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  • 锂离子电池的发展简史

    锂离子电池(LIBs)凭借其无可比拟的能量密度优势,在电化学储能(EES)市场占据着无可争议的主导地位。

    然而,你是否有想过,这款如今被广泛使用的电池,它究竟是如何走进我们生活的呢?锂离子电池有着怎样的前世今生?

    1970年-1989年
    1970年

    埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。

    1982年

    伊利诺伊理工大学(the Illinois InsTItute of Technology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。

    1983年

    M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。

    1985年

    索尼投身锂离子电池研发,索尼信心很足,材料准备惊人,正负极电解液的组合达到1亿种以上。

    1987年

    加拿大公司Moli Energy推出用二氧化钼作为正极,金属锂作为负极的锂电池,受到全世界追捧,成为一款革命性产品,也是第一个真正意义上广泛商业化的锂电池。

    1988年

    索尼申请第一份锂电池专利,并且把新产品命名为Li-ion battery,虽然索尼申请专利的配合和Goodenough早期论文相似,但Goodenough并未追究。

    1989年

    A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。

    1990年-1999年
    1990年

    业界老大:铅酸电池。

    1991年

    索尼公司推出了第一款商业锂离子电池。

    1992年

    索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,研制出新一代实用化锂离子电池。

    1994年

    锂离子电池走向大众,锂离子电池初期只存在于索尼自家的产品,但这一僵局在1994年被戴尔打破,戴尔笔记本电脑开始使用锂离子电池。

    1995年

    日本索尼公司发明了聚合物锂电池,电解质是凝胶的聚合物。

    1996年

    磷酸铁锂开发成功,Goodenough 再次一鸣惊人,提出磷酸铁锂商品化。

    1997年

    日本首台锂离子电池纯电动车 Prairie JoyEV出产。

    1998年

    中国锂电之父陈立泉院士使用全套国产设备打造首条锂电生产线。

    1999年

    聚合物锂离子电池实现商品化。

    2000年-至今
    2000年

    比亚迪获Moto订单,过去比亚迪仅用3年就把镉镍电池业务做到全球第一,2000年投入巨资进入锂电池研发,当年获得摩托罗拉订单。

    2001年

    纳米电极研发失败,理论上颗粒越小,倍率性能越好,但经过十一年研发,项目失败。

    2002年

    新乡市中科科技成立,格恩隔膜打破国外对隔膜市场的垄断,锂电四大主材完全具备国产化。

    2004年

    中国锂电行业崛起,随着力神、光宇、CATL、比克等大型电池厂的投产,我国锂离子电池年产8亿只,占全球份额38%,仅次于日本。

    2006年

    比亚迪首款电动车F3e,由于当时政策力度不够,充电设施不配套,F3e并没有上市销售。

    2008年

    中日韩三分天下,随着LG、三星等韩国企业的崛起,国际锂电市场中日韩三分天下。

    2010年

    国产六氟磷酸锂量产化,天津金牛率先将营销重点转向六氟磷酸锂,后续随着以多氟多为首的国内企业进入该领域。

    2011年

    我国兆瓦级储能站并网,储能领域是大选锂离子电池除电动汽车外有一个应用舞台,这也是全球首个采用磷酸铁锂正极的兆瓦级储能站。

    2012年

    特斯拉Model S上市,百公里加速5.6S,最大时速193km/h,最大续航480km。

    2013年

    播音787在飞行过程中因为电池故障猫眼并降落,经过事故分析是因为锂离子电池在高温中经历了低温所导致,这让锂离子在航天领域的应用蒙上阴影。

    2014年

    全球的民用无人机销量达39万架,同比增长近50%,无人机电池的设计和制作技术成为了锂离子电池行业的一个新兴方向。

    2016年

    索尼出售电池事业部,由于上有松下把持高端乘用车电池市场,下有LG、三星和中国厂家的成本战,连续亏损的索尼电池事业部扭亏无望,向村田制作转卖电池事业部。

    2017年

    94岁高龄的锂电之父Goodenough再度出山,其团队研发出的固态电池完成了1200次循环,且可以在-20~60℃的条件下使用,这或将再一次引发锂电行业的革命。

    2018年

    氢燃料电池冲击。

    2019年

    瑞典皇家科学院宣布:因在可充电锂离子电池开发方面的突出贡献,决定授予JohnGoodenough、Stanley Whittingham和吉野彰(Akira Yoshino)2019年诺贝尔化学奖。

    2020年

    比亚迪推出“刀片电池”。

    2022年

    宁德时代发布CTP3.0麒麟电池。

    至今

    锂离子电池的发展还远未停止。科学家们仍在继续探索更高能量密度、更快充电速度、更长循环寿命的新材料和新技术,力图推动锂离子电池技术的进一步突破,以满足人们对电池能源不断增长的需求。

    辽宁·沈阳
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