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業內看好鋰電池包6大新材料潛力巨大

鉅大LARGE  |  點擊量:1010次  |  2018年10月20日  

當前鋰電池包材料容量較低,不能滿足終端對鋰電池日益增長的需求。我們需要新的材料或者技術去實現鋰電池包的突破,鋰電池包一切活動皆基于材料,未來更需要功能多樣化的材料。我們來看看有哪些新材料的突破在未來潛力不可限量?

以下幾種鋰電池包材料被業內人士一直看好,或將成為打破鋰電池包障礙的突破口。下面小編就來一一為大家介紹。

1、鈦酸鋰

近年來,國內對鈦酸鋰的研發熱情較高。

鈦酸鋰的優勢主要有:

循環壽命長,屬于零應變材料,不生成傳統意義的SEI膜;

安全性高,其插鋰電位高,不生成枝晶,且在充放電時,熱穩定性極高;

可快速充電。

劣勢:目前限制鈦酸鋰使用的主要因素是價格太高,高于傳統石墨,另外鈦酸鋰的克容量很低,為170mAh/g左右。只有通過改善生產工藝,降低制作成本后,鈦酸鋰的長循環壽命、快充等優勢才能發揮作用。結合市場及技術,鈦酸鋰比較適合用于對空間沒有要求的大巴和儲能領域。

2、石墨烯

優勢:石墨烯自2010年獲得諾獎以來,廣受全球關注,特別在中國。國內掀起了一股石墨烯研發熱潮,其具諸多優良性能,如透光性好,導電性能優異、導熱性較高,機械強度高。

作為正負極添加劑,可提高鋰電池包的穩定性、延長循環壽命、增加內部導電性能。

劣勢:鑒于石墨烯當前的批量生產工藝不成熟、價格高昂、性能不穩定,石墨烯將率先作為正負極添加劑在鋰電池包中使用。

3、硅碳復合負極材料

優勢:硅碳復合材料作為未來負極材料的一種,其理論克容量約為4200mAh/g以上,比石墨類負極的372mAh/g高出了10倍有余,其產業化后,將大大提升電池的容量。

劣勢:充放電過程中,體積膨脹可達300%,這會導致硅材料顆粒粉化,造成材料容量損失。同時吸液能力差。循環壽命差。目前正在通過硅粉納米化,硅碳包覆、摻雜等手段解決以上問題,且部分企業已經取得了一定進展。

4、富鋰錳基正極材料

高容量是鋰電池包的發展方向之一,但當前的正極材料中磷酸鐵鋰的能量密度為580Wh/kg,鎳鈷錳酸鋰的能量密度為750Wh/kg,都偏低。富鋰錳基的理論能量密度可達到900Wh/kg,成為研發熱點。

富鋰錳基作為正極材料的優勢有:能量密度高、主要原材料豐富。

劣勢:首次放電效率很低、材料在循環過程析氧,帶來安全隱患、循環壽命很差、倍率性能偏低。但潛力巨大。

5、涂覆隔膜

隔膜對鋰電池包的安全性至關重要,這要求隔膜具有良好的電化學和熱穩定性,以及反復充放電過程中對電解液保持高度浸潤性。

涂覆隔膜的作用是:

提高隔膜耐熱收縮性,防止隔膜收縮造成大面積短路;

涂覆材料熱傳導率低,防止電池中的某些熱失控點擴大形成整體熱失控。

6、碳納米管

碳納米管自身具有優良的導電性能,同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短,作為負極材料在大倍率充放電時極化作用較小,可提高鋰電池的大倍率充放電性能。利用其獨特的中空結構、高導電性及大比表面積等優點作為載體改善其他負極材料的電性能。

缺點:碳納米管直接作為鋰電池包負極材料時,會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題。

總之,以上這些鋰電池包新材料在未來的市場前景不可小覷,業內專家一直看好,是最具潛力的鋰電池包新材料。雖然目前它們還有一些劣勢和不足,但是在未來它們都將不斷完善,突破自身,成為最具潛力的鋰電池包新材料。

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