鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家解讀如何提高鋰電池體積能量密度

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-11-26 16:18  瀏覽量：次

　　鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家解讀如何提高鋰電池體積能量密度？能量密度是指在單位一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小，電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能，電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個(gè)維度。下面鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家解讀如何提高鋰電池體積能量密度？

　　鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家解讀如何提高鋰電池體積能量密度？

　　以鋰電池為例，其在體積能量密度方面有優(yōu)勢(shì)，具有成為動(dòng)力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景，但瓶頸是高比能量動(dòng)力電池的安全性相對(duì)較低。有人因?yàn)榘踩詥?wèn)題，對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)提出質(zhì)疑。

　　1.減薄殼體、集流體、隔膜、增加電極壓實(shí)密度、減少粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑使用量，提高活性物質(zhì)在電極中的含量；但是相應(yīng)的會(huì)帶來(lái)一些風(fēng)險(xiǎn)：薄的殼體會(huì)使電池安全性降低，集流體使電極容易發(fā)生斷裂，薄的隔膜導(dǎo)致的安全性的降低等，增加電極壓實(shí)密度則可能導(dǎo)致吸液率降低及極片變脆等。

　　2.將高容量低壓實(shí)的材料與高壓實(shí)的材料混合形成復(fù)合材料體系，提高復(fù)合材料體系的壓實(shí)密度。

　　3.選擇具有高比容量的正負(fù)極材料或是高電壓平臺(tái)的正極材料。

　　鋰硫電池被視為下一代高能量密度電池體系的理想選擇之一，受到全世界科研界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注，也是未來(lái)各國(guó)布局的重點(diǎn)研究方向之一，但隨著研究的不斷深入，鋰硫電池也面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前商用的鋰電池能量密度為260Wh/kg和700Wh/L左右。

　　目前存在的主要問(wèn)題是體積能量密度低，導(dǎo)致其在很多重要的市場(chǎng)應(yīng)用中失去競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)高電解液用量也成為了其重量能量密度提高的瓶頸。此外，金屬鋰負(fù)極的安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命還未很好解決。鋰電池能量密度高.其體積能量密度和質(zhì)量能最密度分別可達(dá)450Wh/dm3和150Wh/kg.而且還在不斷提高。

　　鋰硫電池體積能量密度低的原因主要有以下兩點(diǎn)：從本征上來(lái)說(shuō)，活性物質(zhì)鋰和硫的理論密度比較低，鋰0.534g/cm3、硫2.07g/cm3，而鋰離子電池中的鈷酸鋰和三元等材料的理論密度要高很多；

　　從電極構(gòu)造來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)最重要的原因是硫是電子和離子絕緣體，所以需要將硫分散到大量的高比表面積的導(dǎo)電碳中才能發(fā)揮其容量，而使用大量導(dǎo)電碳帶來(lái)的問(wèn)題是整個(gè)正極的比表面積很高，氣孔率很高，通常來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)碳硫正極的氣孔率是鋰離子電池正極的兩倍。

　　鋰電池被很多人認(rèn)為已經(jīng)基本達(dá)到能量密度理論值的天花板。近幾年曾表示鋰單體能量密度165wh/kg，包體140wh/kg。未來(lái)兩年規(guī)劃單體能量密度提升至180wh/kg以上，體積比能量密度將提升50%，包體提升至160wh/kg，壽命長(zhǎng)達(dá)8年120萬(wàn)公里，成本還可以節(jié)約30%。

　　原來(lái)有很多車(chē)型放鋰電池放不下去，主要是過(guò)去鋰電池太大了，但體積能量密度確實(shí)是很多業(yè)內(nèi)人士更認(rèn)可的概念。從車(chē)用角度看，鋰電池的體積能量密度更為重要，而不是重量能量密度。