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鋰離子電池發(fā)明歷史與未來發(fā)展(圖)

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關(guān)鍵詞: 鋰離子電池,鋰電池,原電池

       在80、90年代,人們的通訊基本靠信件、電報、電話三種方式,其中,電話又是以座機為主,如果誰家安裝了座機立馬就會成為左領(lǐng)右舍羨慕的對象。不過,隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展,座機漸漸被手機所替代,而當時最讓人們印象深刻的就是“大哥大”,因為該機是移動通信的先鋒者,更是那個時代身份的象征。時至今日,那種“大哥大”手機早已成為古董,智能手機不但擁有眾多先進技術(shù),而且其便攜、輕薄、易用等特性成為當下主流產(chǎn)品。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      在日常生活中,智能手機可幫助我們實現(xiàn)多種用途,例如休閑娛樂、實時導(dǎo)航、工作學習等,給我們的生活帶來不少便利。但是,世間沒有完美的事物,智能手機給人們帶來諸多好處的同時,自身最大缺陷就是電池,大多數(shù)智能手機電池的使用時間最長也就兩天,如果中度使用或者玩游戲基本不到一天就得充電,有的甚至一天兩充,雖然當下的手機電池這么不給力,但它對手機來說卻至關(guān)重要,因為沒電池的手機和“尸體”無兩樣,而電池作為手機的源動力,它也有著自身的經(jīng)歷。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

     

      手機電池一般分為鎳電池和鋰電池,其中,鎳電池容量低,有記憶效應(yīng),并存在自放電現(xiàn)象,且制造材料還有環(huán)境污染的問題,所以在手機行業(yè)沒有延續(xù)下來。雖然“鋰電池”的誕生彌補了鎳電池的不足,并且其高能、環(huán)保的特性,使它成為時下手機行業(yè)唯一的源動力,但人們對手機上“鋰電池”的理解還存在一定誤區(qū),因為從嚴格意義上來講,鋰電池不可充電,既然不可充電,那手機上用的是什么?或者說是什么樣的鋰電池?下面小編就為大家一一解答。

      首先,我們來看看什么是鋰電池,其實,從嚴格意義上講鋰電池就是鋰原電池,內(nèi)含純態(tài)的鋰金屬,為一次性使用、不可充電的電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,現(xiàn)在只有少數(shù)的幾個國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      在鋰電池出現(xiàn)之前,原電池可以說是它的鼻祖,那原電池又是如何誕生的呢?這要追溯到18世紀末期,當時意大利生物學家伽伐尼正在進行著名的青蛙實驗,當用金屬手術(shù)刀接觸蛙腿時,發(fā)現(xiàn)蛙腿會抽搐,多次實驗后伽伐尼認為這可能是“動物電”。

      而伽伐尼的朋友伏打看到這一現(xiàn)象,經(jīng)過多次實驗,發(fā)現(xiàn)只要有兩種不同金屬互相接觸,中間隔以濕的硬紙、皮革或其他海綿狀的東西,不管有沒有蛙腿,都有電流產(chǎn)生,從而否定了“動物電”的觀點。因為伏打認識到蛙腿收縮只是放電過程的一種表現(xiàn),兩種不同金屬的接觸才是電流現(xiàn)象的真正原因。于是,伏打列出了鋅-鉛-錫-鐵-銅-銀-金的次序,這就是著名的伏打序列。1800年,伏打據(jù)此原理設(shè)計出了被稱為伏打電堆的裝置,鋅為負極,銀為正極,用鹽水作電解質(zhì)溶液。

      以上的小故事只是原電池的發(fā)明史,之后被人們經(jīng)常使用的原電池有鋅-錳干電池、鋅-汞電池、鋅-銀扣式電池及鋰電池等。其中,鋰電池源于偉大的發(fā)明家愛迪生,它是由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池,不過,由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬在加工、保存、使用方面,對環(huán)境要求非常高,所以在那個年代鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。時至今日,隨著科學技術(shù)發(fā)展,鋰電池已成主流。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

     

      既然鋰電池在當下已成主流,那其有哪些優(yōu)點和缺點呢?我們先來看看它的優(yōu)點:1、能量比較高2、使用壽命長;3、額定電壓高;4、自放電率很低,這是該電池最突出的優(yōu)越性之一,不到鎳氫電池的1/20;5、高低溫適應(yīng)性強,能在-20℃--60℃的環(huán)境下使用,經(jīng)過工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下使用;6、綠色環(huán)保,不論生產(chǎn)、使用和報廢,都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì);7、生產(chǎn)基本不消耗水,對缺水的國家來說正合適。缺點方面:1、鋰電池的安全性差,有爆炸的危險;2、生產(chǎn)要求條件高,成本也隨之上漲;3、使用條件有限制,高低溫使用危險大。

