納米技術(shù)將更開闊鋰離子電池的前景
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-02 11:09
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盡管波音787夢想客機和筆記本電腦（2006年）最近報告了鋰離子電池（libs）的電池燃燒問題，但libs目前已成功應(yīng)用于許多領(lǐng)域。消費電子產(chǎn)品、電動汽車、醫(yī)療設(shè)備、太空和軍事部門使用libs作為便攜式電源，而在未來，像詹姆斯·韋伯太空望遠鏡這樣的航天器將使用libs。鋰離子電池技術(shù)在各個領(lǐng)域的快速主導(dǎo)地位的主要原因是，鋰離子電池在重量上具有最高的電存儲容量（一個鋰離子電池單元可以取代兩個鎳氫電池單元）。
此外，鋰離子電池適用于需要高能量密度和功率密度的應(yīng)用場合，在這方面，鋰離子電池優(yōu)于鉛酸、鎳鎘、鎳金屬氫化物、鎳金屬電池等其他類型的可充電電池。
然而，libs需要在以下方面進行改進：（i）儲存更多的能量并在更長的時間內(nèi)提供更高的功率；（i i）在更短的時間內(nèi)充電；（i i i）具有更長的壽命；（iv）能夠抵抗火災(zāi)危險。圖1描述了不同應(yīng)用程序所需的基本lib特性以及需要改進的各自屬性。
目前，有很大的興趣升級現(xiàn)有的libs和改進的性能，并達到電池技術(shù)，將允許智能存儲電能。未來智能電網(wǎng)可以為家庭提供24小時不間斷電源，可以通過延長備份時間和減少空間需求來替代當(dāng)前使用的鉛酸電池系統(tǒng)。隨著新一代libs的出現(xiàn)，電動汽車將以更短的充電時間覆蓋更長的距離；移動電話和筆記本電腦預(yù)計將在幾分鐘內(nèi)充電，持續(xù)時間更長。
納米技術(shù)有潛力提供下一代電池，特別是鋰離子電池，以可接受的成本提高性能、耐久性和安全性。典型的鋰離子電池由三個主要成分組成：陽極（通常由石墨和其他導(dǎo)電添加劑制成）、陰極（通常為層狀過渡金屬氧化物）和電解質(zhì)，鋰離子在充放電循環(huán)期間在陰極和陽極之間穿梭。
在電極上：鋰離子電池的電極，包括陽極和陰極都是由能夠很容易地嵌入鋰離子的材料制成的。電極還應(yīng)具有高導(dǎo)電性，以便鋰離子電池具有高充電率。使用納米材料作為電極可以加快鋰離子的插層速度，因為納米材料提供了高表面面積和短擴散路徑，從而加快了能量的存儲和傳遞。一個突出的例子是A123鋰離子電池的陰極材料，它使用納米磷酸鐵鋰陰極。研究人員一直試圖通過摻雜金屬來提高磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性。
智能手機除了芯片這個尖端科技技術(shù)外，電池的壽命始終是智能手機重要的賣點。智能手機除了通訊、信息傳輸功能，還有照相、網(wǎng)游、郵件傳輸、新聞瀏覽、娛樂游戲等電腦所有的功能，智能手機都能夠完成。在智能手機提供的眾多功能中，電池壽命通常是最薄弱。尤其智能手機的屏幕分辨率越來越高，處理器的性能強悍而帶來功耗越來越高，這就意味著手機的電池容量要求越大，否則智能手機的耗電就存在著供電不足的現(xiàn)象。世界知名手機制造商也都投入巨大投資研發(fā)電池體積要小、電容要大的智能手機電池這些科技，然而，隨著國際手機巨商三星手機電池爆炸門事件、蘋果手機電池過熱卡盾事件都足以說明智能手機的電池還不能很好的滿足快速傳輸?shù)墓╇娂夹g(shù)要求。于無聲處聽驚雷，華為一舉攻克了這道世界難題，快速充電、超大級別電量電池問世，華為的鋰電池專利技術(shù)堪稱是一個全新的超級殺器即將登場，力壓群雄！
新科技新動力
華為的這項超級殺器是將傳統(tǒng)的電池采用了全新的世界級兩種處理方案：通過提供快速充電來提高手機的充電速度；增加電池充電密度來解決電池強度問題。華為的鋰電池專利科技，是一種國際新型的鋰離子二次電池負極活性材料，兩種處理方案將行有機的合并而完成。華為在電池材料方面引入高能量密度硅基材系統(tǒng)，通過雜質(zhì)摻雜硅基材的創(chuàng)新技術(shù)，為充電時鋰離子遷移提供快速通道，具有大電池快速充電能力。
華為專利技術(shù)
華為的這項鋰電池專利技術(shù)的主要原理為氮摻雜的碳材料可用于結(jié)合嵌入鋰的硅材料。氮原子和碳原子億吡啶型氮，石墨型氮和吡咯型氮的形式結(jié)合，形成穩(wěn)定的三維碳骨架網(wǎng)絡(luò)并抑制高容量硅，提供了快速鋰儲存增加空間和通道，從本質(zhì)上突破化學(xué)儲存的極限，極大的提高電池充電性能。
華為科技
華為的鋰40W電池快速充電技術(shù)可稱得上業(yè)界的先例，這行鋰電池新科技，將極大的提高智能手機的電池的容量和充電速度。30分鐘就可以完成手機電池電量的70%以上充電。華為推出的Mate20將采用15W快速無線充電技術(shù)，充電速度比三星、蘋果iPhoneXS都要快得很多。華為的這項鋰電池專利技術(shù)，也為新能源汽車的電池科技奠定的堅實雄厚的基礎(chǔ)和技術(shù)保障。
