锂与锂绿色能源材料VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页§2锂与锂绿色能源材料锂Li是元素周期表中第2周期第1A族元素,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。元素名来源于希腊文,原意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。天然锂有两种同位素：6Li和7Li。金属锂为一种银白色的轻金属；熔点为180.54℃,沸点1342℃,密度0.534g/cm3,硬度0.6。金属锂溶于液氨。锂易与O、N、S等化合,在冶金工业中可用做脱氧剂。锂可做铅基合金和Be、Mg、Al等轻质合金的成分。Li－Pb合金是良好的减摩材料。锂-铝合金是一种新型合金材料,具有较高的强度和弹性模量,是航空航天工业理想的结构材料。我们知道,纯铝太软,在铝中加入少量的Li、Mg、Be等金属熔成合金,既轻便,又坚硬,用这种合金来制造飞机,可减轻飞机重量8-16%。此外,锂-铝合金在一定温度和应变速率下具有很好的超塑性,可用以制造超塑性/扩散焊接结构,应用于航空和车辆等各个领域。锂-铝合金还具有良好的抗辐照特性和较高的电阻率,经受中子辐照后残留放射性低,可用作核聚变装置中的真空容器。锂作为稀有轻金属,是所有在常温下呈固有体态的金属材料中最轻的金属,其标准电极电位为-3.045V,是金属元素中电位最负的一个元素。Li+可以在TiS2和MoS2等嵌入化合物中嵌入或脱嵌。具有优异的物化性质,有广泛而特殊的用途。锂被认为是“推动世界前进的重要元素”。真正使锂成为举世瞩目的金属,还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能,人们称它为“高能金属”。锂在原子能工业中有重要用途。锂是一个重要的化学能源新材料,因而又被称为“能源金属”。锂的主要应用范围有:高性能电池、炼铝、玻璃陶瓷、锂基脂、空调制冷、生物制药、原子能利用、热核反应、洲际火箭、人造卫星等方面。一.新型二次电池材料—Li+二次电池1.一次电池或原电池:电池能放电,当电池电力用尽时无法再充电的电池。市场卖的碱性电池,锰锌电池,水银电池,都是一次性电池。一次电池又称原电池,只能用来放电,且在放电后不能用一般的充电方法获得复原的电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原回化学能。2.二次电池或蓄电池:电池的充放电反应是可逆的。放电时通过化学反应可以产生电能。通以反向电流(充电)时则可使体系回复到原来状态,即将电能以化学能形式重新储存起来。3.Li+二次电池的原理及应用现状:第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页3.1二次电池材料概况:电子技术的发展,对高比能量的移动电源需求量加剧。Li+电池是一种理想的可移动电源,具有体积小,重量轻,放电电压高,比能量大等优点。自从1990年SONY公司推出世界上第1只Li+电池,到2001年为止,整个市场每年约4亿只该类电池用于纯消费类电子产品。便携式摄像机、移动电话、手提电脑等95%以上使用Li+二次电池作为主要电源。(1)Li+电池:分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌Li+的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠Li+在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的Li+电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电池”。(2)Li+电池的优点:1)高能量密度:100Wh/Kg以上,为镍镉电池的3倍,镍氢电池的2倍；2)电压平台高:3.6V,镍基电池为1.2V；3)低温下工作优:在-20-60℃的温度范围内工作,低温下的工作优于其它电池；4)低维护性:没有记忆效应,无需定期放电,最理想的保存方式,就是在40%充电后冷藏保存,可保存十年之久；5)低自放电率:约6%/月；6)长循环寿命(＞1000次,100%DOD)；7)环保:无重金属,无污染,被称为绿色能源。(3)Li+电池的缺点:1)安全性能问题:需要复杂的保护线路；2)放电倍率低:1C-2C；3)易于老化:存储的Li+电池同样会容量衰竭；4)价格昂贵。安全性能问题:一般认为,Li+电池起火爆炸是由于其内部化学原理和成分导致的。由于人们想在单位密度中储存更多的能量,这就导致了Li+电池中碳、氧和易燃液体的含量不断增加。与此同时除了正极、负...