充电电池的应用与展望

在当今能源危机和能源革命的时代，二次化学电源发挥着非常重要的作用。应用广泛的二次电源的发展经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池（聚合物锂离子电池）等几个阶段。几种不同类型二次电池的性能比较如图1所示。

图1 不同类型二次电池性能参数对比

从图1数据可以看出，铅酸蓄电池技术成熟，性能稳定，价格低廉。它们在目前的市场中仍然占有很大的比重。然而，铅酸电池比能量太低，循环寿命短，并导致环境污染。因素的影响使其在未来的二次能源竞争中处于劣势；镍镉电池比功率高，寿命长，耐深放电能力强，但金属镉有剧毒。在许多国家，镍镉电池已被禁止生产，现在正逐渐被金属氢化物镍电池所取代；MH-Ni电池是20世纪90年代发展起来的一种新型绿色电池，具有较大的比能量和良好的过充过放性能。

钒液流电池的概念是1986年澳大利亚新南威尔士大学申请专利时提出的。钒元素具有V ⁵⁺、V ⁴⁺、V ³⁺和V ^{2+多种价态的特点}，它们的化学行为非常活泼，可以形成相邻价态的电对。它基于溶液中不同价态的钒离子。它是一种具有正负极活性物质的电池。因此，钒电池的正负极电解液采用相同的元素钒，避免了一般电池正负极电解液在充放电过程中交叉污染的问题。电池的长期运行。该电池结构简单、循环寿命长、响应时间短、充放电速度快、无环境污染。然而，全钒液流电池对离子交换膜的性能有着严格的要求，其规模化和商业化仍靠膜发展。为瓶颈所困扰。此外，如何获得稳定性好、电阻率低、电化学活性好、电解液稳定等关键材料也是制约全钒液流电池发展的主要因素。目前，全钒液流电池正处于研发阶段。

锂离子电池的发展

 

与前述其他电池相比，锂离子电池具有较高的比能量和比功率等突出优点。它们自20世纪90年代初研制成功以来，已成为目前综合性能最好的电池体系，尤其是聚合物锂离子电池。技术的发展，由于其轻薄、可以将电池设计成任意形状以及安全性好的优点，进一步拓宽了锂离子电池的应用领域。锂离子电池产销量始终保持高速增长。1994年后，产量大幅增加。

锂离子电池应用

20世纪90年代，锂离子电池开始广泛应用于各种便携式电子产品。随着电池设计技术的提高和新材料的出现，锂离子电池的应用范围不断扩大。民用已从信息产品[手机、掌上电脑（PDA）、笔记本电脑等]扩展到能源交通（电动汽车、电网调峰、太阳能、风能储能电站），军用已覆盖海（潜艇、水下机器人）、陆（陆军士兵系统、机器人战士）、天空（无人机）、空中（卫星、航天器）等。锂离子电池技术不再只是一种工业技术。相关信息产业的发展是新能源产业发展的基础之一，已成为现代乃至未来生活和军事装备不可或缺的重要“粮食”之一。.