美国锂电池产业概况.doc

美国锂电池发展介绍1美国是世界上锂电池工业最发达的国家美国锂电池大约有 50 年的发展史，也就是说从 50 年代开始美国已经开始开发锂电池了 现在已经成为世界上锂电池产品品种最多的国家 60 年代以前美国 锂电池的主要应用市场是工业和民用领域在 70 年代以后的冷战期 间，因美、苏两个超级大国加强军备竞赛形势的需要，故美国锂电池 的主要市场是军事应用从 90 年代初开始，随着美、苏两国军备竞 赛减弱，美国锂电池应用方向又开始逐渐转向工业和民用领域 美国 锂电池生产主要体现在一次锂电池方面，其中大部分实现了商品化， 如一次锂电池 Li/SO2、Li/MnO 2、Li/I 2和 Li/SOCl 2等美国一次锂电 池今后的发展方向是提高大电流放电性能， 以及进一步谋求滥用条件 下安全问题的解决美国锂电池的研发工作主要集中在二次锂电池 （即人们常说的再充电池，或可充电池，或可再充电池） 直到 90 年 代末美国的包括锂离子电池在内的全部锂电池品种的安全问题才得 到了基本解决， 其应用也才由军用逐渐大批量地转向民用 电池市场 专家声称，美国 2000 年以后美国军用锂电池的比重下降到了 10%， 远低于民用锂电池的比重。

他预计在 21 世纪里美国锂电池将广泛用 于民用电器，前景十分看好2锂电池发展概况美国锂电池的发展目标是希望锂电池能取代目前所用传统电池的15%为了实现这一目标，美国有计划地发展锂电池从 70年代初到80年代初的十年间美国锂电池发展并不快， 如1979年锂电池总 销售额在整个电池市场中所占比重为 1.6%, 1982年为2%然而在 此以后生产迅速提高了1987年全世界锂电池总产值达到10亿美元， 而1987年美国仅是用于相机闪光灯的9伏矩形一次锂电池产值便达 到了 1亿美元，占全世界的10%这表明，80年代末期美国一次锂 电池生产发展很快自1987年以来美国锂电池以40%/年的速率增长 按应用领域划分，美国一次锂电池可分为以下四个领域 美国生产一 次锂电池所研制的阴极列于表1表1一次锂电池的阴极系列阴极 系列分子量化合价变化密度g/cm3理论电量Ah/gAh/cm 3g/AhSO26411.370.4192.39SOCI211921.630.4502.22SO2CI213521.660.3972.52Bi2O346668.50.352.972.86Bi2Pb2O5912109.00.292.643.41(CF)2(31)n 「12.70.862.321.16CuCl2134.523.10.401.222.50CuF2101.622.90.531.521.87CuO79.626.40.674.261.49CuS95.624.60.562.571.79FeS87.924.80.612.951.64FeS2119.944.90.894.351.12MnO 286.915.00.311.543.22MoO 314314.50.190.845.26Ni3S224040.472.12AgCl143.315.60.191.045.26Ag 2CrO4331.825.60.160.906.25V2O5181.913.60.150.536.662.1军用锂电池热电池该种电池为一次储备型电池，它是美国 70年代研制的。

美国生产热电池使用的阳极为金属 Li、Li-AI、Li-B和Li-Si合金等使用的 阴极为FeS和CuCl2等该种电池的突出特点是使用的电解质为 LiCI-KCI熔融盐最理想的应用是军事工业，如作炮弹、火箭、炸弹、 导弹、假目标、干扰机、海军鱼雷及核武器的电源其中 LiAI/FeS 2和LiSi/FeS2电池在导弹、核武器和火炮方面获得了成功应用美国 生产的典型热电池是LiSi/FeS2，其中一个型号的重量达到了 2700g,体积为652cm3,工作电压为24~36V,工作电流为3.1A,寿命为13min. 美国海上武器中心拟订的导弹用锂电池性能发展目标列于表 2从表中看出，海军导弹用热电池发展目标中全是锂电池 这说明美国十分重视锂电池的开发表2海军导弹锂电池性能目标电池牛产比能量Wh/kg比功率W/kg工作寿 命 min.储存寿命年应用现在：钙系列热电池228800. 17~515导弹引信 炮弹引信目标：锂阳极热电池8926400. 33~2020导弹引信炮弹引信现在：锌银电池，钙系列热电池22~446602~155~15导弹制导 与控制目标：常温锂电池锂阳极热电池88~44033002~3010~20导弹制导与 控制2O5 电池该种电池为常温一次储备型电池。

