墨柯
1 前言
现在俗称的“锂电池”,准确的叫法是“锂离子电池”,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动进行工作:充电时,锂离子从正极脱嵌,在电解液中游动穿过隔膜嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。这个过程中的相关材料——正极材料、负极材料、电解液(液态电解质)和隔膜被称为“锂离子电池4大关键材料”。除此之外,制造锂离子电池所需的其他材料还有铝箔(粘接正极材料的载体)、铜箔(粘接负极材料的载体)、粘接剂、绝缘件、结构件(壳体盖板)等。
与铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池等其他二次电池(充电电池)相比,锂离子电池问世的时间最晚,全球第1只锂离子电池由索尼公司在1990年推向市场。由于性能全面占优,不仅能量密度高、使用相对安全、没有记忆效应,而且环保(不含铅、镉、汞等对环境有污染的元素),所以锂离子电池自问世以来就发展迅猛,市场规模飞速扩大,未来几年将超越铅酸电池而成为用量最大的二次电池产品。
锂离子电池正在全面替代其他二次电池。在曾经镍镉电池最大的应用市场——电动工具市场中,锂离子电池已经完成了全面替代,目前市场占有率已超过95%(见图1)。在消费类电子产品市场,镍氢电池受锂离子电池挤压已基本退出市场;在混合动力汽车(HEV)市场,镍氢电池虽然还占据主流,但应用比例逐年下降。在电动自行车、电动三轮车、低速电动汽车以及移动基站电源等铅酸电池的主要应用市场,锂离子电池的替代速度也日益加快;……