鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:600次 | 2022年08月04日
傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)接近瓶頸 急需突破
“消費(fèi)電子、汽車和電網(wǎng)存儲(chǔ)是目前電池主要應(yīng)用的三個(gè)行業(yè)。我把這三個(gè)行業(yè)稱為人們與電池連接的三大領(lǐng)域。每個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄姵囟加胁煌囊?,因此所使用的電池也可?有時(shí))大不相同。在你口袋里的手機(jī)需要結(jié)實(shí)、安全的電池,重量和成本倒不用太考慮。而對于汽車電池行業(yè)而言,需要的電池很多,因此成本和重量以及循環(huán)使用壽命(如果新特斯拉每兩年需要更換一次新電池,你會(huì)抓狂的)就變得十分重要。用于存儲(chǔ)房屋和電網(wǎng)的電力的電池對重量或尺寸要求則不高?!泵绹茉创鎯?chǔ)研究聯(lián)合中心研究與開發(fā)副主任溫克特·斯里尼瓦森說。
幾乎電子行業(yè)的每一個(gè)部分都需要電池,從而也都受到電池的功率輸出和能量壽命的限制?!峨娫措s志》主編斯蒂法諾·帕瑟里尼指出,“電池的發(fā)展或進(jìn)步比其他領(lǐng)域慢得多,這是電池本身的局限性,你不能指望有能給手機(jī)供電一周或一個(gè)月的電池。因?yàn)?,存?chǔ)在電池中的最大能量是由固有的元素決定?!?/p>
1991年,索尼推出首個(gè)商用鋰電池,鋰電池沿用至今被稱為主流的電子設(shè)備電池技術(shù)。由于鋰離子是最輕的堿金屬元素,擁有著更小、更輕、能量密度更高的特性,所以迅速取代了鎳電池。
在鋰電池的構(gòu)成物質(zhì)中,有磷酸鐵、錳、石墨、鈦酸鹽等其他金屬和非金屬材料,但要靠著“鋰離子”這個(gè)元素在正、負(fù)極中的嵌入與脫出,才可實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化,最終完成充放電過程。
然而,鋰電池的技術(shù)進(jìn)步發(fā)展緩慢。目前鋰離子電池在能量密度、高低溫特性、倍率性能上,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉛酸、鎳氫電池,但還是難以滿足快速增長的電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車等的需求。
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%
近些年來,研究人員努力提高鋰電池的能量密度(電量體積容量比)、價(jià)值、安全性、環(huán)境影響以及試用壽命,并在設(shè)計(jì)全新類型的電池。但帕瑟里尼表示,現(xiàn)在傳統(tǒng)鋰電池技術(shù)已接近瓶頸,進(jìn)一步優(yōu)化的空間有限。