第一章-先進(jìn)電池材料

1、授課班級(jí)：無(wú)機(jī)1201授課人：周 偉Tel：18974134820Email：chowvy@163.com,,先進(jìn)電池材料,課程要求,不遲到，不早退保持安靜（回答問(wèn)題除外），不影響他人,課堂要求,考核要求,期末總成績(jī)60分及以上為合格總成績(jī)按期末考試成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%計(jì)算（考試成績(jī)不足50分，平時(shí)成績(jī)不計(jì)入總成績(jī)）平時(shí)成績(jī)不及格或作業(yè)缺交達(dá)三分之一及以上，平時(shí)成績(jī)記零分缺課課時(shí)累計(jì)達(dá)教學(xué)總課時(shí)三分之一及以上，總

2、成績(jī)記零分考核方式：閉卷,教材及參考書(shū)目,教材目錄,第一章 新能源汽車(chē)與綠色環(huán)境第二章 新能源汽車(chē)的心臟—?jiǎng)恿﹄姵氐谌?動(dòng)力電池的類(lèi)型第四章 動(dòng)力鋰離子電池的材料第五章 動(dòng)力金屬氫化物-鎳電池材料第六章 超級(jí)電池和鉛碳電池材料第七章 燃料電池材料,教材及參考書(shū)目,第1章 概述第2章 化學(xué)電源的基本原理第3章 金屬負(fù)極材料第4章 氧化錳電極材料第5章 鎳電極材料第6章 金屬氫化物電極第7章 鉛氧化物

3、第8章 碳材料第9章 隔膜材料第10章 鋰電池和鋰離子電池負(fù)極材料第11章 鋰離子電池正極材料第12章 鋰離子電池的電解液第13章 聚合物電解質(zhì)第14章 高溫電池材料,教材及參考書(shū)目,參考書(shū)目,課程主要內(nèi)容,第1章 概論第2章 鉛酸電池和超級(jí)電池第3章 金屬氫化物-鎳電池第4章 鋰離子電池材料第5章 燃料電池材料第6章 太陽(yáng)能電池材料,第1章 概論,1.1 前言,沒(méi)有電池，社會(huì)將無(wú)法發(fā)展！,電池對(duì)社

4、會(huì)發(fā)展的重要作用,1.1 前言,歷史自1859年普朗特（R.G. Plante）試制成功鉛酸電池、1868年法國(guó)勒克朗謝（G. Leclance）制成鋅錳干電池以來(lái)，化學(xué)電源經(jīng)歷了100多年的發(fā)展歷史，逐步形成了獨(dú)立完整的科技與工業(yè)體系。當(dāng)今，化學(xué)電源已經(jīng)成為人民生活中極為廣泛的方便能源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。,1.1 前言,現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使電源技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的快速發(fā)展時(shí)期。傳統(tǒng)的化學(xué)電源，如

5、鋅錳電池和鉛酸蓄電池等不斷的更新?lián)Q代，性能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步，使這些傳統(tǒng)電池產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出了長(zhǎng)盛不衰的發(fā)展勢(shì)頭；新型化學(xué)電源，如：金屬氫化物鎳電池、鋰離子電池、燃料電池等綠色、高能電池相繼問(wèn)世，并以前所未有的速度迅速發(fā)展起來(lái)。一個(gè)新型化學(xué)電源的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。,1.1 前言,未來(lái)21世紀(jì)，信息技術(shù)的不斷發(fā)展，將推動(dòng)電池技術(shù)鑄造新的輝煌；為了保護(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)可再生能源技術(shù)是21世紀(jì)人類(lèi)無(wú)法回避的重大課題

6、，儲(chǔ)能技術(shù)將在可再生能源技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮舉足輕重的作用。,電池：亦稱為化學(xué)電源，是一種將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。,什么是電池？,空氣電池,鋰電池,1.1 前言,生物電,1.2 電池的歷史,,意大利生物學(xué)家伽伐尼肖像，請(qǐng)注意肖像下部的那半只青蛙。,1791年，意大利生物學(xué)家伽伐尼(Galvani)發(fā)現(xiàn)解剖青蛙時(shí)出現(xiàn)青蛙腿肌肉的收縮現(xiàn)象，即“生物電”。,伏特電堆,1.2 電池的歷史,1799年，意大利科學(xué)家伏特 (Vo

