業(yè)內(nèi)看好鋰電池包6大新材料,未來潛力巨大
來源:未知 日期:2018-06-21 09:00 瀏覽量:次
業(yè)內(nèi)看好鋰電池包6大新材料,未來潛力巨大。當(dāng)前鋰電池包材料容量較低,不能滿足終端對鋰電池日益增長的需求。我們需要新的材料或者技術(shù)去實現(xiàn)鋰電池包的突破,鋰電池包一切活動皆基于材料,未來更需要功能多樣化的材料。我們來看看有哪些新材料的突破在未來潛力不可限量?
以下幾種鋰電池包材料被業(yè)內(nèi)人士一直看好,或?qū)⒊蔀榇蚱其囯姵匕系K的突破口。下面小編就來一一為大家介紹。
1、鈦酸鋰
近年來,國內(nèi)對鈦酸鋰的研發(fā)熱情較高。
鈦酸鋰的優(yōu)勢主要有:
循環(huán)壽命長,屬于零應(yīng)變材料,不生成傳統(tǒng)意義的SEI膜;
安全性高,其插鋰電位高,不生成枝晶,且在充放電時,熱穩(wěn)定性極高;
可快速充電。
劣勢:目前限制鈦酸鋰使用的主要因素是價格太高,高于傳統(tǒng)石墨,另外鈦酸鋰的克容量很低,為170mAh/g左右。只有通過改善生產(chǎn)工藝,降低制作成本后,鈦酸鋰的長循環(huán)壽命、快充等優(yōu)勢才能發(fā)揮作用。結(jié)合市場及技術(shù),鈦酸鋰比較適合用于對空間沒有要求的大巴和儲能領(lǐng)域。
2、石墨烯
優(yōu)勢:石墨烯自2010年獲得諾獎以來,廣受全球關(guān)注,特別在中國。國內(nèi)掀起了一股石墨烯研發(fā)熱潮,其具諸多優(yōu)良性能,如透光性好,導(dǎo)電性能優(yōu)異、導(dǎo)熱性較高,機(jī)械強(qiáng)度高。
作為正負(fù)極添加劑,可提高鋰電池包的穩(wěn)定性、延長循環(huán)壽命、增加內(nèi)部導(dǎo)電性能。
劣勢:鑒于石墨烯當(dāng)前的批量生產(chǎn)工藝不成熟、價格高昂、性能不穩(wěn)定,石墨烯將率先作為正負(fù)極添加劑在鋰電池包中使用。
3、硅碳復(fù)合負(fù)極材料
優(yōu)勢:硅碳復(fù)合材料作為未來負(fù)極材料的一種,其理論克容量約為4200mAh/g以上,比石墨類負(fù)極的372mAh/g高出了10倍有余,其產(chǎn)業(yè)化后,將大大提升電池的容量。
劣勢:充放電過程中,體積膨脹可達(dá)300%,這會導(dǎo)致硅材料顆粒粉化,造成材料容量損失。同時吸液能力差。循環(huán)壽命差。目前正在通過硅粉納米化,硅碳包覆、摻雜等手段解決以上問題,且部分企業(yè)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。
4、富鋰錳基正極材料
高容量是鋰電池包的發(fā)展方向之一,但當(dāng)前的正極材料中磷酸鐵鋰的能量密度為580Wh/kg,鎳鈷錳酸鋰的能量密度為750Wh/kg,都偏低。富鋰錳基的理論能量密度可達(dá)到900Wh/kg,成為研發(fā)熱點。
富鋰錳基作為正極材料的優(yōu)勢有:能量密度高、主要原材料豐富。
劣勢:首次放電效率很低、材料在循環(huán)過程析氧,帶來安全隱患、循環(huán)壽命很差、倍率性能偏低。但潛力巨大。
5、涂覆隔膜
隔膜對鋰電池包的安全性至關(guān)重要,這要求隔膜具有良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性,以及反復(fù)充放電過程中對電解液保持高度浸潤性。
涂覆隔膜的作用是:
提高隔膜耐熱收縮性,防止隔膜收縮造成大面積短路;
涂覆材料熱傳導(dǎo)率低,防止電池中的某些熱失控點擴(kuò)大形成整體熱失控。
6、碳納米管
碳納米管自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能,同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短,作為負(fù)極材料在大倍率充放電時極化作用較小,可提高鋰電池的大倍率充放電性能。利用其獨特的中空結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性及大比表面積等優(yōu)點作為載體改善其他負(fù)極材料的電性能。
缺點:碳納米管直接作為鋰電池包負(fù)極材料時,會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題。
總之,以上這些鋰電池包新材料在未來的市場前景不可小覷,業(yè)內(nèi)專家一直看好,是最具潛力的鋰電池包新材料。雖然目前它們還有一些劣勢和不足,但是在未來它們都將不斷完善,突破自身,成為最具潛力的鋰電池包新材料。
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