業(yè)界普遍認(rèn)可的鋰離子電池發(fā)展路線是什么?

通過不懈的努力,研究人員和工程師的鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、磷酸鐵鋰離子電池,現(xiàn)在主流的三元電池,每一次提升,都是一代的努力,基于鋰離子電池的安全性新增,能量密度,比性能,加上電池研究和發(fā)展的現(xiàn)狀,總結(jié)了未來鋰離子電池的發(fā)展路線。

到2020年，將會是一個多陽離子電極，重要由NCM和NCA復(fù)合正極材料組成，而負(fù)極重要由C和部分硅碳復(fù)合材料組成，能量密度約為300-350wh/kg。

從2020年到2025年，重要是固體鋰離子電池、鋰金屬負(fù)極或硅碳負(fù)極。400wh/kg的能量密度，以及正在開發(fā)的鈉離子電池，鈉比鋰便宜，但比鋰離子大，并具有液態(tài)記憶。

2025年后,重要在鋰硫電池鋰金屬電池----->>>鋰空氣電池開發(fā)為主,這種電池,更高的能量密度,愿望的材料變得越來越方便,但是有更多的問題,仍然要繼續(xù)攻擊,鋰硫電池硫電池陽極、金屬鋰作為鋰離子電池的負(fù)極。單質(zhì)硫在地球上含量豐富，價(jià)格便宜，對環(huán)境友好。以硫?yàn)檎龢O材料的鋰硫電池具有更高的材料理論比容量和電池理論比能，分別達(dá)到1675mAh/g和2600Wh/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商業(yè)上廣泛使用的普通電池。此外，硫是一種環(huán)境友好的元素，對環(huán)境污染小。這是一種很有前途的鋰離子電池。鋰離子電池,鋰金屬箔是用來取代石墨,它可以容納更多的離子,但通常鋰金屬箔和電解液會出現(xiàn)不良反應(yīng),導(dǎo)致電解液過熱,甚至導(dǎo)致燃燒,這種技術(shù)可以降低鋰離子電池的體積的一半,從理論上講,假如電池是相同的,關(guān)于攜帶鋰離子電池,電動汽車將翻倍;鋰空氣電池是以鋰為正極，空氣中的氧為負(fù)極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池更高的能量密度,由于陰極(重要是多孔碳)很輕,和氧氣從環(huán)境中獲得,而不是存儲在電池中,從理論上講,因?yàn)檠蹶帢O反應(yīng)物不是有限的,電池的容量只取決于鋰電極及其比率5.21千瓦時(shí)/公斤(包括氧氣質(zhì)量),或11.4千瓦時(shí)/公斤(不包括氧氣)。

全固態(tài)鋰二次電池的發(fā)展前景

目前，新能源汽車的發(fā)展已明顯上升到國家戰(zhàn)略層面，其中動力鋰電池是新能源汽車最關(guān)鍵的核心部件，其關(guān)鍵程度可見一斑。根據(jù)我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，2020年純電動汽車動力鋰電池的能量密度目標(biāo)為300Wh/kg,2025年為400Wh/kg,2030年為500Wh/kg。公共信息,當(dāng)前使用三元正極材料和石墨陽極材料的電解液動力鋰離子電池的能量密度限制在250wh/公斤,硅基復(fù)合材料的引入而不是純石墨作為陰極材料,電解液動力鋰離子電池的能量密度電池可以達(dá)到300wh/公斤,上限是350wh/公斤(特斯拉模型3中使用松下電池,21700采用NCA三元正極材料，陰極采用硅基復(fù)合材料，能量密度已超過300WH/kg)，國內(nèi)部分公司已推出300WH/kg樣品電池。

目前，在降低界面電阻、鋰金屬高容量、高配比、低體積變化等方面仍缺乏有效的解決方法，以及具有離子電導(dǎo)率和力學(xué)性能的固體電解質(zhì)膜的制備技術(shù)還不成熟。