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“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時，M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)成為了主流。

鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，只有少數(shù)幾個國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

鋰電池最早期應(yīng)用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優(yōu)點，使得植入人體的起搏器能夠長期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計算器，數(shù)碼相機(jī)、手表中。

為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對各種材料進(jìn)行了研究，從而制造出前所未有的產(chǎn)品。

1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實用化，使人們的移動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。

1970年代?？松腗.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個鋰電池。

1980年，J. Goodenough 發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。

1982年伊利諾伊理工大學(xué)(the Illinois Institute of Technology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。

1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。

1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

1991年索尼公司發(fā)布首個商用鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。

1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鋰鐵(LiFePO4)，比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性，因此已成為當(dāng)前主流的正極材料。

隨著數(shù)碼產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用，鋰離子電池以優(yōu)異的性能在這類產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，并在逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。

1998年，天津電源研究所開始商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池。

2018年7月15日，從科達(dá)煤炭化學(xué)研究院獲悉，一種由純碳作為主要成分的高容量高密度鋰電池用特種碳負(fù)極材料在該院問世，這種由全新材料制備的鋰電池可以實現(xiàn)汽車?yán)m(xù)航里程突破600公里。 [1] 

2018年10月，南開大學(xué)梁嘉杰、陳永勝教授課題組與江蘇師范大學(xué)賴超課題組合作成功制備了具有多級結(jié)構(gòu)的銀納米線—石墨烯三維多孔載體，并負(fù)載金屬鋰作為復(fù)合負(fù)極材料。這一載體可抑制鋰枝晶產(chǎn)生，從而可實現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長鋰電池“壽命”。該研究成果在最新一期《先進(jìn)材料》上發(fā)表

碳負(fù)極材料

已經(jīng)實際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

錫基負(fù)極材料

錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

氮化物

也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

合金類

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

納米級

納米碳管、納米合金材料。

納米氧化物

根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動向，諸多公司已經(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

鋰，原子序數(shù)3，原子量6.941，是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成了納米等級的細(xì)小儲存格子，可用來儲存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會因氧分子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的儲存格，使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。

保護(hù)措施

鋰電池芯過充到電壓高于 4.2V 后，會開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高，危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于 4.2V 后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半， 此時儲存格常會垮掉， 讓電池產(chǎn)生永久性的容量損失。 如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜，使正負(fù)極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因為在過充過程，電解液等材料會分解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。

因此，鋰電池充電時，一定要設(shè)定電壓上限， 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2V。 鋰電芯放電時也要有電壓下限。 當(dāng)電芯電壓低于 2.4V 時， 部分材料會開始被破壞。 又由于電池會自放電， 放愈久電壓會愈低，因此，放電時最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間，所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一個理想的放電截止電壓。 充放電時，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時，鋰離子來不及進(jìn)入儲存格，會聚集于材料表面。

這些鋰離子獲得電子后，會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會造成危險性。萬一電池外殼破裂，就會爆炸。 因此，對鋰離子電池的保護(hù)，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項保護(hù)。但是，保護(hù)板的這三項保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性，必須對電池爆炸的原因， 進(jìn)行更仔細(xì)的分析。

1. 比較電池容量的大小。一般的鎘鎳電池為500mAh或600mAh，氫鎳電池也不過800-900mAh;而鋰離子手機(jī)電池的容量一般都在1300-1400mAh之間，所以鋰電池充足電后使用的時間約是氫鎳電池的1.5倍，是鎘鎳電池的3.0倍左右。如果發(fā)現(xiàn)您所購買的鋰離子手機(jī)電池塊工作時間并沒有宣傳的或說明書上規(guī)定的長，就有可能是假冒的。

2. 看塑膠表面及塑膠材質(zhì)。正品電池防磨面均勻，采用的是PC材質(zhì)，無脆裂現(xiàn)象；假冒電池?zé)o防磨面或過于粗糙，采用的是再生材質(zhì)，易脆裂。

3. 測量電池塊的充電電壓。如果用鎘鎳、氫鎳電池塊假冒鋰離子手機(jī)電池塊，就必須由5個單體電池組成，單個電池的充電電壓一般不超過1.55V，電池塊的總電壓不超過7.75V.當(dāng)電池塊的充電總電壓低于8.0V時就有可能是鎘鎳、氫鎳電池。

4. 對于原裝電池，它的電池表面色澤紋理清晰、均勻、乾凈、無明顯劃痕及損傷；電池標(biāo)志應(yīng)印有電池型號、種類、額定容量、標(biāo)準(zhǔn)電壓、正負(fù)極標(biāo)志、制造廠名。手感要光滑無阻塞，松緊適宜，與手配合良好，鎖扣可靠；五金片無明顯劃痕及發(fā)黑、發(fā)綠現(xiàn)象。如果我們購買的手機(jī)電池與上面的現(xiàn)象不符合的，可以初步斷定是假貨。

5. 許多手機(jī)生產(chǎn)廠商也從自身的角度出發(fā)，通過努力提高工藝水準(zhǔn)，來提高手機(jī)及其配件的造假難度，從而進(jìn)一步遏制假貨水貨泛濫的現(xiàn)象。一般正規(guī)的手機(jī)產(chǎn)品及其配件要求在外表上必須做到一致性。因此我們?nèi)绻奄I回來的手機(jī)電池裝上時，應(yīng)該仔細(xì)對照一下機(jī)身與電池底殼？色，假如色澤光暗一致，就是原裝電池。否則，電池本身較暗淡無光澤，就有可能是假電池。

6. 觀察充電的異常情況。一般，正品手機(jī)電池內(nèi)部應(yīng)有過流保護(hù)器，在外部短路等導(dǎo)致電流過大的情況下，自動切斷回路，以免燒毀或損壞手機(jī)；鋰離子電池另具有過流保護(hù)線路，當(dāng)使用不規(guī)范電器，交電電流過大時也會自動切斷電源，導(dǎo)致充不進(jìn)，在電池正常情況，可自動恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)。如果，我們在充電的過程中，發(fā)現(xiàn)電池嚴(yán)重發(fā)熱或者冒煙，甚至爆炸，說明電池肯定是假的。

如果細(xì)看，還可能發(fā)現(xiàn)制造者的名字。例如對于摩托羅拉電池，它的防偽商標(biāo)是呈菱形，并且無論從任何角度看，都可以閃爍有立體效果，而Motorola，Original及印刷又清晰的話，便屬正品。相反，一旦色澤暗淡，立體感不足 ，字樣模糊，便有可能是假貨。

1. 借助專用工具。面對市場上的手機(jī)電池的種類越來越多，而假冒的技術(shù)也是越來越高明，一些大公司也在不斷地提高防偽技術(shù)，例如新款諾基亞的手機(jī)電池，它在標(biāo)志上進(jìn)行了特殊的處理，需要用一種特殊的棱鏡來識別，而這種棱鏡只有諾基亞公司才有。因此，隨著防偽技術(shù)的提高，我們也就很難從外觀上來識別真假了。

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