在研的電池技術(shù)有哪些？分別有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？哪些更有可能成為主流？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-16 22:16
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目前主流是鋰電池，已經(jīng)逐漸取代了過去的鎳氫，鎳鎘二次電池。 當(dāng)然鉛酸電池可能過于低端，可能會一直存在下去。
鋰電池目前的問題是有其理論容量上限。目前鋰電池能量密度可以達(dá)到210 Wh/kg, 但是如果想滿足人們對電動汽車的需求，則需要達(dá)到500-700 Wh/kg. 這是非常大的挑戰(zhàn)。調(diào)整電池正負(fù)極材料是改變?nèi)萘康奈ㄒ环椒?。比如松下采用鎳類正極，硅類負(fù)極組裝的電池能量密度可以提高到251.9 Wh/kg. 比目前商用的LiCoO2/graphite體系提高了40 Wh/kg. 以此類比，我們可以組合出能量密度更高的電池組成。這里面以鋰硫電池，鋰空氣電池目前最引人注目。兩者理論能量密度可以達(dá)到1541 Wh/kg, 3264 Wh/kg （假設(shè)在電池中同等重量組分）。 當(dāng)然這是在研究階段，兩種電池都有實(shí)際的操作問題，舉例來說，Li-S有多硫溶解的問題，而Li-O2有嚴(yán)重的電解液分解問題。其實(shí)還有很多其他問題，所以這些技術(shù)只在實(shí)驗(yàn)室階段。不要相信新聞上那些嘩眾取寵的報(bào)道，什么容量提高多少倍，一分鐘充電之類的報(bào)道，電池行業(yè)是傳統(tǒng)的化工行業(yè)，不是IT行業(yè)，沒有什么摩爾定律。目前的電池水平和九零年索尼推出第一款二次鋰電池的時(shí)候沒有質(zhì)的飛躍。 說到比較火的磷酸鐵鋰，其容量和傳統(tǒng)的LiCoO2相差無幾，只是他的安全性要好很多，所以人們看到了電動汽車的希望。
最后多說一句，每種電池都有自己的特點(diǎn)，有的安全性好，可以用在電動汽車，電動工具上，有的容量高，可以用在電子設(shè)備上，有的循環(huán)性好，可以用在儲能上。
所以沒有主流，要細(xì)分消費(fèi)市場。
鋰電池目前的問題是有其理論容量上限。目前鋰電池能量密度可以達(dá)到210 Wh/kg, 但是如果想滿足人們對電動汽車的需求，則需要達(dá)到500-700 Wh/kg. 這是非常大的挑戰(zhàn)。調(diào)整電池正負(fù)極材料是改變?nèi)萘康奈ㄒ环椒?。比如松下采用鎳類正極，硅類負(fù)極組裝的電池能量密度可以提高到251.9 Wh/kg. 比目前商用的LiCoO2/graphite體系提高了40 Wh/kg. 以此類比，我們可以組合出能量密度更高的電池組成。這里面以鋰硫電池，鋰空氣電池目前最引人注目。兩者理論能量密度可以達(dá)到1541 Wh/kg, 3264 Wh/kg （假設(shè)在電池中同等重量組分）。 當(dāng)然這是在研究階段，兩種電池都有實(shí)際的操作問題，舉例來說，Li-S有多硫溶解的問題，而Li-O2有嚴(yán)重的電解液分解問題。其實(shí)還有很多其他問題，所以這些技術(shù)只在實(shí)驗(yàn)室階段。不要相信新聞上那些嘩眾取寵的報(bào)道，什么容量提高多少倍，一分鐘充電之類的報(bào)道，電池行業(yè)是傳統(tǒng)的化工行業(yè)，不是IT行業(yè)，沒有什么摩爾定律。目前的電池水平和九零年索尼推出第一款二次鋰電池的時(shí)候沒有質(zhì)的飛躍。 說到比較火的磷酸鐵鋰，其容量和傳統(tǒng)的LiCoO2相差無幾，只是他的安全性要好很多，所以人們看到了電動汽車的希望。
