钜大LARGE | 点击量：1125次 | 2018年11月25日
锂电池就是锂电池自身的绊脚石，为什么
锂电池已经严重渗透进我们生活的每个方面，甚至影响着人类的未来。从手机到新能源汽车，我们几乎无时无刻都在享受它其带来的便利。锂电池的发展和应用是人类进入清洁能源社会的关键一步，然而，它却又是那个最大的绊脚石。
这一切都要从锂电池的本质说起。
我们现在所说的锂电池，其实应该叫锂离子电池。锂电池由四个部分组成，正极、负极、电解液、隔膜。电池的充电放电，就是一个锂离子（Li+）在正负极来回运动的过程。
为什么是锂离子？它太合适了。看元素周期表就知道，锂元素排在第三，最轻的金属元素，极度活跃。活跃到什么程度呢，它遇到氮气都能炸。不但如此，锂还长得特别小，容易穿过电解液通过隔膜到达正负极，单位体积内容纳的数量（电量）高。而且锂元素在地球上不难找，不用担心产量，也就不用担心成本了。
但这也导致了，自sony在1992年开发出锂离子电池技术之后，人类只能围绕着金属锂来发展充电电池技术。这里我们不用关心那些网络上的各类科幻电池，它们离我们的生活依然很遥远。当然如果只从新能源汽车方面看，燃料电池也是一个十分可行的方向。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
目前主流的锂电池技术，主要是两派--三元锂电池（松下18650）和磷酸铁锂电池（比亚迪），他们的本质区别就是正负极材料不同。
三元锂电池，以镍、钴、锰（或铝）为正极，石墨为负极，磷酸铁锂电池顾名思义就是磷酸铁锂为正极。他们的优缺点都很明显，三元锂电能量密度大，电压高，低温性能好，充电效率高；磷酸铁锂电充电循环次数高，高温性能好，安全性高。这几点特性就直接决定了，三元锂电跟适合于民用，当然也因为其安全性的隐患，国家现在已经禁止它上大客车了。
这两种技术看起来还都有发展空间，孰优孰劣未来仍不好说，但为什么国内还是更多厂商选择了生产三元锂电呢？答案很尴尬，因为补贴政策，我国的补贴政策是和电池能量密度、续航里程息息相关的，这两点三元锂电很轻松就能达标。所以说对企业而言，除了挣钱其他都是扯淡，所有技术的发展都是要依托其商业价值的，光有理想是走不出实验室的。
那么未来锂电池还有哪些可行的发展方向呢？只能从正极负极电解液下手。因为锂离子已经无法替换，这也是阻碍锂电池进步的两大要命点：能量密度、循环次数，所以说未来锂电池的发展趋势就是寻找替代材料的过程。
先说容量。容量的问题最好解决，至少看起来是，因为目前的锂电池里面，正负极和电解液占比很大，如果把他们的体积减少了，电量自然提高。
1、目前来看正极材料可能的方向是使用富锂锰基材料，这种材料可以一个分子携带多个锂离子（目前一对一），从而增加能量密度。
2、负极材料要复杂一些，因为石墨实在是太好用，虽然容量已经接近极限，但无论是性能、造价都很完美，可替代材料虽然已经有理论依据，但想造出来很难。比如石墨烯，分子结构完美，但贵的要死。硅碳符合材料，比例又是个问题，各自添加多少，是否需要添加别的材料，都还没谱呢。
3、电解液，目前最火最有可能方向--固态电池。电解液顾名思义是液体，固态当然就是固体（陶瓷等锂钠化合物）了，相对于液体，电子在固体中穿行的速度更快，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，很轻松的提高能量密度。而且已经制造出来了，只不过造价太高，一块手机电池1.5w美元，不过相信随着规模的上升，成本会下来的，也许未来10年就能成为主流，让我们拭目以待吧。
再说循环次数。目前的正负极材料，时间长了就会产生惰性稳定性减弱，进而导致携带的离子减少，比如石墨时间长了里面的小孔会塌陷，陷一个就少储存一个离子，导致电量减少。其实这个问题的解决方案和容量是一样的，就是找替换材料，复合材料学的深渊呵呵。主要想再说一下循环次数这个概念，比如我们的手机电池，完整充放电一次叫一个循环，而每个电池的循环次数是有限的，充一次少一次。但如果每次充电不是完全充放电，那就不算一次。聪明的同学一定会想到，保护电池的一个科学方法，就是随用随充，不要每次都等到电量完全用完再充满（建议15%-95%之间）。
所以说，为什么是锂电池，因为它是人类目前能找到的最佳方案。
前一篇文章也提到过，虽然笔者认为燃料电池才是人类最应该点的那段科技树，但如果空有技术，无法实现应用，也是白扯的，至少目前商用还很难，而各国政府也不愿意推行（技术壁垒），所以阻止人类发展的只有人类自己，但相信未来一定是可以实现的：）
最后，简单说一下我国的锂电池发展，我们最要命的问题的，技术积累还太少，如目前特斯拉已经应用的2170号电池，国内少有生产，有的企业甚至是量身为18650打造的。但市场占有率和上升的势头喜人，国家也及时纠正了部分无良企业骗补贴的行为。
企业以赚钱为目的是没错的，但是钱能赚到什么时候，是需要不断的投入研发来支撑的，我国锂电企业借助此次大风，实现了产量和市场的超越，可谓非常不容易，但只看眼前利益不思进取，未来一定会遇到危机，这点我们已经落后了。好在目前市场足够大，按照国家2020年实现年销200万辆的目标，各家好好活着都还没问题，但未来市场兼并洗牌是不可避免的。
目前来看比亚迪和宁德时代是最后可能成为胜利者的两大巨头。技术，背后的资本，扩张速度，都是决定企业生死的关键。比亚迪作为传统老大，自给自足就已没有问题，而且比亚迪整个生产链都是闭环的，跟有利于控制成本。宁德时代在消费类市场的规模足够，关键技术强，出口量足够，只要生产规模上去基本没有问题。以国轩高科为代表的第二梯队锂电企业会逐渐掉队，这是一个恶性循环，规模产量发展的缓慢会导致研发投入跟不上又不利于降低成本，未来比较危险，也更有可能被新兴企业超越。这些也是企业一般规律，市场上最畅销的产品一般都不是最新的产品，拼的反而是管理能力和大规模制造能力。盲目扩张当然也有代价，技术的替换可能瞬间完成，企业的沦陷也可能一夜之间，只有时刻保持足够的警惕，才能立于市场的不败之地。
最后的最后，电池回收，电池回收，电池回收！
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