未來鋰電發(fā)展路線是什么?電池的主要指標(biāo)有哪些?
公認(rèn)的鋰電發(fā)展路線是什么?
經(jīng)過研發(fā)人員和工程師的不懈努力,從鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池,走到磷酸鐵鋰電池,再到現(xiàn)在主流的三元電池,每一次的提升,都是一代人的努力,基于提升鋰電池的安全性、能量密度、倍率性能,再結(jié)合目前電池研發(fā)現(xiàn)狀,總結(jié)出了未來鋰電池的一個發(fā)展路線。
2020年是多陽離子電極,主要以NCM、NCA復(fù)合正極材料,負(fù)極以C以及部分硅碳復(fù)合為主,能量密度大概300-350wh/kg。
2020-2025年,以全固態(tài)鋰離子電池為主,金屬鋰負(fù)極或硅碳負(fù)極。能量密度400wh/kg,同時開發(fā)鈉離子電池,鈉比鋰更加廉價,但比鋰離子大,且存在液態(tài)記憶。
2025年后,主要以鋰硫電池-->鋰金屬電池-->>鋰空氣電池發(fā)展為主,這類電池,能量密度更高,材料的可取性也越來越方便,但目前存在較多難題,還需要繼續(xù)去攻克,鋰硫電池是以硫元素作為電池正極,金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。單質(zhì)硫在地球中儲量豐富,具有價格低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)。利用硫作為正極材料的鋰硫電池,其材料理論比容量和電池理論比能量較高,分別達(dá)到 1675m Ah/g 和2600Wh/kg ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商業(yè)上廣泛應(yīng)用的三元電池。并且硫是一種對環(huán)境友好的元素,對環(huán)境基本沒有污染,是一種非常有前景的鋰電池;鋰金屬電池,用鋰金屬箔來取代石墨,它可以容納更多的離子,但通常鋰金屬箔與電解質(zhì)會產(chǎn)生不良反應(yīng),從而導(dǎo)致電解質(zhì)過熱,甚至導(dǎo)致燃燒,這一技術(shù)能將當(dāng)前鋰電池的體積縮小一半,從理論上來說,如果電池體積不變,在搭載鋰金屬電池的情況下,電動汽車的續(xù)航里程將提升一倍;鋰空氣電池,是一種用鋰作陽極,以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,因?yàn)槠潢帢O(以多孔碳為主)很輕,且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里,理論上,由于氧氣作為陰極反應(yīng)物不受限,該電池的容量僅取決于鋰電極,其比能為5.21kWh/kg(包括氧氣質(zhì)量),或11.4kWh/kg(不包括氧氣)。
2,能量載體基本要求有哪些?
(1)原子相對質(zhì)量要小;
(2)得失電子能力要強(qiáng);
(3)電子轉(zhuǎn)移比例要高。
3,電池的主要指標(biāo)有哪些?
(1)容量;(2)能量密度;(3)充放電倍率;(4)電壓;(5)壽命;(6)內(nèi)阻;(7)自放電;(8)工作溫度范圍。
4,正極材料(LFP、NCM、LiCo等)特性有哪些?
(1)較高的氧化還原反應(yīng)電位,高輸出電壓;
(2)鋰元素含量高,能量密度高;
(3)化學(xué)反應(yīng)中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;
(4)電導(dǎo)率高;
(5)化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好,不易分解和反應(yīng);
(6)價格便宜;
(7)制作工藝相對簡單,適合大規(guī)模生產(chǎn);
(8)對環(huán)境友好,污染低。
















