鋰離子電池如何應(yīng)對降解和充電限制？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-29 04:49
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鋰電池具有非常高的能量密度，這意味著它們可以存儲相當(dāng)大的電量：它們不會隨著時間的推移而自行放電，并且它們不需要維護(hù)—因為它們沒有內(nèi)存而且電池也不需要定期循環(huán)來延長壽命。
鋰電設(shè)備的未來前景光明，以至于電動汽車制造商特斯拉投入約45億歐元來建立第一個太陽能電池超級工廠，為公司的Model S電池生產(chǎn)基于鋰離子的動力墻、電池組和電池。世界上最大的鋰離子電池是特斯拉在2017年制造的，完全充電后，可以為多達(dá)3萬戶家庭供電至少一個小時。
老化和降解
不可否認(rèn)的是，鋰離子電池會隨著時間的推移而失效。陰極會降解，經(jīng)過大約1000次充電循環(huán)后，高端電池將損失約20％的電量。鋰離子電池即使不使用也會退化，而且在儲存一年之后，充滿電的電池也會損失20%的電量；如果他們進(jìn)入“深度放電”狀態(tài)，很可能就不會再充電了。這種降解主要是由于晶須、樹狀結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，以及鍍層表面的生長（統(tǒng)稱為樹枝狀晶體）。
不利環(huán)境影響
雖然歐洲有許多設(shè)施可以收集和處理鋰離子電池，但很少有設(shè)施可以進(jìn)行回收利用的。盡管特斯拉計劃在其超級工廠上促進(jìn)電池的回收利用，但目前只能使用第三方合作伙伴來實現(xiàn)這一目標(biāo)，這是一個低效的過程。通常，無效的鋰離子電池會被直接扔進(jìn)垃圾填埋場。
工用大電流鋰離子電池。圖片由Bigstock
不幸的是，開采鋰要比在回收過程中從電池中提取鋰便宜得多——鋰電池回收企業(yè)很少（如果有的話）收支平衡，因此需要國家補貼。雖然從地下開采鋰可能在經(jīng)濟上是合理的，但卻破壞環(huán)境。鋰礦開采破壞環(huán)境。礦山和制造廠有毒物質(zhì)的泄漏嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)——河流污染、殺死牲畜和魚類，并使原本肥沃的農(nóng)田受到嚴(yán)重污染。
雖然金屬可以從海水或鹽水沉積物中提取，但該過程需要大量的水。智利是世界上最干旱的沙漠，由于水資源有限，立法者正在考慮限制鋰礦開采權(quán)?；厥漳芰Φ娜狈驮絹碓蕉嗟碾姵毓╇姰a(chǎn)品意味著需求只會增長，而環(huán)境負(fù)擔(dān)也會隨之增加。
提高穩(wěn)定性和性能
防止或改善鋰離子電池相關(guān)問題的一種方法是提高其可靠性，確保它們不會隨著時間的推移而降解并且可以無限期使用。
