新型鋰電池開始大規(guī)模生產,鋰電技術發(fā)展路線是什么

來源：存能電氣  日期：2019-10-24 14:35  瀏覽量：次

　　新型鋰電池開始大規(guī)模生產，鋰電技術發(fā)展路線是什么？經過研發(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，再結合目前電池研發(fā)現(xiàn)狀，總結出了未來鋰電池的一個發(fā)展路線。

　　新型鋰電池開始大規(guī)模生產，鋰電技術發(fā)展路線是什么？

　　與現(xiàn)有的鋰電池相比，新型鋰電池可以降低約40%的材料成本，并將制造過程縮短至三分之一。與全固態(tài)電池相比，它的技術問題較少，實現(xiàn)了高安全性和高密度，正受到人們的關注。

　　比固態(tài)電池能量密度更高且更穩(wěn)定的新型鋰電池技術，這或許將改變下一階段動力電池技術的發(fā)展路線。此前，很多電池研究機構都將固態(tài)電池作為了下一階段的首選，能量密度也是目前動力電池最為看重的技術參數(shù)。

　　高性能、低成本的新型鋰離子電池和新體系電池是新能源汽車動力電池發(fā)展的主要方向。

　　新型鋰離子電池采用高電壓/高容量正極材料、高容量負極材料和高壓電解液替代現(xiàn)有鋰離子電池材料，電池成本、比能量和能量密度具有明顯的優(yōu)勢，將能夠大幅度提升新能源汽車經濟性和使用的便利性，需要解決耐久性、環(huán)境適應性和安全性等關鍵問題。

　　新型鋰電池具有更低成本和更高的比能量，尚處于基礎研究的發(fā)展階段預計2020年新型鋰離子電池將實現(xiàn)商業(yè)化，2023年新體系電池實用化。

　　此前很多研究對于下一階段的鋰金屬電池不看好，認為電池中使用的傳統(tǒng)液態(tài)電解質必須由固態(tài)電解質代替，以保持長期穩(wěn)定循環(huán)所需的壽命和高能量密度。但在最新的實驗中發(fā)現(xiàn)，采用液態(tài)電解質的無陽極鋰金屬電池在90次充放電循環(huán)后，仍可以剩余80％的電池容量和較高的穩(wěn)定性，在能量密度上也并不亞于固態(tài)電池。

　　未來最具潛力的幾種鋰電池材料

　　（1）硅碳復合負極材料：能量密度高，產業(yè)化400wh/kg以上，但體積膨脹嚴重，循環(huán)差；

　　（2）鈦酸鋰：循環(huán)10000次以上，體積變化＜1%，不形成枝晶，穩(wěn)定性極好，可快速充電，但價格高，能量密度低，約170wh/kg；

　?。?）石墨烯：可用于負極材料和正極添加劑，導電性極好，離子傳輸快，首效差，約65%，循環(huán)差，價格高；

　　（4）富鋰錳基電池：能量密度約900wh/kg，原材料豐富，但首效低，安全和循環(huán)差，倍率性能偏低；

　　實現(xiàn)新型鋰電池的另一個潛在途徑是使用固態(tài)電解質，這被許多研究認為是未來最可行的技術手段。但目前固態(tài)電解質在多次充放電后無法實現(xiàn)穩(wěn)定無枝晶的狀態(tài)，同時在大規(guī)模量產方面也存在問題，生產線動輒就需要數(shù)十億美元的投入。

　　而如果采用液體電解質的傳統(tǒng)液態(tài)電解質方案，在滿足了安全、密度以及壽命的同時，現(xiàn)有的制造設備就可以快速商業(yè)化量產這種新型鋰電池。