7、lta)在伽伐尼(Galvani)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，用鋅片和銀片交替疊放，中間隔以吸有鹽水的皮革，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過(guò)，制成世界上第一個(gè)真正的電池，又稱為伏特電堆。,伏特電堆,伏特,丹尼爾（Daniel）電池,1.2 電池的歷史,結(jié)構(gòu)圖,1836年，英國(guó)人丹尼爾(Daniel)對(duì)伏特電堆改進(jìn)，設(shè)計(jì)出具有實(shí)用性的丹尼爾電池。,1.2 電池的歷史,實(shí)物圖,鉛酸蓄電池,1.2 電池的歷史,1859年，法國(guó)人普朗特(Plante)

8、發(fā)明鉛酸蓄電池。,鋅-二氧化錳電池,1.2 電池的歷史,1866年，法國(guó)人勒克朗謝(Leclanche)發(fā)明了鋅—二氧化錳電池。,濕電池,鋅—錳干電池,1.2 電池的歷史,1881年，德國(guó)人蓋思樂(lè)(Carl Gassner)發(fā)明了鋅—錳干電池。,堿性干電池,1.2 電池的歷史,1949年，加拿大科學(xué)家Lew Urry發(fā)明了堿性干電池。,鎘鎳蓄電池,1.2 電池的歷史,1899年，瑞典化學(xué)家雍格納(Jungner)發(fā)明鎘鎳蓄電池。

9、,鐵鎳蓄電池,1.2 電池的歷史,1901年，美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生(Edison)發(fā)明鐵鎳蓄電池。,放電/充電負(fù)極 : Fe + H2O - e- ? Fe(OH)3正極 : NiOOH + H2O + e- ? Ni(OH)2,金屬氫化物鎳蓄電池,1.2 電池的歷史,1969年，飛利浦實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)氫性能很好的新型合金，并于1985年研制成功金屬氫化物鎳蓄電池，1990年日本和歐洲實(shí)現(xiàn)了這種電池的產(chǎn)業(yè)化。,鋰離子電池,1.2

10、電池的歷史,1991年，索尼公司率先研制成功鋰離子電池。,燃料電池,1.2 電池的歷史,1839年，英國(guó)的格羅夫(Grove)通過(guò)將水的電解程逆轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)了燃料電池的工作原理。,1.2 電池的歷史,20世紀(jì)60年代，美國(guó)NASA成功研制出第一個(gè)實(shí)用性的1.5kW堿性燃料電池，用于航天飛行器； 20世紀(jì)90年代，新型質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)取得了一系列突破性發(fā)展。,太陽(yáng)能電池,1.2 電池的歷史,1954年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的Calvin

11、 Fuller, Gerald Pearson和Daryl Chaplin發(fā)明了硅基半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，效率為6%，這是人類(lèi)歷史上首次利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，從此開(kāi)創(chuàng)了太陽(yáng)能電池的新篇章。,1.2 電池的歷史,1.3 電池的分類(lèi),按電解液的類(lèi)型,,酸性電池：電解液為酸性水溶液的電池,堿性電池：電解液為堿性水溶液的電池,中性電池：電解液為中性水溶液的電池,有機(jī)電解質(zhì)溶液電池：電解液為有機(jī)電解質(zhì)溶 液的電池,固體電解質(zhì)電池：采用固體電解質(zhì)

12、的電池,熔融鹽電解質(zhì)電池：采用熔融鹽電解質(zhì)的電池,電池,1.3 電池的分類(lèi),按工作性質(zhì),,一次電池（原電池）,,（放電后不能用充電方法使它恢復(fù)到放電前狀態(tài)的一類(lèi)電池）,鋅錳電池,鋅銀電池,鋰二氧化錳電池,二次電池（蓄電池）,（放電后能用充電方法使活性物質(zhì)恢復(fù)到放電前狀態(tài)，從而能再次放電的一類(lèi)電池）,,鎘鎳電池,鉛酸電池,金屬氫化物鎳電池,鋰離子電池,燃料電池（連續(xù)電池）,（放電后不能用充電方法使它恢復(fù)到放電前狀態(tài)的一類(lèi)電池）,

