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轻飘飘的金属锂

2018-09-29田音

科学之谜 2018年8期

田音

锂离子电池

我们通常所说的手机电池和电动车的电池指的就是液态锂离子电池,它可以进行充电。锂离子电池一般使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。还有一种以锂制作的固态锂金属电池,它是常见的一次性酸性电池,不过现在一般都使用可充电的锂离子电池。

从20世纪70年代开始,科学家致力于发现锂作为电池材料的价值。通过最初的锂电池不断改良,1992年,日本索尼公司发明的可充电锂离子电池被广泛使用于手机电池当中。现在,电动交通工具、医学设备、工程设备等大型电子设备也运用了锂离子电池。并且具有绿色环保特点的锂电池发展前景仍然十分良好。

那么锂为什么能成为科学家们的心头之爱呢?

无可挑剔的锂元素

锂是一种银白色的金属元素,是活跃的碱金属元素家族中的一员。不过与其他碱金属元素相比,锂的原子半径是最小的,所以它的硬度最大、熔点最高,是当下作为电池最好的金属材料。

锂位于元素周期表中的第3位,相对原子质量非常小,是世界上密度最小、质量最轻的金属元素。例如我们的手机非常轻,原因之一是因为锂离子电池的质量很轻;一辆电动汽车的锂离子电池大约是600千克,比4000千克的相同容量的普通酸性电池轻了许多,所以轻盈的锂离子电池成为了电动汽车的电池首选。

我们都知道,普通的酸性电池如镍镉电池和镍氢电池都是有使用时长限制的,例如家里的电视遥控器中的电池需要定期更换,那是因为“电池记忆效应”的缘故。……

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