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鋰離子電池正極材料現(xiàn)狀及將來(lái)趨勢(shì)詳解

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1435次  |  2021年08月05日  

鋰離子電池的安全性、可靠性問題是產(chǎn)業(yè)化過程中決議性的問題鋰離子電池安全性問題是它本身內(nèi)部的要素導(dǎo)致的。鋰離子電池的構(gòu)成資料首要有正極資料、負(fù)極資料、隔閡、電解液等,正極資料對(duì)安全性影響十分大。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)決議了運(yùn)用的資料與傳統(tǒng)的干電池、一次電池是不相同的。鋰離子電池是高容量、高電壓、高能量密度的電池。高能量密度是因?yàn)楦唠妷?、高容量?dǎo)致的,高電壓就使得傳統(tǒng)的電池技能無(wú)法運(yùn)用;電解液運(yùn)用的是一種非質(zhì)子性的、非水溶液性質(zhì)的耐高壓的有機(jī)電解液,隔閡資料都是用的高分子資料,負(fù)極資料都是用的碳質(zhì)的負(fù)極資料。這些物質(zhì)在空氣當(dāng)中都是十分易燃的。這便是鋰離子電池的安全性問題的一個(gè)最首要的原由。北京奧運(yùn)會(huì)50輛運(yùn)用盟固利錳酸鋰離子電池的公交車圓滿完成奧運(yùn)使命后又在北京的市區(qū)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)了兩年多,一切都正常;上海世博會(huì)的更大規(guī)劃的120輛電動(dòng)汽車也按照咱們估計(jì)的正常在運(yùn)轉(zhuǎn),沒有出現(xiàn)安全性問題。電動(dòng)公交車、出租車、普及到家庭用車便是時(shí)間的問題了。當(dāng)然電池要做得更安全,因?yàn)閮?nèi)部的要素還沒有完全消除去爆炸的要素,今朝運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間和規(guī)劃還不足以證明安全性問題都解決了。


各種正極資料將來(lái)開展方向構(gòu)成鋰離子電池的各式各樣資料里邊,正極資料是十分緊要的。有關(guān)正極資料,鈷酸鋰是今朝便攜式電子產(chǎn)品電池首要用的資料、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰是咱們北京奧運(yùn)、上海世博電動(dòng)公交車上運(yùn)用的正極資料,鎳酸鋰是高功率的資料,今朝首要用到混合動(dòng)力車、電動(dòng)工具上的正極資料。這三種正極資料在過去的20年中,鈷酸鋰依然起著緊要的用途,今后的錳酸鋰和鎳酸鋰會(huì)開展的比較快。還有一種正極資料磷酸亞鐵鋰,咱們沒有把它作為一個(gè)開展的重點(diǎn)。對(duì)尖晶石錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰的特性做個(gè)比較:(1)電壓。錳酸鋰的充放電電壓都比磷酸亞鐵鋰高多了,這是一個(gè)很緊要的特性。將來(lái)電池開展的趨勢(shì)便是做的更小更輕,怎么完成這一點(diǎn),很緊要的一點(diǎn)便是電壓要高,電壓高能量密度就高了。從能量密度方面考慮,錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰的體積能量密度和重量能量密度都是有著分明的優(yōu)點(diǎn)的。


低電壓的資料不是一個(gè)開展的趨勢(shì)。(2)低溫功能。在低溫情況下,在零下20度的時(shí)分,磷酸亞鐵鋰已經(jīng)不能工作了,但錳酸鋰僅有一些電壓的下降,容量的衰減十分有限。磷酸亞鐵鋰在這兩個(gè)特性方面的缺點(diǎn)就導(dǎo)致了將來(lái)不是動(dòng)力轎車鋰離子電池開展的重點(diǎn)。


決議將來(lái)鋰離子二次電池的幾點(diǎn)要素:價(jià)格、安全性、重量和體積將來(lái)鋰離子二次電池的開展要求更廉價(jià)更能夠被顧客承受的價(jià)格,才會(huì)有更好的將來(lái)方向;在電動(dòng)轎車上運(yùn)用的電池是不準(zhǔn)許出現(xiàn)安全性問題的;將來(lái)動(dòng)力鋰離子電池重量和體積要向更小更輕開展。


2、將來(lái)的電池走向:一個(gè)是純電動(dòng)汽車的電池叫做高容量的電池,一是混合電動(dòng)汽車用的電池叫做高功率的電池。這兩個(gè)是小型鋰電之外將來(lái)開展最快的電池。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

與多元資料電池比較,磷酸亞鐵鋰離子電池?zé)o法解決大電流充放電問題,因而在混合動(dòng)力轎車使用存在劣勢(shì)。


將來(lái)關(guān)注的幾點(diǎn)技能意向


1、開發(fā)更高電壓的尖晶石錳酸鋰資料。4.5伏以上的尖晶石資料作為第2代資料會(huì)在以后推出。


2、負(fù)極資料也是很緊要的。從理論上講,鋰金屬作為負(fù)極資料具有最高的容量密度,但是鋰金屬還有必定的缺點(diǎn),今朝還無(wú)法用到鋰離子電池上去。今朝都是用碳做負(fù)極資料,容量惟有鋰金屬的十分之一,倘若過渡到鋰金屬的負(fù)極資料,負(fù)極資料的容量就能夠提高10倍,將來(lái)電池就能夠做得更小更輕。咱們今朝做出來(lái)的負(fù)極資料,容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于今朝的碳,穩(wěn)定性也很好。


3、電池技能。鋰離子電池從商業(yè)化使用到今天,技能沒有發(fā)生太大的改變,傳統(tǒng)的思路導(dǎo)致了電池很難在容量上有更大的沖破。新的思路能夠采用非化學(xué)的其它的思路做電池極片。非傳統(tǒng)技能做電池極片,能夠做到今朝的1/3甚至更薄的厚度,質(zhì)量更小,就為大幅度提高容量密度鋪平道路。一種新式的氧化物負(fù)極高功率電池充放電10萬(wàn)次都不會(huì)有問題。鈦酸鋰負(fù)極資料十分有開展前景。

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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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