你知道锂离子电池材料有哪些吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-11 12:29
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现在的社会几乎每一天都有不同的科学知识出现，几乎让我们应接不暇，这就是社会进步的一个特点，中国近几年的科学发展十分迅速，在科学发展方面，我们已经取得骄人的成绩。中国科学技术发展十分稳健，主要是中国的政策好，而且社会的基础也很好，所以促进了科学大发展。美女小倩是一个非常喜欢科学的人，给大家推出了很多的科学文章，朋友们只要加我粉丝，就能够看到很多新奇有趣的科学，我们也可以一起探讨。
新型材料的研究成功，对于一个国家来说十分重要，因为新材料能够提高生产力，能够节约能源，还能够给我们的生活带来更加方便和快捷，中国科学家在新材料研究方面，拥有雄厚的科学技术基础，所以最近几年中国的新材料层出不穷，今日有一个好消息传来，现在给大家介绍一下。
我们的生活和生产中经常会遇到一种材料那就是富镍三元正极材料，这种材料拥有可逆容量高和成本比较低廉的优势，所以经常会被科学家提出，甚至有人认为这种材料能够成为下一代电池的材料之一，也就是高能量密度锂离子电池。
但是这种富镍三元正极材料有一些缺点，一直困扰着现在的科学家，这种材料最主要的严格缺点是界面稳定性差，会导致产品的容积不稳定，另外富镍三元正极材料还有一个缺点那就是二次颗粒的情况，这样会导致内部结构衰退的问题，所以规模化应用这种材料变得比较困难。
这个难题现在被我国的长沙理工大学副教授李灵均和厦门大学张桥保等科学家给破解，他们联合国内外的一些机构，经过长时间的努力通过第一性原理计算为指导，经过多次试验终于能够同步合成了钛掺杂和镧镍锂氧化物包覆，从而让富镍三元正极材料具有双重修饰。
中国科学家的研究成果十分的重要，因为科学家能够利用这种简单的高效的合成，降低富镍三元正极材料的成本，从而能够有力批量生产高性能富镍三元材料，这个成就将会给中国的很多行业带来巨大的好处，对于中国经济也是一个促进作用。
科学家研究成功，引起了世界科学界的关注，近期我们的科学家的相关论文，已经在【先进功能材料】期刊上面发表，这是一个国际著名的期刊，中国科学家正在继续努力，他们希望能够研究出更加高效材料，我们等待他们的好消息。
目前电动车的封装形式无非就是三种，圆柱，方形和软包电池三，那么每种不同封装形式电池的优势劣势又有哪些呢？
其实提到圆柱电池首先想到车型就是特斯拉。当然圆柱电池的应用很广，型号也很丰富，只不过有着特斯拉的大名为前提，我们最熟悉的也就是它的18650和27100两种型号。拿18650举例来说，18代表的是电池的直径，65代表的是电池的高度，0则代表它是圆柱电池，那么27100自然也同理。
18650电池的历史最早可以追溯到1992年，那个时候的18650大部分被应用在数码产品上。所以最主要的优势就是技术成熟，所以18650拥有着更高的良品率，且PACK的成本也能得到有效控制。而且当时18650的能量密度就已经达到了现在宁德时代NCM811的水平，所以对于刚刚起步期的特斯拉来说，18650无疑就成为了最佳的选择。
相较于方形硬壳电池，圆柱电池的空间利用率明显更差，不过好在可以利用圆柱体中间的空隙流通冷却液，也算是“废物利用”的一种。
当然18650的劣势也不能忽视，一个是18650电池采用了金属外壳加上单体电池容量较小，为了满足容量需求只能通过数量的大幅度增加来弥补，那么更大的数量对于BMS电池管理系统要求更高。拿特斯拉上7000节18650来说，目前也只有特斯拉的BMS电池管理系统才能满足如此数量的运算要求。这也是国内没有厂家用18650的原因之一。
不过，目前18650碍于已经发展到极限，随之便诞生了最新的21700，未来特斯拉Model 3便会采用21700电池。相较于18650来说，21700个体体积更大，电池能量密度提升近20%。同时随着技术的发展，21700的成本也明显低于18650。
当然21700也并不完美，真正了解电池的朋友们肯定知道这样一组数据，电池容量每上升10%，电池的循环寿命就会降低20%，充放电倍率就会下降30%-40%，电芯温度会上升20%，所以这意味着需要运算能力更强的BMS电池管理系统来对电池进行有效的控制。就目前国内BMS技术水准来说，想要用上21700电池着实还是需要一段路要走。
可以说方形硬壳电池是目前国际领域应用面最广的电池PACK形式，国内目前主流的蔚来，吉利等一系列新能源车企均采用方形硬壳电池，而国际传统大厂如奥迪，宝马等也均采用方形硬壳电池解决方案。方形硬壳电池应用面广的最主要原因之一就是其供应商也更多且技术难度相对较低，国内绝大多数电池供应商均选择研发方形硬壳电池。比如大名鼎鼎的宁德时代就是主要提供方形硬壳电池的供应商。
方形电池优势除了刚刚说的供应商丰富之外，它的可定制化程度也更高，同时方形的空间利用率相对圆柱电池也更高，但问题在于外层的硬质保护壳会明显增加电池包的整体重量，所以国内类似理想制造ONE都开始以铝材作为外层保护壳，有效的保证轻量化从而提升电池能量密度。
与此同时，方形电池的单体容量和体积都更大，单体数量自然随之降低，那么对于BMS电池管理系统的要求也就更低。目前方形硬壳电机最有代表性就是由宁德时代推出的NCM811，电池密度达到了170kW/kg。
主要劣势就在于可定制自由度高，导致制造工艺不统一，每块电池的差异就会凸显出来。相对于圆柱电池，方形硬壳电池对于冷却系统布置的要求也更高。不过随着国家对于电池标准政策的推出，未来方形电池的差异也会随之减小。
软包电池虽然在汽车市场上应用的并不多，但我们对它并不陌生。我们的手机基本上采用的都是软包电池。
软包电池的外壳采用的是铝塑膜材质，跟采用铝壳的方形和圆柱电池相比来说重量更轻。在同等容量下，软包电池的重量要轻20%，而在同等重量下，软包电池的容量要比铝壳电池高50%。所以软包电池的理论能量密度要更高于方形电池和圆柱电池。
