代替通常用于锂离子电池的易燃液体电解质。锂离子电池背后的化学家JohnGoodenough所青睐的另一种选择是使用"掺杂"玻璃(经处理使其导电)代替电解质。时间将证明这些选择中的一个-或其他-将完全推翻锂离子电池作为世界上最受欢迎的可充电技术。


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钜大特种电池工程研究院

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