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【干貨】堿金屬電池的“?!迸c“機”

鉅大LARGE  |  點擊量:1601次  |  2019年09月09日  

(1)“高能量”與“高危險”的統(tǒng)一屬性


“高能量”與“高危險”幾乎是并存的,越高能量的失控就會導(dǎo)致更大的災(zāi)難。地球人能夠掌握的最高能量莫過于核能。一個核反應(yīng)堆可持續(xù)驅(qū)動一艘航母20年而不需補充燃料,但一顆核彈的爆炸及輻射就足可以摧毀一座城市及其里面的生物。由于核能能量太高且具有輻射性,其應(yīng)用主要存在于特種領(lǐng)域和發(fā)電。


對于電池而言,比容量相同前提下,電壓高(正極越正,負(fù)極越負(fù))則能量高,因此元素周期表中電位最負(fù)的堿金屬成為了電池負(fù)極的選擇。雖然其能量與核能不能相提并論,但其仍然會造成很大的危險。電位負(fù)意味著堿金屬極易失去電子,與氧氣和水等發(fā)生劇烈反應(yīng),燃燒甚至爆炸。


(2)堿金屬電池定義


考慮到地殼儲量(決定成本)與原子質(zhì)量(決定比容量),堿金屬中只有鋰、鈉、鉀具有考慮價值。因此,堿金屬電池一般指電池負(fù)極為金屬鋰、鈉、鉀、及其合金的電池。根據(jù)可否循環(huán)充放分為一次電池和二次電池。


(3)堿金屬一次電池(只能放電)已普遍使用


雖然危險,但堿金屬電池已經(jīng)普遍存在我們?nèi)粘I钪?,一般為鋰金屬一次電池,舉例如下:


(a)相機閃光燈所用的圓柱狀A(yù)A鋰電池,其拆開后可以看到大量的的鋰箔,放入水中劇烈反應(yīng)。


(b)心臟起搏器所搭配的“鋰-碘”一次性電池,此電池可以在人體內(nèi)持續(xù)供電幾年至15年以上,從而免于反復(fù)手術(shù)更換電池。


鋰金屬一次電池是一個龐大的家族,根據(jù)正極和電解液不同的特性應(yīng)用在不同的領(lǐng)域,這里不再一一列舉。以上兩個例子說明堿金屬一次性電池在良好的密閉條件下,不與外界接觸可以確保是安全的,甚至可以嵌入體內(nèi)。


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