已经“足够好”,锂电池终于等到诺贝尔

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当然是电芯越少的越好。因为电芯之间存在电压平台、恒流率、内阻、循环寿命等参来数的差异,当电芯组成自电池的时候,需要电池管理系统来统筹管理,如果管理系统有均衡功能还好点。如果没有管理系统或者管理系统没有均衡功能,那么百电池组就按照水桶原理,体现出最差电芯的性能,造成电池组寿命很差。而如果只有一个电芯,那就没有存在差异性问题,电池性能能立马体现出来。度,| 2011-12-4 12:21 fox31014 | 三级 说的对,越少越好,差不多吧www.book1234.com防采集请勿采集本网。

如果你的锂电池是新买的 还没有怎么用的时候~ 就是前几次充电~ 最好是完全没电了再冲 这样可以增加电池的寿命~前几次充完后 就不用在乎了,可以提醒前就冲~

科技日报记者 张盖伦

有一定的道理,因为锂电池不像镍氢电池有记忆效应。锂离子电池可以随充随用。但是锂电池也有寿命,大约充放300次左右。所以尽量的少一些充电的次数。

每年诺贝尔化学奖颁布前夕,他的名字都会被列入“预测得奖名单”;每年奖项颁布后,也总会有人问——为什么今年还不是他?约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)的姓挺有意思,翻译成中文就是“足够好”,但他简直是化学奖界的村上春树。“陪跑”多年,人人都觉得他应该得,但就是一直没有得——直到今年。

首先要比较锂电池的容量,一般是容量越大就越重;如果容量相同,则重量越轻的越好,说明锂电池的能量密度大。

2019年,诺贝尔化学奖终于给到了锂电池领域。美国科学家约翰·B·古迪纳夫、英裔美国科学家M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)与日本科学家吉野彰(Akira Yoshino)共同获得此奖。

若大家还是等到全部用完电后再充的话反而会使得 锂 电池内部的化学物质无法反应而寿命减少。最好的方法就是没事就充电让它随时随地保持最佳 满格状态,这样你的电池就可用的又长又久喔。这是从厂商那得到

古迪纳夫与他的中国学生 恩力能源科技有限公司总裁戴翔(右)供图

这里有一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:循环寿命nbsp;(10%DOD):nbsp;gt;1000次nbsp;循环寿命nbsp;(100%DOD):nbsp;gt;200次nbsp;其中DOD是放电深度的英文缩写

古迪纳夫今年已经97岁,他也刷新了诺奖得主的最高龄纪录。

“足够好”爷爷的获奖感言

戳视频↓↓↓

视频提供:戴翔

古迪纳夫表示,这真是个惊喜!我只能说这是一个多么非凡的日子,我非常高兴能参评诺贝尔奖,让我获得如此荣誉。

他们找到的材料至今仍是主流

如果没有锂电子电池,出门在外,你恐怕得为手机准备上一打镍镉电池,以防它打上几个电话就宣告罢工。

锂离子电池,能量密度高、寿命长,没有记忆效应。凭借这些优势,它已经渗透进了人类生活的方方面面。

当前最常见的锂电池中,正极为钴酸锂材料,负极是碳材料。“从1991年商业化到现在,锂电池的主流正负极材料没有太大改变。”上海科技大学物质科学与技术学院助理研究员刘巍说。

Whittingham的锂电池

当然,在商业化之前,也有一段漫长崎岖的道路需要前人摸索。先是斯坦利·威廷汉起草了锂电池的初始设计方案,硫化钛为正极材料,金属锂为负极材料——这证明是一个可以充放电的电池。

但人们发现,用金属锂做负极,并不安全。解决这一问题的思路在于避免电极中出现金属锂。古迪纳夫团队提出和找到了层状氧化物正极材料——钴酸锂。“这一材料至今仍应用在我们各类主流消费类电子产品中。”中国科学院物理所研究员李泓说。

Goodenough的锂电池

1997年,古迪纳夫已经75岁,他和团队又开发了另一种更加稳定安全的正极材磷酸铁锂,它是目前电动汽车、电动大巴、电动船舶、大规模储能、通信基站、数据中心等所用电池的主流材料。“他在锂电池正极材料方面做了奠基性的贡献。李泓强调。而古迪纳夫的很多学生,也在锂电池这一领域继续开疆拓土,为正极材料和电解质材料的开发做出了卓越的贡献。“他得到诺贝尔奖是实至名归,”李泓说,“早就应该得了。”