阴极由 90wt%V2O5和10wt%石墨组成，电解液为 2mol./LLiAsF 6或0.4mol./LLiBF 4的甲酸甲酯溶 液，隔膜为非编织状的聚丙烯膜，外壳为不锈钢结构形式为扣式、 碳包式圆筒型和方型这个系列大多用作小型炮弹引信电源和某些特 殊用途主要生产公司是美国 Honeywell公司美国 Li/V 2O5与Li/SOCl2电池的比较列于表 32、Li/SOCl 2和 U/SO2CI2 电池三种电池均属于一次储备型电池Li/SO2电池被美国称为先进电 池，是美国主要锂电池产品之一Li/SOCl2电池产量高，增长速度最 快，是美国实际应用的电池系列中比能量最高的一种， 军用大型大容量电池可达 500Wh/kg(900Wh/L)U/SO2CI2 电池具有胜过 Li/SOCl2 电池的潜在优势与后者相比，前者的唯一不同之处是阴极的镍网或 不锈钢网上带有碳和黏合剂的 SO2CI2三种电池所使用的材料和性能 列于表4表3美国Li/V 2O5与Li/SOCl 2电池性能比较电池温度C电压V容量mAh体积cm3重量g比能量Wh/kgWh/LLi/V 2O5-37~573.151605.11050.498.8G2659 型-37~573.301805.11059.4116.5Li/SOCl 2-37~573.053005.110.587.1179.4G26591B1 型-37~573.604505.110.5154.3317.6表4三种电池所使用的材料和性能比较电池Li/SO 2Li/SOCl 2Li/SO 2Cl2阴极在铝网上带有碳:在镍网上或不锈钢网上带SO2CI2和黏合剂的SO2有碳和黏合剂的SOCl2电解液乙腈(AN ) /LiBrSOCD+LiAICI 4SOCl2+LiAICI 4隔膜聚丙烯玻璃毡或纤维纸玻璃毡或纤维纸外壳镀镍钢镀镍钢或不锈钢镀镍钢或不锈钢工作电压，V2.7~2.9(20 C)卷式圆筒型电池在 3V以上比能量，Wh/kg280大型大容量电池为 500工作温度，c-55~70-40~70-40~70适用型号圆筒型:方型、扁圆型和圆筒型螺旋卷绕式主要应用军用便携监视器 无线电收发机大型10000Ah的电池用于导弹 发射井作动力电源军用领域主要厂家Duracell co.,et.al联合碳化物、GTE、Altus和Ho- neywell四个公司Willson-Greatbatch、GTE公司1.工业电子仪器用锂电池 2 电池该领域用的是小型小电流放电的圆筒型结构的 Li/SOCl2电池，用 作存储器、仪器仪表和小型电子设备电源。

美国生产该种电池用的材 料、工艺及生产厂家与大型大容量 Li/SOCl2电池的相同（见表4）2. 2. 2Li/MnO 2 电池美国生产该种电池所用的材料及其性能列于表 5该种电池使用 安全，对环境没有污染，成本低，价格可与传统电池竞争因此，在 美国它是首先商品化的一种固体阴极锂电池目前它主要用于存储 器、计算器和用于马达驱动等较大功率电子设备表5 Li/MnO 2电池的材料和性能结构部件及性能项目部件材料及性能数据阴极在骨架上涂有黏合剂的 MnO 2电解液溶剂 PC+DME,溶质 LiClO 4外壳电池公司使用镀镍钢或不锈钢隔膜聚丙烯适用型号只适合于做成硬币式或圆筒型工作电压（20C）, V2. 7~2.8比能量，Wh/kg200工作温度，c-20~55储存寿命（25 C ）,年5厂家结构型式硬币式，卷绕式圆筒型生产厂家duracell223 Li/ (CF) n 电池该种电池由Eagle-picher公司所生产，也是美国作为商品的固体阴极一次锂电池它的吸引力在于其储存寿命长小功率电池可用于印刷电路板安装的电源，扣式电池可用作计算器和存储器等的直流电 源小容量小型针杆式电池可用作发光二极管及微型电子设备的电 源，大型圆筒和方型电池也可用作电台接收机、 遥测装置和摄影设备 的电源。

柯达公司圆盘形相机使用 BR2/3型电池（表6）表6 Li/（CF） n电池材料和性能结构部件及性能项目部件材料及性能数据阴极在镍骨架上带有碳和黏合剂的 CF电解液溶剂:BL+THF, PC+DME ;溶质：LiAsF 6, LiBF 4外壳镀镍钢或不锈钢隔膜聚丙烯适用型号宜于制成扣式和圆筒型（至 5Ah ）工作电压，V2.6~2.7比能量，Wh/kg200工作温度，c-20~60主要应用工业电子仪器厂家结构型式多为扣式，也有圆筒型生产厂家Eagle-picher4CrO 2 电池该种电池的阴极为加有碳的 Ag4CrO2片，电解液的溶剂为碳酸丙烯酯,溶质为LQIO4,隔膜为聚丙烯，外壳为镀镍钢或不锈钢，工作电压 为2.5~3.2V,比能量为275Wh/kg,工作温度为-10~55C特点是体积比 能量高，成本高，储存寿命长可制成扁型或扣式、方型及 D型电池在要求高可靠性、长搁置寿命和工作时间超过 10年的低倍率放电的存储装置应用方面，其高价格是可以接受的它曾用于医疗方面， 现在主要用于工业电器x 电池该种电池适合于制成1/2AA型电池，也可制成圆筒碳包式结构其特点是电压高，比能量大，具有低倍率放电能力。

故它被指定用于 电子仪器的要求低倍率放电的条件下3医疗用锂电池该领域用的锂电池主要是 Li/I 2固体电解质锂电池此种电池是意大利最早开发的60年代末美国催化剂研发公司(CRC)开始研 制此种常温电池，70年代初设计并生产出第一代产品，发现用于心 脏起搏器效果很好可以说该种。