13、,質(zhì)子交換膜燃料電池,堿性燃料電池,電池,1.4 電池的工作原理,兩個(gè)必要條件：（1）化學(xué)反應(yīng)中失去電子的過(guò)程（即氧化過(guò)程）和得到電子的過(guò)程（即還原過(guò)程）必須分隔在兩個(gè)區(qū)域（負(fù)極和正極）中進(jìn)行；（2）物質(zhì)在進(jìn)行轉(zhuǎn)變的過(guò)程中電子必須通過(guò)外電路。充放電反應(yīng)的不同： 放電時(shí)，電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，此時(shí)是陽(yáng)極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，此時(shí)是陰極；而充電時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)正好與此相反，負(fù)極進(jìn)行還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。,1.4 電池的

14、工作原理,電池在實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，兩個(gè)電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)必須分別在兩個(gè)分開(kāi)的區(qū)域進(jìn)行，這一點(diǎn)區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)；兩電極的活性物質(zhì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)所需的電子必需由外線路傳遞，這一點(diǎn)區(qū)別于金屬電化學(xué)腐蝕過(guò)程的微電池反應(yīng)；電池內(nèi)部?jī)呻姌O間不是通過(guò)自由電子而是通過(guò)電解質(zhì)中離子的遷移導(dǎo)電的。,電池具有以下三個(gè)顯著特征：,1.5 電池的組成,四個(gè)組成部分：電極、電解質(zhì)、隔離物和外殼,電極：包括活性物質(zhì)和導(dǎo)電骨架,活性物質(zhì),導(dǎo)電骨

15、架,,正極活性物質(zhì)：金屬氧化物(PbO2, MnO2, NiO),負(fù)極活性物質(zhì)：較活潑金屬(Zn, Pb, Li, Fe等),,導(dǎo)電劑粘結(jié)劑緩蝕劑,（具有導(dǎo)電和支撐活性物質(zhì)作用）,1.5 電池的組成,作用：保證正負(fù)極間的離子導(dǎo)電作用要求：高導(dǎo)電率、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易揮發(fā)、易于長(zhǎng)期貯存。分類(lèi)：可分為水溶液電解質(zhì)、非水液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)、熔融鹽電解質(zhì)。,電解質(zhì),1.5 電池的組成,（1）水溶液電解質(zhì)水的介電常數(shù)大，溶解和離

16、解電解質(zhì)的能力強(qiáng)，黏度小，對(duì)離子移動(dòng)的阻力??；離子電導(dǎo)率高，一般為0.1~10?-1?cm-1。熔點(diǎn)0?C，沸點(diǎn)100?C，所以不能在極地和宇宙空間等低溫條件下使用，高溫儲(chǔ)存性能亦差。水的分解電壓為1.23 V左右。水溶液電解質(zhì)電池主要有：鋅錳、鋅鎳、鋅銀、鋅汞、鋅空氣、鐵鎳、氫鎳、鎘鎳、鉛酸電池等。,1.5 電池的組成,（2）非水有機(jī)液體電解質(zhì)在比水更寬的溫度范圍和電位范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。但溶解電解質(zhì)的能力小，電導(dǎo)率一般比水溶液

17、低1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，通常為10-1~10-2?-1?cm-1。 。常用的非水有機(jī)溶劑有：碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二乙酯（DEC）、四氫呋喃（THF）等；電解質(zhì)有：LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF6等。非水有機(jī)液體電解質(zhì)電池主要有：鋰電池（Li/MnO2、 Li/SO2 、Li/(CFx)n等，鎂電池，鋰離子電池。,1.5 電池的組成,（3）非水無(wú)機(jī)液體電解質(zhì)主要應(yīng)用于鋰電池，非水無(wú)機(jī)溶劑有：P

18、OCl3(磷酰氯）POFCl2（磷酰氟二氯）、SOCl2（亞硫酰氯）、SO2Cl2（硫酰氯），兼作正極活性物質(zhì)。電解質(zhì)是LiAlCl4、AlCl3(用于激活式Li/SOCl2電池）。（4）固體電解質(zhì)包括無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)和聚合物固體電解質(zhì)；固體電解質(zhì)主要問(wèn)題是離子電導(dǎo)率較低，無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)電導(dǎo)率為10-1~10-3?-1?cm-1 ，通常要在高溫下工作；聚合物固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率目前只能達(dá)到10-4~10-5?-1?cm-1 。聚合

