全球新型電池發展趨勢及應用場景分析

* 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2021-04-19 21:25:41 * 瀏覽: 4857

一、電池發展史

01.從伏特堆到鋰離子電池

1799年，意大利物理學家Alessandro Volta發明了第一款電池（Vlotaic Pile伏特堆），他利用鋅片（陽極）和銅片（陰極）以及浸濕鹽水的紙片（電解液）制成了電池，以證明了電是可以人為制造出來的。

大約40年后，以為英國化學家John Frederic Daniel通過變換電池形式，解決了伏特堆放電時產生的氫氣氣泡問題（由于發生化學反應產生了氫氣，從而導致電池內部接觸不良），此時電池可以達到1V電壓。

1850年，法國物理學家Gaston Planté發明了鉛酸電池（陽極為鉛、陰極為鉛氧化物、硫酸溶液為電解質），利用鉛不僅僅做到了極低的成本，還能夠提供12V的電壓，且能夠充電循環使用。這類電池被廣泛使用，車載蓄電池、早期電動車等都采用這類電池，截止2014年，全球約售出了4470萬塊鉛酸電池。

1899年，瑞典人Waldemar Jungner發明了鎳鎘電池（鎳為陰極、鎘為陽極，采用液體電解液），也就是小時候經常會用到的隨身聽、四驅車所用的充電電池，為現代電子科技打下了基礎。不過這類電池有個巨大的缺點，也就是老一輩人經常會告訴你充電池必須用完才能充電的原因，由于其化學特性的原因，如果未用完電量就充電，會發生“鎘中毒”現象，導致電池“記憶”了“最低電量”，導致下次充滿電量縮小，所以漸漸就被市場淘汰了。

1950年前后，加拿大工程師Lewis Urry發明了現在非常常見的堿性電池（鋅為陽極、鎂氧化物為陰極，氫氧化鉀為電解液，也就是堿性電池名字來源），就是平時生活中常用的一次性電池，絕大多數都是不可充電的，當然也有特殊設計的堿性電池能夠充電，甚至還能夠通過按壓電池表面顯示當前電量。全球售出超過100億顆。

1989年，第一款商業鎳氫電池問世（陽極為金屬氫化物或儲氫合金、陰極為氫氧化鎳），耗時超過20年研發，由戴姆勒-奔馳和德國大眾贊助。通過新的配方，鎳氫電池相較于鎳鎘電池提高了能量密度，并且污染減少。更重要的一點，鎳氫電池沒有“記憶效應”，所以不必像鎳鎘電池一樣擔心使用問題。除了大量被使用于數碼產品之外，還被早期的豐田Prius混動車所采用。

1991年，索尼公司推出了第一款商業鋰離子電池（陽極為石墨，陰極為鋰化合物，電極液為鋰鹽溶于有機溶劑），由于鋰電池的高能量密度和配方不同能夠適應不同使用環境的特點，被現在廣泛使用。

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