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几个有必要了解的新型的锂离子电池

时间:2022-03-04 编辑:池龙新能源 游览:1000次

  锂离子电池包括一次锂离子电池和二次锂离子电池。顾名思义,二次锂离子电池是可回收和一次性的。一次锂离子电池的技术已经比较成熟,但是只适用于一些特定的应用领域。二次锂离子电池包括锂离子电池、钒锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池等。锂离子电池学术范畴仅指锂离子电池一次,我们俗称的锂离子电池其实指的是锂离子电池。


  目前最流行的锂离子电池,其特点是使用了氧化锂正极材料,如钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂(俗称三元材料)、磷酸亚铁锂(俗称磷酸亚铁锂)。钒锂离子电池、锂离子电池、锂离子电池航空的共同特点是以锂金属为负极,但又各不相同。钒锂离子电池的正极材料是氧化钒,锂离子电池的负极材料是单质硫和一定量导电材料的混合物,锂空气电池的空气中的氧气作为活性反应物。后三种二次锂离子电池中,钒锂离子电池已经产业化,锂硫电池即将产业化,而锂空气电池还处于研发阶段,离产业化还很远。


  目前国内关于锂硫电池发展的讨论很多,受美国、日本、德国政府的影响。在美国,锂硫电池技术的发展一直走在世界前列。2010年,美国能源部投入500万美元用于锂硫电池的研究,并继续加大投入。计划在2013年开发能量密度高达500Wh/kg的锂硫电池。为了保持在锂离子电池领域的领先地位,日本政府还想要锂硫电池这一国内汽车动力锂电池技术的重要研究方向,计划在2020年开发出能量密度高达500wh/kg的锂硫电池产品。德国认为在锂离子电池领域没有希望赶超这三个东亚国家,因此努力在全国范围内开发锂硫电池,希望在2020年左右推出商用的500wh/kg产品,届时德国科研界已经制定了更高的锂硫电池能量密度,达到1000 Wh/kg。


  虽然锂硫电池是下一代二次锂离子电池的重要发展方向,值得密切关注,但未来几年我国政府和企业仍应关注二次锂离子电池产业化技术的发展。因为在二次锂离子电池市场,在未来很长一段时间内,锂离子电池肯定会占据绝对的垄断地位。具体原因如下:


  首先,成熟的锂离子电池在技术上还有很大的提升空间。锂硫电池受到青睐的重要原因是其理论能量密度为:元素硫的容量可达1675 mAh/g,质能比可达2600 Wh/kg。然而,事实证明,开发锂硫电池很难,因为德国和日本政府制定了到2020年达到每公斤500瓦时的目标。但是锂离子电池的技术,已经很成熟了,还是有很大的技术进步。曾经人们认为250年后锂离子电池的能量密度是wh/kg,但富锂锰基材料(日本)也被称为固溶体电池正极材料和固体电解质材料的成功以及其他新材料和技术的发展,人们发现锂离子电池的能量密度也可以达到500wh/kg或700wh/kg,这与思想的理论极限相差甚远。此外,目前的技术进展表明,与同等能量密度的锂硫电池产品相比,500Wh/kg锂离子电池产品可能更早实现大规模商用。