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瞩目未来锂电池哪些用武之地?决定锂电池未来关键是什么

发布时间:2020-03-19 09:29:00  来源:锂电池厂家




很多朋友都比较关心目前国内外锂电池的发展处于一个什么状态?锂电池将有哪些用武之地?决定锂电池未来应用之路的关键是什么?今天我们带着这些疑问对话刘彦龙。

锂电池与传统电池相比能耐越来越大用武之地也越来越多

首先是锂离子电池已经成为手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品电源的唯一选择。从电池本身来说,传统的铅酸电池和镍镉电池对环境有着不利的影响,如铅酸电池行业产生铅、酸雾及废酸等污染物。世界各国都开始对铅酸电池生产加以限制或治理,我国在去年公布了《铅蓄电池行业准入条件》,就是要防止铅蓄电池低水平重复建设,保护生态环境,为电池行业结构调整和产业升级奠定了基础。

锂离子电池诞生和商品化于上世纪90年代初。从电池性能而言,锂电池较镍镉或镍氢电池具有高电压、循环寿命长、结构稳定、无记忆效应、成本低廉等优势,比如,一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值),相当于3个串联的镍镉或镍氢电池;比能量(能量密度,指单位质量储能多少)也大,按目前普遍的150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍、铅酸电池的4倍,更重要的是从环保角度来说,锂电池几乎不产生有毒有害物质,环境友好,总的来看,锂电池已成为便携式电子产品电源的最佳选择,也是电动汽车和储能市场的重要选择,是最有前景的储能和移动电源。当然,铅酸蓄电池也有自身的优势,短时间内在汽车、电动自行车、通信等领域仍占有统治地位,未来要高度重视环境保护和新技术的开发。

在电动工具、电动汽车、小型医疗仪器等领域锂电池已成为最有竞争力的电池候选产品,比如电动自行车以前完全用铅酸电池,而去年锂电电动车占到电动车年销量的4%至5%,替代铅酸电池的步伐在加快,大容量锂离子电池已在电动汽车上开始试用;近年来,在军用通信、鱼雷、潜艇、导弹、飞天、探月等军事和航空航天领域锂离子电池的身影也时常见到;随着锂电池性价比的进一步提高,未来将向大规模太阳能系统、电网调峰、住家电力储存设施方面延伸。锂离子电池是未来最重要的电源产品,将给电子产品的应用带来更大的便利。

目前什么制约着锂电池的发展?锂电池还需要哪些技术突破?

研制更高性能的锂电池正负电极材料是关键

电子产品特别是手机、电脑的便携化和平板化潮流使我们对电池有了更高的期望,我们总是期望充电更快、容量更足、使用时间更长,而技术的进步总是赶不上用户的要求。另一方面,锂电池的技术进步一直没有停止过,以应用的20年来计,性能已经有了极大的提高。当然,锂电池要想有更大的应用空间,性能必须有更大的提高。以应用在电动汽车上为例,在能量密度上,每公斤汽油可提供约10000瓦时的动力,而目前的每公斤锂电池仅能提供约100多瓦时能量,在续航能力上,汽油轿车加满一箱油约可跑500公里,而目前锂电池车充满电续航能力一般约一二百公里。所以,未来在可接受的成本和安全条件下,开发更高比能量的电池材料。

锂电池充电时,锂离子从正极材料中脱嵌,经过隔膜和电解液,嵌入到负极材料中,放电以相反过程进行。正极、负极、电解液及隔膜等所用的材料决定了充放电等大部分性能,所以说,材料是锂电池之基石,材料体系不同,致使其性能千差万别,探索各组成部分使用新材料来提升锂电的能量转化效率和能量密度是锂电技术突破的重点和方向。

石墨烯是最新的纳米材料,具有高导电性和良好的柔韧性,美国研究人员通过对石墨烯的独特处理,把它用到锂电池负极中,使锂离子电池中的锂离子获得高速率通道的性能,充放电速度比普通的石墨做负极材料的锂电快数倍。但石墨烯的大规模制备和应用仍是难题,成本很高,限制了它在锂电池中的作用。

我们期待着锂电池在技术上有所突破。让锂电池在更多的领域发挥其优势!


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文章标签:锂电池锂电池未来
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