最后多說一句，每種電池都有自己的特點(diǎn)，有的安全性好，可以用在電動汽車，電動工具上，有的容量高，可以用在電子設(shè)備上，有的循環(huán)性好，可以用在儲能上。
所以沒有主流，要細(xì)分消費(fèi)市場。
拿磷酸鐵鋰電池為例，在磷酸鐵鋰合成時(shí)，有水熱合成和高溫?zé)Y(jié)等方法
水熱合成涉及到氧的存在，比如在三口燒瓶上部存在氧或是溶液中存在氧，實(shí)驗(yàn)室中曾有人實(shí)驗(yàn)方案提出，水熱合成過程中除氧，當(dāng)時(shí)我提出幾個(gè)質(zhì)疑：1.你是除掉三口瓶上方的氧還是溶劑中氧；2.你怎么確定你除掉后氧的濃度，比如你通過煮沸方法除去水中的氧，那么，能完全除盡么，剩余濃度問題怎么辦；3.如果你把高純氮通入溶劑時(shí)，你用什么方法保證你通入氣體對于整個(gè)反應(yīng)體系是均勻的；4.你怎么證明，你這種方法要比不除去氧的方法更好，你不可能用完全相同的條件去做對比，一個(gè)除氧一個(gè)不除氧，你怎么測試證明？
高溫?zé)Y(jié)，比如說摻雜碳的時(shí)候，怎樣均勻，用哪種碳源比較好，高溫多少度，保溫多長時(shí)間，程序升溫的設(shè)置上，比如我曾經(jīng)腦子發(fā)熱，用600°C高純氮保護(hù)下去燒葡萄糖，全燒成了紙灰一樣的東西?；蚴歉邷胤纸獾臇|西會堵住高溫?zé)Y(jié)爐等。高溫?zé)Y(jié)爐要求耐高溫，一定壓力，并且水氧探測器能直接分析爐膛內(nèi)水氧含量，設(shè)備投入相對較高
摻雜其他金屬是磷酸鐵鋰一直在研究的方向，比如通過摻雜鎳，來提高電池容量等，2010年上海世博園內(nèi)的接駁班車，據(jù)說都是鋰電動力
水熱合成涉及到氧的存在，比如在三口燒瓶上部存在氧或是溶液中存在氧，實(shí)驗(yàn)室中曾有人實(shí)驗(yàn)方案提出，水熱合成過程中除氧，當(dāng)時(shí)我提出幾個(gè)質(zhì)疑：1.你是除掉三口瓶上方的氧還是溶劑中氧；2.你怎么確定你除掉后氧的濃度，比如你通過煮沸方法除去水中的氧，那么，能完全除盡么，剩余濃度問題怎么辦；3.如果你把高純氮通入溶劑時(shí)，你用什么方法保證你通入氣體對于整個(gè)反應(yīng)體系是均勻的；4.你怎么證明，你這種方法要比不除去氧的方法更好，你不可能用完全相同的條件去做對比，一個(gè)除氧一個(gè)不除氧，你怎么測試證明？
高溫?zé)Y(jié)，比如說摻雜碳的時(shí)候，怎樣均勻，用哪種碳源比較好，高溫多少度，保溫多長時(shí)間，程序升溫的設(shè)置上，比如我曾經(jīng)腦子發(fā)熱，用600°C高純氮保護(hù)下去燒葡萄糖，全燒成了紙灰一樣的東西?；蚴歉邷胤纸獾臇|西會堵住高溫?zé)Y(jié)爐等。高溫?zé)Y(jié)爐要求耐高溫，一定壓力，并且水氧探測器能直接分析爐膛內(nèi)水氧含量，設(shè)備投入相對較高
摻雜其他金屬是磷酸鐵鋰一直在研究的方向，比如通過摻雜鎳，來提高電池容量等，2010年上海世博園內(nèi)的接駁班車，據(jù)說都是鋰電動力
