影响锂离子电池能量密度的因素

1、锂离子电池能量密度展开现状

美国能源部于2012年提出EVEverywhere项目，计划到2022年电池质量能量密度将抵达250Wh/kg，体积能量密度抵达400Wh/L，电池本钱下降至今朝的1/4。近年来，我国政府也高度重视储能新技能的研讨开发，将开发高能量密度锂离子电池作为将来电池展开方向之一。《我国制造2025》明确了动力锂离子电池的展开规划：2020年，电池能量密度抵达300Wh/kg；2025年，电池能量密度抵达400Wh/kg；2030年，电池能量密度抵达500Wh/kg。图1为1990-2025年锂离子电池能量密度展开路线图。由图可知，跟着新资料的开发和工业制造水平的进步，锂离子电池的能量密度已大幅度地进步，能量密度的进步底子与年份成正比联系。但今朝新资料的开发堕入瓶颈，而工业制造水平的进步空间也比较有限，所以将来电池能量密度的进一步进步存在必定的挑战和不确定性。

影响能量密度的首要因素

电池能量密度进步的关键在于中心资料的技能进步，首要蕴含正极资料、负极资料、电解质和隔阂这4大中心资料。锂离子电池的活性储能资料为正负极资料，进步能量密度的方法有关正极来说是进步放电电位和放电容量，有关负极资料来说是高容量和低的平均脱锂电位。而正负极资料具有高的压密度则有利于高的体积能量密度的完结。电解质资料和隔阂资料作为电池的紧要组成部分，要与正负极资料进行较好地匹配。

今朝锂离子电池首要运用于消费类电子产品、电动轿车、储能三个紧要范畴，跟着运用范畴的扩展对锂电中心资料的要求也越来越高。图4为锂电资料将来的展开趋势。正极资料今朝首要围绕着高电压、高克容量打开，2025年后锂硫电池，锂空气电池有可能渐渐开端进入商业化；负极资料今朝首要研讨方向是硅基资料，2025年后锂金属负极的运用有可能大幅度进步电池的能量密度；电解质资料今朝急需处理与高电压正极匹配的电解液，隔阂资料首要是PET、纤维素隔阂的开发运用，之后电解质和隔阂融合构成全固态锂离子电池，将能量密度可能进步至300-400Wh/kg。

电池能量密度的进步没有止境，电池也是一个混乱系统，要每个资料都充沛匹配才干发挥出各自的优点。跟着其他电池技能的进步，或许会有新的资料，新的电池系统呈现，也有可能推翻今朝以锂离子电池为主的格局。