      如今,手機中常見的電池就是鋰離子電池,但鋰離子電池的電解質(zhì)是流動的,受到外力摔打或者使用不符合標準的充電器,都有可能引起爆炸。其實,只要我們從正規(guī)渠道購買手機,使用得當是可以避免這類事情發(fā)生的。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      既然手機采用鋰離子電池,那它和上文介紹的鋰電池區(qū)別在哪呢?這要從鋰電池的早期研發(fā)說起,由于鋰電池自放電率極低,放電電壓平緩,其最早應(yīng)用在心臟起搏器中,從而使植入人體的起搏器能夠長期運作。

      而在1992年索尼成功開發(fā)出商用鋰離子電池。該電池可重復(fù)充電的特性,使其迅速成為移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備的源動力。同時也讓這些電子設(shè)備的重量和體積大大減小,使用時間相應(yīng)延長,并且鋰離子電池中不含有重金屬鎘,與鎳鎘電池相比,大大減少了對環(huán)境的污染。要說兩者最大的區(qū)別,可以理解為鋰電池只能使用一次,而鋰離子電池可以重復(fù)使用。當然,鋰離子電池也可以看做是鋰電池的衍生產(chǎn)品。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

     

      此外,之前的手機行業(yè)還用鎳電池做過一段時間源動力,然而,就像本文前言說的那樣,由于鎳電池對環(huán)境有污染,并且有記憶效應(yīng)以及自放電現(xiàn)象,所以鋰離子電池誕生后,以自身眾多優(yōu)點成為廠商青睞的對象,而鎳電池則被打入“冷宮”,這也是為什么當下手機市場中都用鋰離子電池的原因。

      說到這,不知你是否走出對手機電池認知的誤區(qū),首先,鋰離子電池只是鋰電池中的一種,也可以看成是鋰電池的改良版,而鋰電池是原電池的分支,并且只能使用一次還不可充電,所以從嚴格意義上講,鋰離子電池才可稱之為手機電池。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      而鋰離子電池又和鎳電池有何不同呢?這點從上文的介紹中就可看出端倪,由于鎳電池有記憶效應(yīng),所以需要用戶先把新機的剩余電量用光,在反復(fù)充電幾次后,從而發(fā)揮最大效能,這對現(xiàn)在的年輕人來說操作起來非常繁瑣。

      然而,現(xiàn)在還有不少人沿用了鎳電池時代的充電習慣,這對使用鋰離子電池的手機來說,會大幅降低電池壽命,因為鋰離子電池無記憶性,用戶在使用過程中,可隨用隨充,只要不過放或者過沖,減少充電周期,延長手機電池的壽命不是問題。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      這里小編為大家解釋一下何謂充電周期?其實,一個充電周期就是指電池電量由滿用到空,再又空充到滿的過程,不過,這不等于充了一次電,例如,當電池電量第一天用到一半時,又為它充滿電,第二天亦是如此,兩次下來只能算一個周期,而不是兩個。所以有些人非要用完電再充滿的做法顯然不可取,而一些高品質(zhì)的電池經(jīng)過數(shù)個充電周期后,依然會保留原始容量的80%。

      當下的鋰離子電池只不過是為提升手機續(xù)航的技術(shù)應(yīng)用,相信在不久的將來會有更為先進的技術(shù)來代替鋰離子電池,也許是液體或氣體,但從整個行業(yè)走向來看,為電池超快速充電,似乎成為更容易實現(xiàn)的技術(shù)。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      此外,在過去的時間里,也有不少廠商為手機續(xù)航拿出解決方案,像LG的太陽能充電、燃料供電等技術(shù),它們的工作原理顧名思義,太陽能供電就是利用光能實現(xiàn)充電,而燃料供電則是通過正常燃料中提取出的氫氣與氧氣發(fā)生反應(yīng),把化學能轉(zhuǎn)化成電能,同時排放出沒有污染的水。同樣重量的燃料電池提供的電量可達鋰離子電池的10倍。

      既然原先有鋰離子電池外的解決方案,那為何到現(xiàn)在也沒解決手機的續(xù)航問題?這是因為太陽能轉(zhuǎn)換效率低,并且未具備市場競爭條件,而燃料電池最直接的原因就是造價高,所以從目前來看鋰離子電池依舊無法替代。

    高能/環(huán)保 改變手機行業(yè)的技術(shù)之鋰電池

      展望未來,今后手機電池技術(shù)的研發(fā)方向應(yīng)該會向小體積、高續(xù)航方面發(fā)展,因為只有把手機電池的體積控制下來,才能讓手機更好用,但應(yīng)該是先解決續(xù)航,還是解決體積問題?不知消費者怎么看,小編就此說下自己的觀點,看看當下手機的厚度,沒有最薄只有更薄,所以筆者認為優(yōu)先解決續(xù)航問題,才是廠商的首要任務(wù)。

    (審核編輯: 小丸子1)

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