但有了正负极材料,并不意味着就能有可用的电池,需要有人将所有这些材料集成成为可用的器件。

日本名古屋市的旭化成公司(Asahi Kasei)在公司研究员、名城大学教授吉野彰的带领下,做出了第一个现代商业化锂电子电池的原型器件。1991年,索尼公司率先将其真正商业化。

Akira Yoshino的锂电池

吉野彰也分享了今年的诺贝尔奖。“原始创新不一定只出现在高校实验室。当基本概念提出后,工程技术方面的创新突破也是最终能否获得实际应用的关键。所以对基础科学的发展起到了奠基性作用、对技术创新和技术改进起到了关键推动作用的成果,都应该获得诺贝尔奖级的评价。”李泓告诉科技日报记者。

已经“足够好”,还可以更好

现在,几乎没人能说自己离得开锂电池。它的发明支撑了人类社会高新技术的不断发展。

实际上,从锂电池早期概念的提出到商业化再到不断继续发展,大量的科学家、工程师都做出了贡献。诺贝尔奖授予的这三个人,做出了最为奠基性的成果。“奖项给了这三位优秀的科学家,是对锂电池为人类社会技术进步贡献的认可,也是对所有为推动这一领域发展做出贡献的科学家和工程师的认可,而未来锂电池的影响还会不断持续。李泓说。

现在的科研人员也在研发新的正负极材料,但还不够主流。“毕竟,要找到新的材料并且将之真正应用,并不容易,而且耗时漫长。”刘巍说。

她介绍,现在比较好的发展方向,是固态锂电池,它的性能有望更好,而且更安全。传统锂电池用的是液体电解液,它容易燃烧。换成固体,便能解决这一问题。各国都在大力发展这一方向,不过固态锂电池尚处在实验室探索和初步商业化阶段。

古迪纳夫依然走在他开创领域的前沿,也在进行全固态电池的研究。是的,他还活跃在研究一线。近期,古迪纳夫还在期刊上刊文,回顾了可充电锂电池的历史。

锂电池技术也在进一步发展。

李泓说,科研人员和工程师们,努力在让目前的锂离子电池能量密度更高,充放电速度更快,更安全,更长寿。总之,用各种创新的方法去提升和优化锂电池的性能,让它们可以用到更多、更广阔的场景中去,在更极端条件下,也能发挥作用。

得奖的三人,是锂电子电池领域最早的一批科学家和工程师。而更多的后来者,也正在继续前行。

来源:科技日报 文中图片除注明外均来自诺贝尔奖官网

编辑:张爽(实习)

