電池的表面結(jié)構(gòu)對(duì)鋰電池有哪些局限性？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-19 20:37
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我想這里的人們完全理解可充電電池設(shè)計(jì)的局限性。對(duì)于有序的電子轉(zhuǎn)移和鋰離子和原子的有序分布，電池需要電解質(zhì)和各種輔助材料。它們需要在陰極的陽(yáng)極表面形成規(guī)則的結(jié)構(gòu)，這都是以能量密度為代價(jià)的。
現(xiàn)在回到我最初的論點(diǎn)：
1）電池技術(shù)太弱：這些設(shè)計(jì)多么巧妙，這顯然是人類(lèi)智慧的巨大成就。
2）電池技術(shù)的巨大潛力：我們必須對(duì)未來(lái)的前景有一個(gè)現(xiàn)實(shí)的態(tài)度。電池技術(shù)發(fā)展了100多年，已經(jīng)走過(guò)了爆發(fā)期；支持電池技術(shù)發(fā)展的理論科學(xué)是物理和化學(xué)，它們的重大理論發(fā)展突破都在二戰(zhàn)前結(jié)束。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，電池技術(shù)必須以現(xiàn)有電池的發(fā)展為基礎(chǔ)。
在民用領(lǐng)域，電池的能量密度是最難解決的問(wèn)題之一，也是最難解決的問(wèn)題。過(guò)去，電池的能量密度一直在增加，因?yàn)榭茖W(xué)家們一直在尋找原子量較小的元素來(lái)充當(dāng)氧化劑、還原劑和支撐結(jié)構(gòu)。所以我們見(jiàn)證了充電電池從鉛酸到鎳鎘，從鎳鎘到鎳氫，從鎳氫到鋰離子的發(fā)展，但是未來(lái)呢？
還原劑：我一開(kāi)始就說(shuō)了。只有少數(shù)元素具有高電子轉(zhuǎn)移率：氫、碳、硼、鈹和鋰。其中，鋰是充電電池唯一合適的還原劑。氫和碳只存在于燃料電池中。硼和鈹目前還不是主要的研究方向，我也不知道為什么。
氧化劑：如果不使用過(guò)渡金屬，那么選擇是第二行和第三行中的主要組元。鹵素顯然是不好的，所以氧和硫是剩下的。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鋰空氣電池（lio2）和鋰硫電池的研究較多，但進(jìn)展并不樂(lè)觀(guān)。為什么？
因?yàn)殡姵氐谋砻娼Y(jié)構(gòu)是個(gè)大問(wèn)題。
納米技術(shù)現(xiàn)在不是進(jìn)步很大嗎？未來(lái)，科學(xué)家們一定能夠利用各種納米線(xiàn)、納米管、納米球和納米石墨烯碗來(lái)設(shè)計(jì)出精細(xì)有序的表面結(jié)構(gòu)。這些實(shí)驗(yàn)室每三五天就會(huì)發(fā)布一些重大新聞。
然而，有兩個(gè)問(wèn)題。讓我們想想。
1）石墨一直是鋰電池負(fù)極材料的最佳選擇。事實(shí)上，如果只考慮能量密度，錫金屬更適合作為陽(yáng)極材料。但為什么索尼的電池（索尼Nexelion 14430W1）至今還引入了錫電極？
2）除鈷酸鋰外，目前鋰電池的其他熱陰極材料是三元化合物鋰（nicomn）o2磷酸鐵鋰（lifepo3）。但由于其致密性，電池容量不如鈷酸鋰電池。為什么人們要研究它？
