新材料产业染越来越严重,零排放的电动汽车的开发研究得到了各国政府的大力支持,各种机构也积极参与其中。作为电动汽车用的电池,目前的研究方向有钠硫电池、镍氢电池、镍锌电池、二次铿离子电池等。电动汽车的各种特性主要依赖于电池,电动汽车用电池要求有以下特性:高体积能量密度,高质量能量密度。高输出密度,特别重要的是单位质量的输出密度。优良的循环特性。
现有的产业化的二次铿离子电池都是小型电池,不能充分满足以上要求,当务之急是开发高性能的大型二次铿离子电池。
二次铿离子电池的原理一次铿离子电池用铿作负极。铿作为电池的负极,具有非常优良的特性,以纽扣型为代表的一次铿离子电池,作为存于者蓄电用电源等得到广泛的使用。最近,作为自动调焦照相机等的电源,大容量的圆筒形一次铿离子电池的使用量正在扩大。用铿作负极的一次铿离子电池主要有以下几个特征:高体积能量密度和高质量能量密度;高电压;自放电少;可在较宽的温度范围内使用。
由于在一次铿离子电池中用锉作负极具有的优良性能明显,因此在二次锉离子电池的研究初期,许多研究机关依然在尝试用铿作负极。但是,二次锉离子电池因为充放电过程中伴随着树枝状结晶生成,导致其在循环特性、急速充电性、安全性等方面产生了难以克服的问题,一度阻碍了二次铿离子电池的实用化。为了继承一次锉电池的优良特征,同时解决以上这些问题,随后对二次铿离子电池的研究,采用了能够吸附铿的物质作为负极,这样就回避了金属铿本身的使用,解决了树枝状结晶生成的问题,二次铿离子电池的应用迅速推广。由于充放电伴随着层间的伸缩,容易导致负极的膨胀、变形以及结晶结构的破坏。因此,黑铅作为二次锉离子电池的负极,其循环特性不是太好。