19、物固體電解質(zhì)電池主要是：聚合物鋰離子電池。,1.5 電池的組成,隔離物或隔膜,作用：置于電池兩極之間，主要作用是防止電池正負(fù)極接觸而短路。要求：較高離子傳輸能力，較低電子導(dǎo)電能力，好的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，材料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉?？煞譃槲⒖啄ず桶胪改煞N，隔膜材料包括有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料。,1.5 電池的組成,外殼,也就是電池容器要求：良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐震動(dòng)和沖擊、耐高低溫環(huán)境變化和電解液的腐蝕等。,1.6 電池的性能指

20、標(biāo),電池的電動(dòng)勢(shì),概念：在外電路開(kāi)路時(shí)，即沒(méi)有電流流過(guò)電池時(shí)，正負(fù)電極之間的平衡電極電勢(shì)之差稱為電池的電動(dòng)勢(shì)。 反映：電動(dòng)勢(shì)的大小是標(biāo)志電池體系可輸出電能多少的指標(biāo)之一。影響因素：電池的電動(dòng)勢(shì)只和參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)本性、電池的反應(yīng)條件（即溫度）及反應(yīng)物與產(chǎn)物的活度有關(guān)，而與電池的幾何結(jié)構(gòu)、尺寸大小無(wú)關(guān)。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的開(kāi)路電壓,概念：電池的開(kāi)路電壓是指電池兩級(jí)間所連接的外線路處于斷路時(shí)電極間的電勢(shì)差。正、負(fù)極在電解

21、液中不一定處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，因此電池的開(kāi)路電壓總是小于電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量方式：電池的電動(dòng)勢(shì)是從熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算得出，而開(kāi)路電壓是用高阻電壓表實(shí)際測(cè)量出來(lái)的，兩者數(shù)值接近。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的內(nèi)阻,概念：電池的內(nèi)阻R內(nèi)是指電流流過(guò)電池時(shí)所受到的阻力，它包括歐姆內(nèi)阻和電化學(xué)反應(yīng)中電極極化所產(chǎn)生的極化內(nèi)阻。電池的歐姆電阻RΩ的大小不僅與電解液、電極材料、隔膜的性質(zhì)有關(guān)，還與電池的尺寸、裝配、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。極化電阻Rf是指化學(xué)電

22、源的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)因極化所引起的內(nèi)阻，包括電化學(xué)極化和濃差極化所引起的電阻之和。極化電阻與活性物質(zhì)的本性、電極的結(jié)構(gòu)、電池的制造工藝有關(guān)，特別是與電池的工作條件密切相關(guān)，隨放電制度和放電時(shí)間的改變而變化。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的工作電壓,概念：電池的工作電壓又稱負(fù)載電壓、放電電壓，是指有電流流過(guò)外電路時(shí)電池兩級(jí)之間的電勢(shì)差。 工作電壓總是小于開(kāi)路電壓，當(dāng)E = U開(kāi)時(shí)，有： U = E – I R內(nèi) =

23、E – I ( RΩ + Rf )可見(jiàn)，R內(nèi) ↓，則U↑。電池放電三種方式：恒電流放電、恒電阻放電和恒功率放電。,1.6 電池的性能指標(biāo),恒電阻放電時(shí)，電壓和電流隨時(shí)間逐漸降低。 恒電流放電時(shí)，電壓隨時(shí)間逐漸降低。恒功率放電時(shí)，由P = IV可知，電壓隨時(shí)間逐漸降低，而電流則逐漸增加。,放電電流與放電時(shí)間的關(guān)系,電壓與放電時(shí)間的關(guān)系,功率與放電時(shí)間的關(guān)系,1.6 電池的性能指標(biāo),放電電流，就是電池工作時(shí)的輸出電流，通常也稱為

24、放電率，經(jīng)常用時(shí)率（又稱小時(shí)率）和倍率表示。時(shí)率：以放電時(shí)間表示的放電速率，即以一定的放電電流放完全部容量所需的時(shí)間(h)。如：額定容量為10A·h的電池，以2A的電流放電時(shí)，時(shí)率為10A·h/2A=5 h，即電池是以5小時(shí)率放電。倍率：電池在規(guī)定時(shí)間內(nèi)放完全部容量時(shí)，用電池容量數(shù)值的倍數(shù)表示的電流值。如：一只10A·h的電池，2C放電（C表示電池的容量）是指放電電流為2×10=20(A)，對(duì)

