业内看好锂电池包6大新材料,未来潜力巨大

日期:2018-06-21 09:00 浏览量:

  业内看好锂电池包6大新材料,未来潜力巨大。当前锂电池包材料容量较低,不能满足终端对锂电池日益增长的需求。我们需要新的材料或者技术去实现锂电池包的突破,锂电池包一切活动皆基于材料,未来更需要功能多样化的材料。我们来看看有哪些新材料的突破在未来潜力不可限量?

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  以下几种锂电池包材料被业内人士一直看好,或将成为打破锂电池包障碍的突破口。下面小编就来一一为大家介绍。

  1、钛酸锂

  近年来,国内对钛酸锂的研发热情较高。

  钛酸锂的优势主要有:

  循环寿命长,属于零应变材料,不生成传统意义的SEI膜;

  安全性高,其插锂电位高,不生成枝晶,且在充放电时,热稳定性极高;

  可快速充电。

  劣势:目前限制钛酸锂使用的主要因素是价格太高,高于传统石墨,另外钛酸锂的克容量很低,为170mAh/g左右。只有通过改善生产工艺,降低制作成本后,钛酸锂的长循环寿命、快充等优势才能发挥作用。结合市场及技术,钛酸锂比较适合用于对空间没有要求的大巴和储能领域。

  2、石墨烯

  优势:石墨烯自2010年获得诺奖以来,广受全球关注,特别在中国。国内掀起了一股石墨烯研发热潮,其具诸多优良性能,如透光性好,导电性能优异、导热性较高,机械强度高。

  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。

  劣势:鉴于石墨烯当前的批量生产工艺不成熟、价格高昂、性能不稳定,石墨烯将率先作为正负极添加剂在锂电池包中使用。

  3、硅碳复合负极材料

  优势:硅碳复合材料作为未来负极材料的一种,其理论克容量约为4200mAh/g以上,比石墨类负极的372mAh/g高出了10倍有余,其产业化后,将大大提升电池的容量。

  劣势:充放电过程中,体积膨胀可达300%,这会导致硅材料颗粒粉化,造成材料容量损失。同时吸液能力差。循环寿命差。目前正在通过硅粉纳米化,硅碳包覆、掺杂等手段解决以上问题,且部分企业已经取得了一定进展。

  4、富锂锰基正极材料

  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,都偏低。富锂锰基的理论能量密度可达到900Wh/kg,成为研发热点。

  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。

  劣势:首次放电效率很低、材料在循环过程析氧,带来安全隐患、循环寿命很差、倍率性能偏低。但潜力巨大。

  5、涂覆隔膜

  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。

  涂覆隔膜的作用是:

  提高隔膜耐热收缩性,防止隔膜收缩造成大面积短路;

  涂覆材料热传导率低,防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控。

  6、碳纳米管

  碳纳米管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,可提高锂电池的大倍率充放电性能。利用其独特的中空结构、高导电性及大比表面积等优点作为载体改善其他负极材料的电性能。

  缺点:碳纳米管直接作为锂电池包负极材料时,会存在不可逆容量高、电压滞后及放电平台不明显等问题。

  总之,以上这些锂电池包新材料在未来的市场前景不可小觑,业内专家一直看好,是最具潜力的锂电池包新材料。虽然目前它们还有一些劣势和不足,但是在未来它们都将不断完善,突破自身,成为最具潜力的锂电池包新材料。

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