纳米技术将更开阔锂离子电池的前景
来源：宝鄂实业
2019-04-02 11:09
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尽管波音787梦想客机和笔记本电脑（2006年）最近报告了锂离子电池（libs）的电池燃烧问题，但libs目前已成功应用于许多领域。消费电子产品、电动汽车、医疗设备、太空和军事部门使用libs作为便携式电源，而在未来，像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的航天器将使用libs。锂离子电池技术在各个领域的快速主导地位的主要原因是，锂离子电池在重量上具有最高的电存储容量（一个锂离子电池单元可以取代两个镍氢电池单元）。
此外，锂离子电池适用于需要高能量密度和功率密度的应用场合，在这方面，锂离子电池优于铅酸、镍镉、镍金属氢化物、镍金属电池等其他类型的可充电电池。
然而，libs需要在以下方面进行改进：（i）储存更多的能量并在更长的时间内提供更高的功率；（i i）在更短的时间内充电；（i i i）具有更长的寿命；（iv）能够抵抗火灾危险。图1描述了不同应用程序所需的基本lib特性以及需要改进的各自属性。
目前，有很大的兴趣升级现有的libs和改进的性能，并达到电池技术，将允许智能存储电能。未来智能电网可以为家庭提供24小时不间断电源，可以通过延长备份时间和减少空间需求来替代当前使用的铅酸电池系统。随着新一代libs的出现，电动汽车将以更短的充电时间覆盖更长的距离；移动电话和笔记本电脑预计将在几分钟内充电，持续时间更长。
纳米技术有潜力提供下一代电池，特别是锂离子电池，以可接受的成本提高性能、耐久性和安全性。典型的锂离子电池由三个主要成分组成：阳极（通常由石墨和其他导电添加剂制成）、阴极（通常为层状过渡金属氧化物）和电解质，锂离子在充放电循环期间在阴极和阳极之间穿梭。
在电极上：锂离子电池的电极，包括阳极和阴极都是由能够很容易地嵌入锂离子的材料制成的。电极还应具有高导电性，以便锂离子电池具有高充电率。使用纳米材料作为电极可以加快锂离子的插层速度，因为纳米材料提供了高表面面积和短扩散路径，从而加快了能量的存储和传递。一个突出的例子是A123锂离子电池的阴极材料，它使用纳米磷酸铁锂阴极。研究人员一直试图通过掺杂金属来提高磷酸铁锂的导电性。
智能手机除了芯片这个尖端科技技术外，电池的寿命始终是智能手机重要的卖点。智能手机除了通讯、信息传输功能，还有照相、网游、邮件传输、新闻浏览、娱乐游戏等电脑所有的功能，智能手机都能够完成。在智能手机提供的众多功能中，电池寿命通常是最薄弱。尤其智能手机的屏幕分辨率越来越高，处理器的性能强悍而带来功耗越来越高，这就意味着手机的电池容量要求越大，否则智能手机的耗电就存在着供电不足的现象。世界知名手机制造商也都投入巨大投资研发电池体积要小、电容要大的智能手机电池这些科技，然而，随着国际手机巨商三星手机电池爆炸门事件、苹果手机电池过热卡盾事件都足以说明智能手机的电池还不能很好的满足快速传输的供电技术要求。于无声处听惊雷，华为一举攻克了这道世界难题，快速充电、超大级别电量电池问世，华为的锂电池专利技术堪称是一个全新的超级杀器即将登场，力压群雄！
新科技新动力
华为的这项超级杀器是将传统的电池采用了全新的世界级两种处理方案：通过提供快速充电来提高手机的充电速度；增加电池充电密度来解决电池强度问题。华为的锂电池专利科技，是一种国际新型的锂离子二次电池负极活性材料，两种处理方案将行有机的合并而完成。华为在电池材料方面引入高能量密度硅基材系统，通过杂质掺杂硅基材的创新技术，为充电时锂离子迁移提供快速通道，具有大电池快速充电能力。
华为专利技术
华为的这项锂电池专利技术的主要原理为氮掺杂的碳材料可用于结合嵌入锂的硅材料。氮原子和碳原子亿吡啶型氮，石墨型氮和吡咯型氮的形式结合，形成稳定的三维碳骨架网络并抑制高容量硅，提供了快速锂储存增加空间和通道，从本质上突破化学储存的极限，极大的提高电池充电性能。
华为科技
华为的锂40W电池快速充电技术可称得上业界的先例，这行锂电池新科技，将极大的提高智能手机的电池的容量和充电速度。30分钟就可以完成手机电池电量的70%以上充电。华为推出的Mate20将采用15W快速无线充电技术，充电速度比三星、苹果iPhoneXS都要快得很多。华为的这项锂电池专利技术，也为新能源汽车的电池科技奠定的坚实雄厚的基础和技术保障。