25、應(yīng)時(shí)率為10A·h/20A=0.5h，即電池以0.5小時(shí)率放電。一般規(guī)定，放電率在0.5C以下稱為低倍率；0.5~3.5C稱為中倍率；3.5~7C則為高倍率；大于7C為超高倍率。,1.6 電池的性能指標(biāo),題目： 已知：電池額定容量15 Ah，若放電時(shí)率為2，則對(duì)應(yīng)的放電電流密度Id是多少A？放電倍率為多少? 若放電電流 Id= 5A，則放電時(shí)率和放電倍率x分別為多少？若放電倍率為0.2C，則放電時(shí)率和放電電流 Id

26、 又分別是多少？,1.6 電池的性能指標(biāo),初始工作電壓和終止電壓,初始工作電壓：電池放電剛開(kāi)始的電壓。終止電壓：電池電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓。終止電壓跟電池放電條件、電池容量和壽命要求相關(guān)。,1.6 電池的性能指標(biāo),溫度與放電曲線的關(guān)系,放電溫度較高時(shí)，放電曲線變化比較平緩，溫度越低，曲線變化越大。這是因?yàn)闇囟仍降?，離子運(yùn)動(dòng)速度減慢，歐姆電阻越大，溫度過(guò)低時(shí)，電解液甚至?xí)Y(jié)冰而放不出電來(lái)。同時(shí)，溫度降低電化學(xué)極化和

27、濃差極化也將增大，所以放電曲線下降變化較快。,鉛酸蓄電池在不同溫度下的放電曲線,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的容量與比容量,概念：電池的容量是指在一定的放電條件下可以從電池獲得的電量，單位常用安培小時(shí)(A·h)表示，可分為理論容量、額定容量和實(shí)際容量。 理論容量(C0)：假設(shè)活性物質(zhì)全部參加電池的成流反應(yīng)時(shí)所給出的電量，可按照法拉第定律計(jì)算獲得。 法拉第定律—電極上參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量與通過(guò)的電量成正比，即：1 mol活

28、性物質(zhì)參加電池的成流反應(yīng)，釋放電量為1 F = 96500 C = 26.8 A·h。 理論容量計(jì)算公式：C0 = 26.8 n · m/M (A·h) 式中，m為活性物質(zhì)完全反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量；n為成流反應(yīng)時(shí)的得失電子數(shù)；M為活性物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。,1.6 電池的性能指標(biāo),法拉第常數(shù)（Faraday constant; faraday constant）是近代科學(xué)研究中重要的物理常數(shù)，代表每摩

29、爾電子所攜帶的電荷，單位C/mol，它是阿伏伽德羅數(shù)NA=6.02214x1023 mol-1與元電荷e=1.602176x10-19 C的積。尤其在確定一個(gè)物質(zhì)帶有多少離子或者電子時(shí)這個(gè)常數(shù)非常重要。法拉第常數(shù)以麥可·法拉第命名，法拉第的研究工作對(duì)這個(gè)常數(shù)的確定有決定性的意義。 一般認(rèn)為此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局所依據(jù)的電解實(shí)驗(yàn)得到的，也被認(rèn)為最具有權(quán)威

30、性。法拉第常數(shù)的符號(hào)為F。,1.6 電池的性能指標(biāo),額定容量(C額定)：稱為標(biāo)稱容量，指設(shè)計(jì)和制造電池時(shí)，規(guī)定電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低容量。實(shí)際容量(C實(shí)際)：在一定放電條件下，電池實(shí)際能輸出的電量。電池實(shí)際容量不僅受理論容量制約，還與電池放電條件密切相關(guān)。恒電流放電時(shí)： C實(shí)際 = I · t ； 恒電阻放電時(shí)：C實(shí)際 = V平均t/R (I為放電電流，V平均為平均放電電壓，R為放電電阻，t為放電時(shí)

