云霞资讯网

二次电池发展简史:从铅酸到锂电的能源革新

能源存储技术的进步是人类社会现代化进程中的一条潜在线索。从19世纪中期至今,二次电池(即可充电电池)经历了一场跨越世纪的

能源存储技术的进步是人类社会现代化进程中的一条潜在线索。从19世纪中期至今,二次电池(即可充电电池)经历了一场跨越世纪的进化之旅——从笨重低效的铅酸体系,到今天轻便高效的锂电技术,每一次突破都深刻改变了我们的生活方式。

这场能源存储的革命,不仅体现了材料科学与电化学的完美融合,更是一部人类不断突破能源利用边界的创新史。

【第一阶段:铅酸电池 (1859年)】

开创者:法国物理学家雷蒙德·加斯顿·普兰特。

法国物理学家雷蒙德·加斯顿·普兰特

技术核心:基于铅(负极)与二氧化铅(正极)在硫酸电解液中的可逆反应,其“双硫酸盐化”理论(充放电过程中活性物质与硫酸铅的相互转化)奠定了循环基础。

早期铅酸电池原型

优点:技术成熟、成本低、可大电流放电、安全性高。

缺点:能量密度低、笨重、存在环境污染风险、循环寿命较短。

现状:凭借其不可替代的可靠性,至今仍是汽车启动、不间断电源等领域的主力。

【第二阶段:镍镉电池 (1899年)】

开创者:瑞典发明家瓦尔德马·尤格尔。

技术演进:1932年,烧结式极板技术推动其工业化;1947年,密封技术(内部氧复合循环机制)的实现使其步入免维护时代,随之而来的“记忆效应”也成为其著名缺陷。

镍镉电池

优点:坚固耐用、耐过充放、低温性能优异、支持快充。

缺点:存在记忆效应、能量密度低、重金属镉污染环境。

应用:曾在电动工具、应急照明和航空设备中广泛使用。

【第三阶段:镍氢电池 (1989年商业化)】

技术奠基:1969年,LaNi₅储氢合金的发现验证了其用作电池负极的可行性。

技术突破:飞利浦等机构攻克了材料衰减难题,日本企业则推动了大规模商业化。

技术核心:利用储氢合金对氢原子的可逆吸储与释放取代镉负极,实现了更高的能量密度与环保性。

正辉新能源(GPR POWER)镍氢电池

优点:能量密度比镍镉提升约40%、无重金属污染、记忆效应轻微。

缺点:自放电率高、高温性能差、成本较高。

应用:随便携电子设备兴起,曾主导手机、摄像机市场,后主要在混合动力汽车等领域应用。

【第四阶段:锂离子电池 (1991年商业化)】

技术演进:

1970s:惠廷汉姆制成首个锂电池,证明了锂离子“嵌脱”的可行性,但金属锂负极导致安全性极差。

1980年:古迪纳夫团队发现钴酸锂正极,奠定了高电压、高能量密度的基础。

1985年:吉野彰提出以碳材料(石油焦) 为负极,与钴酸锂正极组合,创造出安全的“摇椅式电池”原型,锂离子通过在正负极间来回穿梭工作。

惠廷汉姆、古迪纳夫、吉野彰2019年共同获得诺贝尔化学奖

商业化:1991年,索尼公司率先实现商业化,开启了便携式电子革命。

技术核心:依靠锂离子在层状正负极材料间的可逆嵌入和脱出实现充放电,本质是锂离子迁移而非金属锂反应,从而兼顾了高能量密度与安全性。

正辉新能源GPR POWER 锂电池生产车间

现状与未来:当前体系:正极(钴酸锂、三元锂等)、负极(石墨)、电解液(锂盐有机溶剂)。

【下一代方向】

全固态电池:采用固态电解质,有望从根本上解决安全风险,并能匹配金属锂负极,理论能量密度突破500Wh/kg。

其他前沿:锂硫电池、锂空气电池等仍处于实验室探索阶段。

正辉新能源(GPR POWER)电池生产叠片厂间

【站在巨人肩膀上的创新征程】

从铅酸到锂离子,百年电池技术的发展脉络清晰地指向对更高能量密度、更强功率输出与更安全可靠性能的不懈追求。如今,这一能源革新的接力棒已传递到新一代能源企业手中。

正辉新能源(GPR POWER)无人机电池系列

正辉新能源(GPR POWER)自2013年创立以来,便深刻认识到肩上的技术使命——不仅是电池技术的使用者,更是高倍率锂电技术的创新者与推动者。站在前人的技术积淀上,专注于攻克高倍率、高能量密度与超低内阻的技术难题,为无人机、RC模型等对动力性能有着极致要求的领域,提供领先的动力解决方案。

正辉新能源(GPR POWER)江西工厂

每一次能源存储的技术突破,都曾为人类社会开启新的可能。今天,正辉新能源持续传承这一创新精神,将百年电池技术的积累,转化为推动未来前进的顶尖动力——助力每一次极限探索,赋能每一份创新想象。