鋰離子電池可以說(shuō)是目前世界上應(yīng)用最成熟最廣泛的新能源，如手機(jī)電腦等便攜式電子產(chǎn)品，電動(dòng)汽車，電動(dòng)工具，儲(chǔ)能項(xiàng)目。特別是當(dāng)前中國(guó)政府和資本瘋狂投資支持新能源汽車和動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。放眼未來(lái)，鋰電產(chǎn)業(yè)還有很長(zhǎng)的一段路要走，比如高能量密度體系的開(kāi)發(fā)，成本的進(jìn)一步降低，資源的回收和利用等問(wèn)題擺在我們面前。

今天給大家介紹下關(guān)于鋰離子電池材料的現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

我們知道鋰電里所有的材料無(wú)非來(lái)自于自然界，那首先看一下元素周期表哪些元素能為我們所用呢？

圖1a為相關(guān)各種元素的價(jià)格和在地球上的儲(chǔ)量

圖1b為相關(guān)元素的質(zhì)量比容量和體積比容量

上面只是讓大家對(duì)正負(fù)極材料相關(guān)的元素有一個(gè)印象，并不能代表化合物本身的性質(zhì)和可用性，下面大家再看一個(gè)更直觀和經(jīng)典的圖表。

a.常見(jiàn)的正極材料電位和克容量值(LFSF-氟化鐵酸鋰鐵，LTS-硫化鋰鈦)

b.轉(zhuǎn)化型正極材料的電位和克容量值

c.常見(jiàn)的負(fù)極材料電位和克容量值

d.所有的正負(fù)極材料電位和容量的均值

一般情況下增強(qiáng)電池材料性能的策略如上圖3所示：

a.減小活性材料的粒徑尺寸：帶來(lái)更快的離子電子傳導(dǎo)率/更高的表面活性/改善機(jī)械穩(wěn)定性

b.形成復(fù)合材料：引入導(dǎo)電介質(zhì)/機(jī)械支撐機(jī)構(gòu)

c.摻雜和接枝官能團(tuán)

d.微調(diào)粒子的形態(tài)

e.表面包覆

f.對(duì)電解質(zhì)的改性

正極材料

這里主要包括LCO，尖晶石LMO，橄欖石LFP等晶體結(jié)構(gòu)。大多數(shù)正極材料研究集中在過(guò)渡金屬氧化物和聚陰離子化合物上，因?yàn)樗鼈兙哂休^高的電壓和較高的容量(100-200mAh/g和3-5V平均電壓)。圖4中(e)給出了這些典型的正極材料充放電曲線。

我覺(jué)得鋰電池只有在解決有機(jī)溶劑電解液的問(wèn)題之后，才能談大發(fā)展。因?yàn)檫@是安全相關(guān)的問(wèn)題，以目前的技術(shù)手段，成本太高！能與之競(jìng)爭(zhēng)的電池技術(shù)比較多！
當(dāng)然，前提是我們?cè)谟懻搫?dòng)力電池和儲(chǔ)能電池。消費(fèi)類電池由于能量小，還可以忍受。這其實(shí)也是我們有好幾千家電池廠，總量還干不過(guò)日韓兩三家電池廠的原因。