31、間）電池的實(shí)際容量總是低于理論容量。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池容量的影響因素：活性物質(zhì)的數(shù)量和利用率(k)。,影響活性物質(zhì)利用率的因素：（1）活性物質(zhì)的活性；（2）電極和電池的結(jié)構(gòu)；（3）電解液的數(shù)量、濃度和純度；（4）電池的制造工藝；（5）電池的放電制度。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池比容量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積電池所給出的容量稱為質(zhì)量比容量(A·h/kg)或體積比容量(A·h/L) 。

32、 比容量可用于對(duì)不同類(lèi)型、不同大小的電池進(jìn)行比較，以區(qū)別電池性能的優(yōu)劣。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的能量與比能量,電池的能量：電池在一定放電條件下對(duì)外做功所輸出的電能(瓦時(shí)，W·h)，有理論能量與實(shí)際能量之分。理論能量(W0)就是電池在恒溫、恒壓、可逆放電條件下所做的最大非體積功。,W0 = - △G = nFE = C0E,1.6 電池的性能指標(biāo),實(shí)際能量(W)：是電池在一定放電條件下實(shí)際輸出的能量，在數(shù)值上等于

33、實(shí)際容量和平均工作電壓的乘積。,W = CV平,比能量：指單位質(zhì)量或單位體積的電池所放出的能量，分別用“瓦·時(shí)/公斤”(W·h/kg)和“瓦·時(shí)/升”(W·h/L)。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的儲(chǔ)存性能與自放電,電池儲(chǔ)存性能：指電池開(kāi)路時(shí)，在一定的條件下（如溫度、濕度等）儲(chǔ)存一段時(shí)間后，容量自行降低的性能，也稱自放電。自放電產(chǎn)生原因：電極在電解液中處于熱力學(xué)的不穩(wěn)定性，電池的兩電極自行發(fā)生

34、了氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。通常負(fù)極因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)大多為活潑金屬，其自放電比正極嚴(yán)重。影響自放電的因素：儲(chǔ)存溫度，環(huán)境的相對(duì)濕度，以及活性物質(zhì)、電解液、隔板和外殼等帶入的有害雜質(zhì)。,1.6 電池的性能指標(biāo),電池的循環(huán)壽命,循環(huán)壽命或使用周期是衡量電池性能的一個(gè)重要參數(shù)，蓄電池經(jīng)歷一次充電和放電，稱為一次循環(huán)，或一個(gè)周期。 循環(huán)壽命：在一定的充放電制度下，電池容量降至某一規(guī)定值前，電池所能耐受的循環(huán)次數(shù)。,1.6 電池的性能指標(biāo),蓄電池循

35、環(huán)壽命的影響因素：活性表面積在充放電循環(huán)過(guò)程中的減少；電極上活性物質(zhì)脫落或轉(zhuǎn)移；循環(huán)過(guò)程中某些電極材料發(fā)生腐蝕；循環(huán)過(guò)程中電極上產(chǎn)生枝晶，造成電池內(nèi)部短路；隔離物的損壞；活性物質(zhì)晶形在充放電過(guò)程中發(fā)生改變，活性降低。,1.7 21世紀(jì)電池技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)和前景,強(qiáng)調(diào)綠色和高能，將二十一世紀(jì)電池技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)顯著特點(diǎn)；二十一世紀(jì)前10～20年，化學(xué)電源領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)出三大發(fā)展熱點(diǎn)：便攜式設(shè)備用小型可充電池，包括氫鎳電池、鋰離子電池

36、等先進(jìn)二次電池以及質(zhì)子交換膜燃料電池將會(huì)成為21世紀(jì)電池技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。與常規(guī)大量生產(chǎn)的電池相比，這些新型電池目前的成本較高，難以滿足大型電池市場(chǎng)。因此，對(duì)傳統(tǒng)電池產(chǎn)品如鋅錳、鉛酸蓄電池等的生產(chǎn)技術(shù)及環(huán)保性能加以改進(jìn)，仍將是電池技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。,結(jié)束語(yǔ),在21世紀(jì)，信息、材料、能源等領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)劃時(shí)代的巨大發(fā)展，與之密不可分的儲(chǔ)能技術(shù)及電池技術(shù)必將迎來(lái)一個(gè)嶄新的時(shí)代，電池世界將更加五彩紛呈，海闊天空。 無(wú)論是最有發(fā)展前景的新型綠