钜大LARGE | 点击量：1050次 | 2019年06月27日
汇总了未来几年里值得期待的八大锂电池材料
汇总：未来几年最具潜力，值得期待的八大锂电池材料。三元材料、富锂锰基材料、高电压电解液材料、硅碳负极材料、石墨烯、CNTs以及一些安全辅料的应用将是最近几年的的一个热点。材料没有绝对的好与坏之分，主要看不同材料体系之间是不是匹配，是否有相关配套的工艺来支撑。在本文中，存能电气小编汇总了未来几年里值得期待的十大锂电池材料。
1、高镍三元材料
三元正极材料的高镍低钴化在提升电池能量密度、降低材料成本等方面具有明显优势，但安全性和稳定性问题却较为突出。三元材料中的镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性越差。而为了在保持其高比能量的同时，兼顾循环寿命和安全性，国内材料和电池企业可谓是苦心孤诣，其安全问题仍在持续解决中。
目前，高镍三元材料的安全性主要通过材料改性优化、表面包覆、调整电解液和负极材料等方式来逐步解决。相信，这问题随着时间推移，研究深入，终将解决，因此，小编看好高镍三元材料的未来前景。
2、镍钴锰三元材料
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%
从市场角度看，国内动力电池路线曾以磷酸铁锂电池包为主，磷酸铁锂虽然安全性高，但其能量密度偏低软肋无法克服，而新能源汽车要求更长的续航里程。因此长期来看，容量更高的镍钴锰三元材料材料将取代磷酸铁锂成为下一代主流技术路线。
目前来看，三元材料作为性价比高、最有潜力达到市场需求与政策要求的技术路线拥有很大的发展前景。
3、硅碳复合负极材料
硅在常温下可与锂合金化，生成Li15Si4相，理论比容量高达3572mAh/g，远高于商业化石墨理论比容量(372mAh/g)，在地壳元素中储量丰富高达26.4%，因而硅负极材料一直备受关注，是非常值得期待的下一代锂离子电池负极材料之一。
近年来，硅碳负极材料相关技术发展迅速，迄今已有少量产品实现实用化，日本日立集团Maxell公司已开发出一种以“SiO-C”材料为负极的新式锂电池，并成功地应用到诸如智能手机等商业化产品中。
4、富锂锰基材料
高容量是锂电池包的发展方向之一，但当前的正极材料中磷酸铁锂的能量密度为580Wh/kg，镍钴锰酸锂的能量密度为750Wh/kg，富锂锰基的理论能量密度可达到900Wh/kg，未来潜力很大。
富锂锰基作为正极材料的优势有：能量密度高、主要原材料丰富。虽然富锂锰基正极材料具有放电比容量的绝对优势，但要将其实际应用于动力锂电池，必须解决以下几个关键科学和技术问题：一是降低首次不可逆容量损失;二是提高倍率性能和循环寿命;三是抑制循环过程的电压衰减。
5、石墨烯
石墨烯具有单层原子厚度的二维结构，结构稳定，电导率可达1×106S/m。石墨烯用于锂离子电池中具有以下优点：
▲导电和导热性好，有助于提高电池的倍率性能和安全性;
▲相对于石墨，石墨烯储锂空间多，可以提高电池的能量密度;
▲颗粒尺度为微纳米量级，锂离子的扩散路径短，有利于提高电池的功率性能。作为正负极添加剂，可提高锂电池包的稳定性、延长循环寿命、增加内部导电性能。
6、涂覆隔膜
涂覆隔膜可提高隔膜耐热收缩性，防止隔膜收缩造成大面积短路;此外，涂覆材料热传导率低，可防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控。
隔膜对锂电池包的安全性至关重要，这要求隔膜具有良好的电化学和热稳定性，以及反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性。从锂电未来发展的趋势看，涂覆隔膜和目前的锂电池技术发展是匹配的，高安全性、高稳定性的隔膜将是未来七八年的研究热点。
7、碳纳米管
碳纳米管是一种石墨化结构的碳材料，自身具有优良的导电性能，同时由于其脱嵌锂时深度小、行程短，作为负极材料在大倍率充放电时极化作用较小，可提高电池的大倍率充放电性能。
碳纳米管在实际应用中仍然存在不可逆容量大，电压范围宽以及电压滞后明显的问题。同时由于成本方面的问题，碳纳米管离实际应用仍然会有很长的路要走，但是作为一种导电剂添加，提高电极的导电性，降低电池极化，已经在实际生产中获得应用。
8、陶瓷氧化铝
在涂覆隔膜中，陶瓷涂覆隔膜主要针对动力电池体系，因此其市场成长空间较涂胶隔膜更大。
随着三元动力电池逐渐成为主流的动力电池，陶瓷涂覆隔膜将成为锂电池包隔膜市场的新增长点。但仍需提高隔膜孔径、孔隙率、透气度等关键参数的均一性和稳定性。未来掌握陶瓷涂覆隔膜前沿技术将助力企业在之后的竞争中掌握主动权。
以上就是未来最具潜力，最值得期待的八大锂电池包材料。高新技术是推动现代经济和社会发展的强大动力，而新材料是高新技术的基石，新材料的发现推动了高新技术的发展。在新能源行业发展的过程中更需要新材料作为支撑。
