钜大LARGE | 点击量:776次 | 2019年05月08日
锂电池未来走向何方?
目前市场上的主流电池仍是锂电池,甚至镍氢电池亦未完全退出舞台。铝离子电池的出现,夸张一点讲是颠覆式的,但比被“妖魔化”的石墨烯超级电池多了一层现实的质感。面对如此劲敌,锂电池的未来会走向何方呢?
那些值得期待的锂电池品种
锂电池领域其实不乏“明星级别”的存在,全固态锂电池和锂-空气电池便是其中的佼佼者。
1、全固态锂电池
“下一代锂电池应是全固态锂电池,”贺教授在“OFweek2015中国锂电技术产业研讨会”上引用中国工程院陈立泉院士的话说到,“如果现在还不布局全固态锂电池,将会错失发展时机。锂硫、锂空电池成为研究热点,但其产业化难度较高。其实如果业内将全固态锂电池问题攻克了,再去做锂硫、锂空电池,相关技术难题会迎刃而解。”
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%
全固态锂电池是一种使用固体电极和固体电解液的锂电池。固态电池一般功率密度较低,能量密度较高。由于固态电池的功率重量比较高,所以它是电动汽车很理想的电池。
除安全性较传统锂电池优越外,全固态锂电池还有一个很大的优势,就是充放电循环寿命很长,最长可达45000次,并保存95%的初始容量,这点可让其它种类电池望尘莫及。
2、锂-空气电池
锂-空气电池的优势在于其巨大的理论储能能力,它是迄今为止,能量密度最大的储能器件,和汽油相当。
按重量计算,它是如今广泛使用的传统锂电池的10倍。一块锂空气电池可使汽车轻松行驶350英里以上,不需消耗汽油,并且相比于传统电池体积更小也更便宜,不过很难使得电池容量接近理论值。
众所周知锂-空气电池两个最大的问题是效率低以及不能多次充放电。当锂离子和氧气发生反应生成锂氧化物时,锂空气电池产生电流。而锂-空气电池的充电过程则涉及到该反应的逆反应--锂氧原子间的化学键断裂,并且释放氧气。致命问题在于生成的锂氧化物会覆盖在电池电极上,从而隔绝了电极与催化剂的接触,进而减缓反应进程。
如此说来,全固态锂电池比锂-空气电池商用的时间可能要早得多。
贺教授认为针对存在的问题,锂空电池未来的研究方向如下:
1)继续研发更加稳定的电解液体系,减少因电解液分解导致的副产物积累;同时,电解液添加剂将成为稳定体系、提高性能的有效方法。
2)继续深入理解锂空气电池的反应机理,这对于如何选择电解液体系,正/负极材料都有很好的指导作用。
3)研究、改善锂空气电池正极材料,进一步降低过电压平台,提高充放电效率,这是锂空气电池推向市场化应用的一个重要因素。
4)研究新的锂空气电池的负极材料,提高电池的安全稳定性。
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