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鋰離子電池所用材料有哪些你知道嗎？

來源：寶鄂實(shí)業(yè)    2019-04-22 10:50    點(diǎn)擊量：次
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池，鋰離子電池是一種二次電池（充電電池）。根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池(簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)IB)和聚合物鋰離子電池(簡(jiǎn)稱為PLB)。
聚合物鋰離子電池是在液態(tài)鋰離子電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以導(dǎo)電材料為正極，碳材料為負(fù)極，電解質(zhì)采用固態(tài)或凝膠態(tài)有機(jī)導(dǎo)電膜組成，并采用鋁塑膜做外包裝的最新一代可充鋰離子電池。由于性能的更加穩(wěn)定，因此它也被視為液態(tài)鋰離子電池的更新?lián)Q代產(chǎn)品。很多企業(yè)都在開發(fā)這種新型電池。
鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上，可以說是最大的應(yīng)用群體。鋰電池是以金屬鋰作為電極，以電子傳遞產(chǎn)生電流，易產(chǎn)生枝晶引起爆炸。鋰電池是一次電池。
鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。下面賢集網(wǎng)小編為大家介紹鋰離子電池工作原理、結(jié)構(gòu)組成、優(yōu)缺點(diǎn)與鋰電池、蓄電池、碳酸鐵鋰電池、聚合物電池的區(qū)別。
 
鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。
 
鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開發(fā)成功。它是把鋰離子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成負(fù)極（傳統(tǒng)鋰電池用鋰或鋰合金作負(fù)極）。
1. 常規(guī)的充電方式。這種充電方式與傳統(tǒng)的電動(dòng)摩托車充電方式一樣。不過這種方式的充電電流十分有限，只有大約15A左右。通常情況下充電時(shí)間比較久。相應(yīng)的充電器的工作和安裝成本比較低，簡(jiǎn)單易操作。由于在充電時(shí)只需要將車載充電頭插到停車場(chǎng)或者家用的電源插座上，因此，充電過程一般由客戶自己獨(dú)立完成。
　　2. 快速充電。這種充電方式是以150到400A的高充電電流在短時(shí)間內(nèi)為蓄電池完成充電。相對(duì)于常規(guī)的充電而言，成本要高。所以快速充電又被稱之為迅速充電或者是應(yīng)急充電。其目的就是保證電動(dòng)汽車在短時(shí)間快速充滿電。這個(gè)時(shí)間通常與燃油車加油的時(shí)間是近似的。一般多用在大型充電站。
　　目前特斯拉、保時(shí)捷、北汽新能源等一眾國(guó)內(nèi)外車企和供應(yīng)商都在積極研發(fā)超級(jí)快充技術(shù)，像是保時(shí)捷首款純電跑車Taycan的800V超級(jí)快充，4分鐘即可充入100公里的行使里程。
　　3. 無線充電。這種方式允許電動(dòng)汽車在不使用電線或電纜的情況下、通過嵌入在道路和停車位的無線充電源板自動(dòng)連入電網(wǎng)進(jìn)行充放電。但是目前該技術(shù)還不成熟：設(shè)備成本高，需要大量的公共和私人投資，對(duì)充電環(huán)境要求嚴(yán)苛，維修費(fèi)用大且遠(yuǎn)距離傳輸能耗較高。
　　4. 更換電池充電技術(shù)。這種技術(shù)主要是在蓄電池電量耗盡時(shí)，用充滿電的電池替換下已經(jīng)耗盡點(diǎn)亮的電池，蓄電池回歸服務(wù)站。電動(dòng)汽車只需要跑租借電池即可。不過這種方式需要電動(dòng)汽車統(tǒng)一電池規(guī)格，并且在沒有發(fā)展成熟之前，消費(fèi)者也不會(huì)輕易冒險(xiǎn)去隨便使用其他電池?！　?/div>
　　5. 移動(dòng)式充電方式。這是最理想的充電方式。主要的方式是在汽車巡航的時(shí)候就能給汽車充電。客戶就沒必要去尋找充電樁，并花費(fèi)時(shí)間去充電。這種充電方式需要MAC系統(tǒng)。并預(yù)先將其埋在一段路下面，即充電區(qū)。這種充電方式成本巨大，目前仍處在理論研究階段。　　
　　除了上面的幾種方法，還有人曾腦洞大開提出過修建充電公路的想法，將充電線圈植入公路，形成電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)通過與一個(gè)線圈發(fā)生反應(yīng)，為汽車充電。但對(duì)現(xiàn)有公路進(jìn)行改造和安裝必要的基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用極高，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里面，應(yīng)該不會(huì)實(shí)現(xiàn)?！　?/div>
　　無論是傳統(tǒng)的充電方式也好還是新型的充電方式也罷，在現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景中它們要么存在著較大的局限性，要么就還在攻堅(jiān)克難階段。退一萬步講，就算上述有前景的技術(shù)成功落地，也還是離不開鋰離子電池的支持?！　?/div>
　　舉個(gè)例子，目前車用動(dòng)力電池的充放電倍率多在1-1.2C之間，而如果要達(dá)到350kW的快充功率，100kWh的電池就需要達(dá)到3.5C的充電倍率，遠(yuǎn)高于目前的技術(shù)水平?！　?/div>
　　所以說，目前的充電方式存在的局限加劇了研發(fā)容量更大、性能更佳鋰離子電池的緊迫性?！　?/div>
　　并且綜合各種因素來看，研發(fā)出更優(yōu)秀的電池，提高電池能量密度也是現(xiàn)在最根本有效的解決方案。而且從現(xiàn)實(shí)情況來看，這種方法也是完全可行的?！　?/div>
　　首先從價(jià)格來看：據(jù)彭博社的數(shù)據(jù)顯示，2010年鋰離子電池組的平均價(jià)格為每千瓦時(shí)1160美元，去年達(dá)到每千瓦時(shí)176美元，到2024年可能會(huì)跌破100美元?！　氖袌?chǎng)需求來看(以中國(guó)為例)：據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)動(dòng)力鋰電池行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國(guó)動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量?jī)H僅為1.5GWh，之后呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)至態(tài)勢(shì)。2015年我國(guó)動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量增長(zhǎng)至17GWh。到了2017年我國(guó)動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量達(dá)到了36.24GWh。截止至2018年底我國(guó)動(dòng)力鋰電池總裝機(jī)量達(dá)到56.37GWh。
　　從鋰離子電池的制造能力來看：據(jù)彭博社的數(shù)據(jù)顯示，在電動(dòng)汽車產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)的推動(dòng)下，僅在過去5年里，全球鋰離子電池的制造能力就增長(zhǎng)了近兩倍。目前裝機(jī)容量為3022千兆瓦時(shí)，計(jì)劃在未來五年內(nèi)再新建603.8千兆瓦時(shí)的電廠。
　　此外，最近還頻頻傳來鋰離子電池容量進(jìn)一步提升的“捷報(bào)”?！　?/div>
　　納米多孔硅替代電池碳材料，鋰離子電池容量增加50%　　
　　據(jù)外媒報(bào)道，一家荷蘭科技公司推出了E-magy納米多孔硅，據(jù)說該材料可以顯著提高鋰離子的吸收率，并能夠解決電池充電循環(huán)中發(fā)生的膨脹情況?！　?/div>

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