分析锂离子电池能量密度被限制的原因

为何锂离子电池的能量密度有限

由于电动汽车的续航里程短，价格高，许多潜在客户都对它们敬而远之。

锂离子动力锂电池的能量密度已经成为其产业化的瓶颈，美国、日本、韩国等国家都制定了相关的产业政策，都提出到2020年能量密度达到300Wh/kg。日前，在国家重点专项扶持下，宁德时代新能源科技有限公司成立。研发团队占据高镍三元材料和硅碳阴极材料等关键技术中心，率先公开宣布比能(质能密度)达到304Wh/kg的电池样品，在本次世界大赛中获胜。

为何锂离子电池的能量密度受到限制

通过人都两脉，弥补正极材料的不足

锂离子动力锂电池是应用最广泛的新能源汽车动力锂电池，是新能源汽车的核心。其优点在于能量密度高，循环寿命长，技术难点在于安全性和安全性要求高，制备过程繁琐，生产技术一直掌握在世界上少数几个国家手中。

电池的能量密度是指电池每单位体积或质量所释放的电能。目前，能量密度的新增已经成为锂离子电池发展的最大瓶颈，面对许多专家级难题。据《宁德时报》首席科学家吴凯介绍，电池制造商可以通过新增电池规格来扩大电池容量，但电池的肥胖可能会生长来治疗症状，而不是根本原因。

为何锂离子电池的能量密度受到限制

是什么束缚了锂离子电池的能量密度?

据吴表示，电池背面的化学系统是重要原因。一般来说，锂离子电池的四个部分是非常关键的:正极、负极、电解液、隔膜。在正极和负极之间是发生化学反应的地方，相当于人体的人都两脉。

因为现在阳极材料的能量密度远高于阳极,阳极材料变成了短的桶的下限,锂离子电池的能量密度取决于阳极材料、先进材料的能量密度必须不断提升为阳极材料。但我国高镍材料发展起步较晚，技术相对薄弱，制备工艺和设备条件相对落后。

批量安全供应高功能高镍负极材料，是高比能电池发展的关键技术难点之一。Berenikeullmann说,为此,宁德时间依赖国家工程研究中心和福建省重点实验室严肃的科学研究平台,通过合作协调发展与产业链上游和下游单位,原材料的优化工艺条件,提出安全结构、微观结构的调整,操作材料的画,和规范分布,逐步完成了国内高镍材料的规模化生产和应用。

竞争对手的类似材料,比较我国和韩国,现在国内高密度高镍材料的可逆容量高,压实,表面和身体结构是相对稳定的特点,将打破日本和韩国的技术垄断,提高国内产业链技术水平和国内竞争力电池中心,集唯一的道路上的绊脚石。

为何锂离子电池的能量密度受到限制

颠覆传统，处理阴极材料的硬伤

负极材料也是锂离子电池的核心材料之一。随着对续航里程的需求不断新增，传统的石墨阴极电池的能量密度已经不能满足市场的希望。

据估计，硅基阳极材料的比容量可达石墨阳极的10倍，被认为是后者的替代品。应用传统硅基材料，首选碳涂层技术，即表面硅基碳复合材料层。吴凯介绍，但由于在充放电过程中硅材料的体积变化多达300%，涂在表面的碳材料经过几个循环后就会断裂、坠落，对硅材料的保护用途大大减弱，导致电池的循环功能不足。