电池百科
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锂离子电池,又称为摇椅电池,他的主要组成部分是正极、负极、隔膜及电解液。当前锂离子动力电池正极一般采用尖晶石型 LiMn2O4或镍基层状氧化物, 负极以石墨为主,电解液为含 LiPF6 的碳酸酯(EC,EMC)有机溶液。LiMn2O4是一种被认为最安全的材料,也是最廉价的正极材料,已经被多种型号的动力电池采用。
随着锂离子电池的不断发展,应用领域也在逐渐的扩大,其在正极材料的使用方面已经由单一化向多元化的方向转变,其中包括:橄榄石型磷酸亚铁锂、层状钴酸锂、尖晶石型锰酸锂等等,实现多种材料的并存。
近日,河南工业大学教授曹晓雨团队首次制备出一种新型复合正极材料,能够提高可充锂电池正极材料钒酸锂的电化学性质。相关研究在线发表于美国化学会的《应用材料和界面》杂志。
高能量密度锂离子电池是我国的重点研究和发展方向,也是新能源领域的一次颠覆性变革。我国在“十三五”新能源汽车试点专项的共性关键技术类研究项目“高比能量锂离子电池技术”中提出,到2020年,电池单体能量密度≥300,循环寿命≥1500次,成本≤0.8元/瓦时,安全性能达到国标要求
根据中国有色金属工业协会锂业分会统计,2017年我国锂离子电池正极材料产量32.3万吨,同比增长49.54%,消耗碳酸锂约11万吨,同比增长52.14%,十多家企业正极材料的产量超过1万吨。
当前,工业燃料电池,包括新能源汽车、燃料电池汽车等正面临材料成本昂贵、污染环境、生产成本高、寿命短以及可靠性的问题,且在用电的行业中,因为电源中断所造成的损失非常严重。
碳基负极材料成为制约新能源发展的一个问题,大量研究者开始关注具有高理论比容量、高安全性能的替代性负极材料。就目前而言,新型负极材料主要有锡基材料、硅基材料和钛酸锂材料等几类,本文从改性方法方面介绍了这些材料的研究现状和存在 的问题,展望了发展趋势。
与其他种类的二次电池相比,锂离子电池具有 高能量密度、高电压、无记忆效应、低自放电率等优点,在日用电子产品(如手机、手提电脑、摄像机、电玩)、电动汽车(EV/PHEV/HEV)以及储能电站等领域得到普遍应用。随着锂离子电池在军事及航空航天领域应用的逐步增加,其对锂离子电池的 环境适应性以及安全性也提出了更高的要求。
随着世界对于可再生能源开发需求的增长,电网电能存储系统的短板日益凸显。在铅酸、镍氢、锂离子等主流电池体系当中,锂离子电池综合性能最好,但是锂的储量有限,而且存在安全性隐患问题;铅酸电池虽然成本低廉,但铅有环境污染问题。因此,开发具备廉价、安全、长寿命、可快速充电的电池系统成为目前世界研究热点。
众所周知,钠离子电池和锂离子电池觉有十分相似的结构特点,但是由于钠离子电池采用的为钠材料,因此其材料成本就要远低于锂离子电池,并且由于钠元素在地壳中的储量十分丰富(在全部元素的储量中为第6),也容易分离,因此相比于资源相对稀缺的锂元素,钠元素在储能方面的应用具有更大的优势。
能源和环境是 21 世纪人类所需要面临的两个重大的问题,新能源的开发和资源综合回收利用是人类可持续发展的基础和方向。近年来,锂离子电池由于质量轻、体积小、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、可快速充放电、使用寿命长、环保等优势而得到了广泛的应用。
石墨材料是锂离子电池界的元老,具有众多优良的素质,但是随着近年来一批高性能的负极材料异军突起,威胁到了石墨材料的地位,演绎了一场相爱相杀的大戏。硅负极材料作为新材料中的杰出代表,与石墨真的是爱恨情仇理不清。
提高锂离子电池正极材料的电压是最近几年提升锂离子电池能量密度的新思路。高电压材料包括类尖晶石晶体结构和类橄榄石晶体结构两种正极材料。LiMPO4(M=Co,Ni)就是一种典型的高电压类橄榄石晶体结构材料。其中,LiCoPO4具有4.8V的放电电势,LiNiPO4具有5.2V的放电电势,且理论容量都接近170mAh/g。
1次充电可行驶相当于东京至大阪的500公里的锂离子电池技术开发在日本正日趋活跃。积水化学工业的技术已经具备取得突破的头绪,旭化成也已接近。均能采用现有的电极,预计到本世纪20年代前半期实现实用化。
虽然锂电池已经开始被应用于电动汽车,但是目前最先进的锂电池的储能密度尚不足汽油燃料能量密度的五分之一。因此,发展具有更优性能的电池材料迫在眉睫。
近年来,随着我国锂离子电池行业的发展,应用领域的不断扩大,市场需求快速增加。同时,锂离子电池正极材料产品价值率较高,市场利润丰厚,这使得我国涌现大量企业进入锂离子电池正极材料行业。
钙钛矿太阳能电池在 10 年内刷新效率成长纪录,现在技术也变得越来越稳定,美国能源部国家再生能源实验室(NREL)研究人员认为,钙钛矿太阳能电池主要挑战只差扩展性问题,如何大规模量产并将技术推向实验室之外,他们仔细归纳了几种潜在扩展沉积方法。
汽车正在被重新定义,这是未来汽车开发者最好的时代!18年7月12日,由GNEV官方机构主办、第一电动网承办的明日之星·未来汽车开发者计划优秀项目路演在上海嘉定汽车会展中心举行。