审核:管晶晶

1.认识记忆效应电池记忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可重新回复的性能.记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后,自动保持这一特定的倾向.这个最早定义在镍镉电池,镍镉的袋式电池不存在记忆效应,烧结式电池有记忆效应.而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个记忆效应定义的约束.因为现代镍镉电池工艺的改进,上述的记忆效应已经大幅度的降低,而另外一种现象替换了这个定义,就是镍基电池的"晶格化",通常情况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢电池则只受"晶格化"记忆效应的影响,而且影响较镍镉电池的为小.在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流程.操作不当会适得其反.对于镍镉电池,正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0V/每节,老外称之为exercise),平常使用是尽量用光电池或用到关机等手段可以缓解记忆效应的形成,但这个不是exercise,因为仪器(如手机)是不会用到1.0V/每节才关机的,必须要专门的设备或线路来完成这项工作,幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功能.对于长期没有进行exercise的镍镉电池,会因为记忆效应的累计,无法用exercise进行容量回复,这时则需要更深的放电(老外称recondition),这是一种用很小的电流长时间对电池放电到0.4V每节的一个过程,需要专业的设备进行.对于镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解记忆效应.因为镍氢电池的循环寿命远远低于镍镉电池,几乎用不到recondition这个方法.建议1:每次充电以前对电池放电是没有必要,而且是有害的,因为电池的使用寿命无谓的减短了.建议2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的,电流没法控制,容易过放到0V,甚至导致串联电池组的电池极性反转.2.电池需要激活吗回答是电池需要激活,但这不是用户的要做的事.我参观过锂离子电池的生产厂,锂离子电池在出厂以前要经过如下过程:锂离子电池壳灌输电解液-封口-化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液,充分活化,以容量达到要求为止,这个就是激活过程-分容,就是测试电池的容量选取不同性能(容量)的电池进行归类,划分电池的等级,进行容量匹配等.这样出来的锂离子电池到用户手上已经是激活过的了.我们大家常用的镍镉电池和镍氢电池也是如此化成激活以后才出厂的.其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,这个工序也只可能有电芯生产厂家来完成了.这里存在一个问题,就是电池厂出厂的电池到用户手上,这个时间有时会很长,短则1个月,长则半年,这个时候,因为电池电极材料会钝化,所以厂家建议初次使用的电池最好进行3~5次完全充放过程,以便消除电极材料的钝化,达到最大容量.在2001年颁布的三个关于镍氢.镍镉和锂离子电池的国标中,其初始容量的检测均有明确规定,对电池可以进行5次深充深放,当有一次符合规定时,试验即可停止.这很好的解释了我说的这个现象.那么称之为"第二次激活"也是可以的,用户初次使用的"新"电池尽量进行几次深充放循环.然而据我的测试(针对锂离子电池),存储期在1~3个月之内的锂离子电池,对它进行深充深放的循环处理,其容量提高现象几乎不存在.(我在专题讨论区有关于电池激活的测试报告)3.前三次要充12小时吗这个问题是紧扣上面的电池激活问题的,姑且设出厂的电池到用户手上有电极钝化现象,为了激活电池进行深充深放电循环3次.其实这个问题转化为深充是不是就是要充12个小时的问题.那么我的另一片文章"论手机电池的充电时间"已经回答了这个问题.答案是不需要充12小时.早期的手机镍氢电池因为需要补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态,可能需要5个小时左右,但是也是不需要12个小时的.而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决定了它的深充电时间无需12个小时.对于锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当电流小到无穷小的时候才是真正的深充.我曾经画出恒压阶段电流减小对时间的曲线,对它进行多次曲线拟合,发现这个曲线可以用1/x的函数方式接近与零电流,实际测试时因为锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不可能到达的.以600mAh的电池为例,设置截至电流为0.01C(即6mA),它的1C充电时间不超过150分钟,那么设置截至电流为0.001C(即0.6mA),它的充电时间可能为10小时-这个因为仪器精度的问题,已经无法精确获得,但是从0.01C到0.001C获的容量经计算仅为1.7mAh,以多用的7个多小时来换取这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实际意义的.何况,还有其它的充电方式,比如脉冲充电方式使锂离子电池来达到4.2V的限制电压,它根本没有截止最小电流判断阶段,一般150分钟后它就是100%充饱了.许多手机都是用脉冲充电方式的.有人曾经用手机显示充饱后,再用座充进行充电来确认手机的充饱程度,这个测试方法欠严谨.首先座充显示绿灯不是检测真正充饱与否的一个依据.检测锂离子电池充饱与否的唯一最终的方法就是测试在不充电(也不放电)状态时的锂离子电池的电压.所谓恒压阶段电流减小其真正的目的就是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而产生的附加电压,当电流小到0.01C,比如6mA,这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mV,可以认为这时的电压就是无电流状态的电池电压.其次,手机的基准电压不一定等于座充的基准电压,手机认为充饱的电池到了座充上,座充却不认为已经充饱,却继续进行充电.4.充电电池有最佳状态吗有一种说法就是,充电电池使用得当,会在某一段循环范围出现最佳的状态,就是容量最大.这个要分情况,密封的镍氢电池和镍镉电池,如果使用得当(比如定期的维护,防止记忆效应的产生和累计),一般会在100~200个循环处达到其容量的最大值,比如出厂容量为1000mAh的镍氢电池用了120次循环后,其容量有可能达到1100mAh.几乎所有的日本镍氢电池生产商的技术规格书中描述镍基电池的循环特性的图上我都能看到这样的描述.镍基电池有最佳状态,一般在100~200循环次数之间达到其最大容量对于液态锂离子电池,却根本不存在这样一个循环容量的驼峰现象,从锂离子电池出厂到最终电池报废为止,其容量的表现就是用一次少一次.我在对锂离子电池做循环性能的时候也从来没有看到过有容量回升的迹象.内容来自www.book1234.com请勿采集。

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