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未來鋰離子電池的發展主流是什么
來源: | 作者:tuorde | 發布時間: 2018-08-21 | 336 次瀏覽 | 分享到:
電動汽車是解決能源和環境問題的新型戰略產品,但目前電動汽車仍面臨續航里程短、成本偏高和安全性有所欠缺等問題,嚴重制約了電動汽車的大規模推廣應用。因而,研究開發新一代300-400Wh/kg動力鋰電池,是未來鋰電材料及技術發展的必然趨勢。


同時,從目前的技術來看,通過降低電芯中非活性物質的質量比來提高電池的能量密度,幾乎已經達到了技術的極限,采用具有更高能量密度的正負極材料是提高電池能量密度更為有效的技術途徑。


我們知道,設計電池的第一準則是容量匹配,也就是正負極的容量要匹配。而目前鋰離子電池的正極比容量很低,在電池中的質量非常大(1克石墨負極材料要匹配2克以上正極材料);如果用硅碳負極,正極材料的匹配量更大。因此,行業對于新一代高容量正極材料的需求顯得尤為迫切。


在已知正極材料中,富鋰錳基正極材料放電比容量達250毫安時/克以上,幾乎是目前已商業化正極材料實際容量的兩倍左右;同時這種材料以較便宜的錳元素為主,貴重金屬含量少,與常用的鈷酸鋰和鎳鈷錳三元系正極材料相比,不僅成本低,而且安全性好。因此,富鋰錳基正極材料被視為下一代鋰動力電池的理想之選,是鋰電池突破400瓦時/公斤,甚至500瓦時/公斤的技術關鍵。


道路曲折的富鋰錳基動力電池


雖然富鋰錳基正極材料具有放電比容量的絕對優勢,但要將其實際應用于鋰動力電池,必須解決以下幾個關鍵技術問題:一是降低首次不可逆容量損失;二是提高倍率性能和循環壽命;三是抑制循環過程的電壓衰減。目前解決這種材料問題的手段很多:包覆、酸處理、摻雜、預循環、熱處理等方法,但是這些方法只能在某些方面提升材料的性能,還沒有萬全之策。也因此,有業內人士甚至預測,實現富鋰錳基動力電池的產業化應用并不現實。


可以看見,前景雖美好,但是富鋰錳基動力電池距離實際應用還有很遠的路要走。但電池中國網也了解到,國內對富鋰錳基材料的研究自2010年開始升溫以來,一些科研單位及電池企業的探索就從未停止。
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