隨著中國(guó)成為全球第一大電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，與之密不可分的動(dòng)力電池行業(yè)也得到迅速發(fā)展，鋰電的產(chǎn)銷(xiāo)量正在逐年增高。

　　然而，隨著鋰電的產(chǎn)業(yè)化漸漸走向成熟，國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)和電池實(shí)施補(bǔ)貼退坡直至取消政策，當(dāng)下行業(yè)的發(fā)展和政策的實(shí)施都對(duì)電池的能量密度提出新的要求。動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)正朝著更安全、能量密度更高的方發(fā)展。

　　固態(tài)鋰金屬電池是追求能量密度最優(yōu)方案？

　　“固態(tài)鋰金屬電池是追求能量密度的最優(yōu)方案”。美國(guó)麻省固體能源公司創(chuàng)始人兼CEO胡啟朝認(rèn)為，從當(dāng)下鋰電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，從路線發(fā)展圖來(lái)看，固態(tài)鋰金屬電池是追求能量密度的最優(yōu)方案。當(dāng)前電池的狀態(tài)正從液態(tài)向固態(tài)更安全的方向發(fā)展。

　　那么，固態(tài)電池和液態(tài)電池相比較而言，哪種更具有優(yōu)勢(shì)呢？

　　傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池被人們形象地稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為電解質(zhì)（液態(tài)）。而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員，在搖椅的兩端來(lái)回奔跑，在鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，完成電池的充放電過(guò)程。而固態(tài)電池的原理與之相同，只不過(guò)其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。

　　因此，同樣的電量，固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此，固態(tài)電池中由于沒(méi)有電解液，封存變得更加容易，在汽車(chē)等大型設(shè)備上使用時(shí)，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，在節(jié)約成本的同時(shí)還減輕自身重量。此外，在能量密度方面，鋰電池的技術(shù)正由鋰離子向鋰金屬更高的能量密度發(fā)展。

　　胡啟朝介紹，目前他和團(tuán)隊(duì)在做的這種固態(tài)鋰金屬電池，通過(guò)類比的方式來(lái)理解，把現(xiàn)在通用的智能手機(jī)電池和這種電池放到一起。固態(tài)鋰金屬電池在體積上比前者小一半，但儲(chǔ)存的電量是一樣的。而且這種電池的重量還輕，電池成本更低。目前純固態(tài)金屬電池一般都應(yīng)用在軍事、衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)等相對(duì)高端的領(lǐng)域。

　　控制鋰枝晶形成基礎(chǔ)研究突破，鋰金屬產(chǎn)業(yè)化待啟

　　在電池市場(chǎng)，鋰電池憑借著安全，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低，重量輕，充放電完全，無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)著市場(chǎng)。

　　但在鋰電池在使用的過(guò)程中,內(nèi)部會(huì)發(fā)生電解液分解、活性材料失活、正負(fù)極結(jié)構(gòu)坍塌導(dǎo)致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等不可逆的電化學(xué)反應(yīng)并導(dǎo)致容量下降。尤其當(dāng)下對(duì)快速充電的要求，充放電電壓越高、溫度越高,鋰電池容量下降就越快，電池壽命衰減是行業(yè)內(nèi)面臨的挑戰(zhàn)。

　　“鋰金屬在性能上可以超過(guò)石墨和硅碳負(fù)極，而且可以做的體積更小。”胡啟朝介紹，控制鋰枝晶技術(shù)，基于固態(tài)電解液的方案能在很大程度上解決了壽命衰減的難題。但目前，固態(tài)鋰金屬電池成本還比較高，更適用于輕量化和不太注重于成本的應(yīng)用領(lǐng)域。

 按照目前三元鋰電池的技術(shù)水平，如果使用得當(dāng)，在電動(dòng)汽車(chē)上起碼可以使用5年以上了。如果使用不當(dāng)，則2-3年鋰電池壽命就衰減完了。

　　所謂使用得當(dāng)與否，主要是看是否能夠遵守淺充淺放的原則，不要過(guò)度使用。

　　簡(jiǎn)介：

　　三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。目前三元材料的電芯代替了之前廣泛使用的鈷酸鋰電芯，在筆記本電池領(lǐng)域廣泛使用。

　　三元聚合物鋰電池參數(shù)：

　　標(biāo)稱容量：1250mAh

　　標(biāo)準(zhǔn)放電持續(xù)電流：0.2C

　　最大放電持續(xù)電流：1C

　　放電：-10~60℃

　　產(chǎn)品尺寸：MAX9.5*35*52mm

　　成品內(nèi)阻：≤150mΩ

　　引線型號(hào)：國(guó)標(biāo)線UL1007/24#，線長(zhǎng)55mm

　　保護(hù)參數(shù)：過(guò)充保護(hù)電壓/每串4.325±0.025V

　　過(guò)放保護(hù)電壓2.5±0.05V

　　過(guò)流值：2~6A或3-8A

　　三元聚合物鋰電池性能：

　　在容量與安全性方面比較均衡的材料，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰，前期由于技術(shù)原因其標(biāo)稱電壓只有3.5-3.6V，在使用范圍方面有所限制，但到目前，隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善，電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V，在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)鈷酸鋰電池水平。

　　三元聚合物鋰電池地位：

　　全球5大電芯品牌SANYO，PANASONIC，SONY，LG，SAMSUNG已推出三元材料的電芯，相當(dāng)部分的筆記型電池線都用三元材料的電芯替換了之前的鈷酸鋰電芯，SANYO，SAMSUNG柱式電池方面更是全面停產(chǎn)鈷酸鋰電芯轉(zhuǎn)向三元電芯的制造，目前國(guó)內(nèi)外小型的高倍率動(dòng)力電池大部分使用三元正極材料。

　　鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。

　　鋰電池一般能夠充放300－500次。最好對(duì)鋰電池進(jìn)行部分放電，而不是完全放電，并且要盡量避免經(jīng)常的完全放電。一旦電池下了生產(chǎn)線，時(shí)鐘就開(kāi)始走動(dòng)。不管你是否使用，鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。

　　“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí)，M.S.Whittingham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。

　　鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。