锂离子电池在电动汽车、军事及航天领域的应用与开发也已全面启动。进
入20世纪80年代,由于工业发展,汽车产量激增,大气污染成分的63%
来自燃油汽车。我国1984年测定结果表明,每1000辆汽车每天排放一氧
化碳3000kg,氮氧化物50~150kg,碳氢化合物200~400
kg,铅、酚、粉尘等有毒物质40~70kg。燃油汽车尾气对环境造成的污染
越来越引起人们的重视。对环境的关注和对能源短缺的思考使人们不得不对燃油
汽车进行新的规划。以高能二次电池为动力的电动汽车与以燃油和电池为动力的
混合电动汽车的开发研究成为国内外汽车行业发展的新热点。目前,电动汽车商
品化的难题主要是电池性能满足不了要求。而且价格高,体积大,质量高,以及
电动汽车的使用性能很难与燃油汽车比较
,例如燃油汽车一次加油可行驶 500
km,车速可达 140 km/h 以上,可快速启动,能爬陡坡,而目前的电动汽车一次
充电只能行驶
200 km 左右,车速一般在 100 km/h 以下,最高车速也不过 120
km/h 左右,汽车启动慢,不能爬陡坡,并且价格高,充电时间长,动力系统复
杂。因此,要实现电动汽车商品化,是一项艰巨的系统工程。目前,日本的索尼
公司、美国的
USABC、德国的 Varta 以及法国的 Saft 公司都制定了电动汽车用大
容量锂离子电池开发的中长期计划,力图在将来激烈的市场竞争中抢占先机。
锂 离 子 电 池 在 军 事 上 的 应 用 主 要 应 用 于 便 携 式 通 讯 设 备 、 空 间 能 源
(
NASA)与导航定位仪(GPS)及运载工具等。美国宇航局和空间研究所计划
将锂离子电池用作空间飞行器,如行星着落器、行星漫游器、行星轨道站、地球高
低轨道飞行器、无人飞行器、军用飞机的动力电源。
锂离子电池正极材料
发展高性能锂离子电池的关键技术之一是正极材料的开发,与锂离子电池
负极材料的发展相比较,正极材料的发展稍显缓慢,原因在于尽管在理论上可
以脱嵌锂的物质很多,但要将其制备成能实际应用的材料并非易事,制备过程
中的微小变化都能导致材料结构乃至性质的巨大差异。
作为锂离子电池正极材料的锂嵌入化合物,应当满足一些特殊要求:
1
必须是
Li 嵌入的主体。
2
具备低
Fermi 能极和低的 Li
+
点阵能。
3
电极电压随
Li 含量的不同变化很小。即电池电压随充电状态的不同变化