ROCKET锂电池简介

电池是一种电化学装置。这意味着它将化学能转化为电能。充电电池可以反向转换，因为它们使用可逆反应。每个电池都由称为阴极的正电极和称为阳极的负电极组成。电极放置在电解质中并通过允许电子流动的外部电路连接。
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

早期的锂电池是具有熔融锂阴极和熔融硫阳极的高温电池。这些热充电电池的工作温度约为 400 摄氏度，于 1980 年代首次投入商业销售。然而，由于锂的不稳定性，电极密封被证明是一个严重的问题。在最终的温度问题中，腐蚀和改善环境温度的电池减缓了熔融锂硫电池的采用。尽管从理论上讲这仍然是一个非常强大的电池，但科学家们发现有必要用一些能量密度来换取稳定性。这导致了锂离子技术。

锂离子电池通常具有容纳 Li+ 离子的石墨碳阳极和金属氧化物阴极。电解质由溶解在乙醚等有机溶剂中的锂盐（LiPF6、LiBF4、LiClO4）组成。由于锂会与水蒸气发生非常剧烈的反应，因此电池始终是密封的。此外，为防止短路，电极由防止物理接触的多孔材料隔开。当电池充电时，锂离子嵌入阳极中的碳分子之间。同时，在阴极释放锂离子和电子。在放电过程中，情况正好相反：锂离子离开阳极并移动到阴极。由于电池涉及离子和电子的流动，因此系统必须同时是良好的电导体和离子导体。

总体而言，锂离子电池具有重要的优势，使其成为许多应用中的首选。锂是具有最低摩尔质量和最大电化学势的金属。这意味着锂离子电池可以具有非常高的能量密度。典型的锂电池电势为 3.6V（钴酸锂-碳）。此外，它们的自放电率为 5%，远低于通常自放电率为 20% 的镍镉电池。此外，这些电池不含镉和铅等危险重金属。最后，Li+电池没有任何记忆效应，不需要再充电。这使得它们与其他电池相比维护成本低。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

不幸的是，锂离子技术有几个限制性问题。首先，它很昂贵。锂离子电池的平均成本比镍镉电池高 40%。此外，这些设备需要保护电路以将放电率保持在 1C 和 2C 之间。这是大多数静电荷损失的来源。此外，尽管锂离子电池功能强大且稳定，但其理论电荷密度低于其他类型的电池。因此，其他技术的改进可能会使它们过时。最后，与镍镉电池相比，它们的循环寿命短得多，充电时间长得多，而且对高温也非常敏感。

这些问题引起了人们对其他化学物质的兴趣，例如锂空气、锂聚合物和锂铁。由于我没有时间介绍所有这些设备，我们将简要介绍一下锂空气电池。在这些系统中，锂在阳极被氧化，释放出通过外部电路的电子。Li+ 离子然后流向阴极，在那里它们还原氧气，形成中间化合物过氧化锂。从理论上讲，这允许发生真正可逆的反应，从而提高锂空气电池在深循环应用中的性能。然而，与 Li+ 电池非常相似，这些电池的寿命很短。这是由于氧自由基的形成会分解电池的有机电解质。幸运的是，2012年Jung等人独立研发的两种锂空气电池，一组来自罗马和首尔的研究人员，以及领导奥兰多拖车小组的彼得布鲁斯。在圣安德鲁斯，似乎已经解决了这个问题。两组的电池都经历了大约 100 次充电和放电循环，而没有损失太多容量。Bruce 的设备在测试期间仅损失了 5% 的容量。与锂离子电池相比，这些电池还具有更高的能量密度。这表明储能的未来可能取决于强大、有弹性的锂空气化学。然而，我们首先必须克服耐久性、成本和重量问题。Bruce 的设备在测试期间仅损失了 5% 的容量。与锂离子电池相比，这些电池还具有更高的能量密度。这表明储能的未来可能取决于强大、有弹性的锂空气化学。然而，我们首先必须克服耐久性、成本和重量问题。Bruce 的设备在测试期间仅损失了 5% 的容量。与锂离子电池相比，这些电池还具有更高的能量密度。这表明储能的未来可能取决于强大、有弹性的锂空气化学。然而，我们首先必须克服耐久性、成本和重量问题。