锂离子电池所用材料有哪些你知道吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-22 10:50
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锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池，锂离子电池是一种二次电池（充电电池）。根据锂离子电池所用电解质材料的不同，锂离子电池分为液态锂离子电池(简称为LIB)和聚合物锂离子电池(简称为PLB)。
聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池基础上发展起来的，以导电材料为正极，碳材料为负极，电解质采用固态或凝胶态有机导电膜组成，并采用铝塑膜做外包装的最新一代可充锂离子电池。由于性能的更加稳定，因此它也被视为液态锂离子电池的更新换代产品。很多企业都在开发这种新型电池。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的应用群体。锂电池是以金属锂作为电极，以电子传递产生电流，易产生枝晶引起爆炸。锂电池是一次电池。
锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。不含有毒有害物质，被称为绿色电池。下面贤集网小编为大家介绍锂离子电池工作原理、结构组成、优缺点与锂电池、蓄电池、碳酸铁锂电池、聚合物电池的区别。
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。
锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成负极（传统锂电池用锂或锂合金作负极）。
1. 常规的充电方式。这种充电方式与传统的电动摩托车充电方式一样。不过这种方式的充电电流十分有限，只有大约15A左右。通常情况下充电时间比较久。相应的充电器的工作和安装成本比较低，简单易操作。由于在充电时只需要将车载充电头插到停车场或者家用的电源插座上，因此，充电过程一般由客户自己独立完成。
2. 快速充电。这种充电方式是以150到400A的高充电电流在短时间内为蓄电池完成充电。相对于常规的充电而言，成本要高。所以快速充电又被称之为迅速充电或者是应急充电。其目的就是保证电动汽车在短时间快速充满电。这个时间通常与燃油车加油的时间是近似的。一般多用在大型充电站。
目前特斯拉、保时捷、北汽新能源等一众国内外车企和供应商都在积极研发超级快充技术，像是保时捷首款纯电跑车Taycan的800V超级快充，4分钟即可充入100公里的行使里程。
3. 无线充电。这种方式允许电动汽车在不使用电线或电缆的情况下、通过嵌入在道路和停车位的无线充电源板自动连入电网进行充放电。但是目前该技术还不成熟：设备成本高，需要大量的公共和私人投资，对充电环境要求严苛，维修费用大且远距离传输能耗较高。
4. 更换电池充电技术。这种技术主要是在蓄电池电量耗尽时，用充满电的电池替换下已经耗尽点亮的电池，蓄电池回归服务站。电动汽车只需要跑租借电池即可。不过这种方式需要电动汽车统一电池规格，并且在没有发展成熟之前，消费者也不会轻易冒险去随便使用其他电池。
5. 移动式充电方式。这是最理想的充电方式。主要的方式是在汽车巡航的时候就能给汽车充电。客户就没必要去寻找充电桩，并花费时间去充电。这种充电方式需要MAC系统。并预先将其埋在一段路下面，即充电区。这种充电方式成本巨大，目前仍处在理论研究阶段。
除了上面的几种方法，还有人曾脑洞大开提出过修建充电公路的想法，将充电线圈植入公路，形成电磁场，电磁场通过与一个线圈发生反应，为汽车充电。但对现有公路进行改造和安装必要的基础设施费用极高，在相当长的一段时间里面，应该不会实现。
无论是传统的充电方式也好还是新型的充电方式也罢，在现实生活场景中它们要么存在着较大的局限性，要么就还在攻坚克难阶段。退一万步讲，就算上述有前景的技术成功落地，也还是离不开锂离子电池的支持。
举个例子，目前车用动力电池的充放电倍率多在1-1.2C之间，而如果要达到350kW的快充功率，100kWh的电池就需要达到3.5C的充电倍率，远高于目前的技术水平。
所以说，目前的充电方式存在的局限加剧了研发容量更大、性能更佳锂离子电池的紧迫性。
并且综合各种因素来看，研发出更优秀的电池，提高电池能量密度也是现在最根本有效的解决方案。而且从现实情况来看，这种方法也是完全可行的。
首先从价格来看：据彭博社的数据显示，2010年锂离子电池组的平均价格为每千瓦时1160美元，去年达到每千瓦时176美元，到2024年可能会跌破100美元。 从市场需求来看(以中国为例)：据前瞻产业研究院发布的《中国动力锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2013年我国动力锂电池总装机量仅仅为1.5GWh，之后呈现高速增长至态势。2015年我国动力锂电池总装机量增长至17GWh。到了2017年我国动力锂电池总装机量达到了36.24GWh。截止至2018年底我国动力锂电池总装机量达到56.37GWh。
从锂离子电池的制造能力来看：据彭博社的数据显示，在电动汽车产量不断增长的推动下，仅在过去5年里，全球锂离子电池的制造能力就增长了近两倍。目前装机容量为3022千兆瓦时，计划在未来五年内再新建603.8千兆瓦时的电厂。
此外，最近还频频传来锂离子电池容量进一步提升的“捷报”。
纳米多孔硅替代电池碳材料，锂离子电池容量增加50%
据外媒报道，一家荷兰科技公司推出了E-magy纳米多孔硅，据说该材料可以显著提高锂离子的吸收率，并能够解决电池充电循环中发生的膨胀情况。
