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锂电池的下一代会是什么电池?

来源:宝鄂实业    2019-03-02 09:30    点击量:

3c电池主要是钴酸锂。现在续命手段是向高电压做,成效明显。就是厂商出于安全性考虑,虽然有技术储备,实际应用相对保守。

动力电池今年主流跑的大多是
正极是三元ncm333/523/622 负极是石墨
纯电芯能量密度160–230wh/kg 做成pack后大约140-160wh/kg

正极嘛811不远啦,毕竟钴价一年翻三倍,现在一吨九万多美元可怕。
负极嘛现在业界认为行之有效的主要是氧化亚硅/石墨复合,能做到氧化亚硅含量10%左右。纯硅缺点太多,膨胀率300%。循环捉急,当然氧化亚硅/石墨复合的粘结剂比较重要。

这两个加一起可以把电芯能量密度提升50%就是到300wh/kg左右。时间节点大概在2020吧。那时候pack怎样都有个220wh/kg。跑400公里的车电池包就只要200多公斤了。相较于最初的动力电池磷酸铁锂/石墨解决方案提升接近3倍。

全固态目前业界普遍看法不会在2025以前到来。问题很多,一个是接触界面不稳定,实验室以扣式为主,做出叠片因为压力不足,经常发生固态电解质与电极材料接触不好,无法稳定充放电。第二是金属锂片没办法切的很薄目前业界最领先大概能切个35-50微米左右,侧面限制了应用。


目前的科技看来。没有任何一种其他储能材料能完美替代锂电池。锂电池下一代估计还是锂电

 

金属锂负极已经研究了三十多年,现在热门的体系锂硫、锂空、全固态电池都是通过使用金属锂才能获得高比能量,但是金属锂负极的枝晶问题这三十多年是没有解决的,不知道有没有可能解决,在我看来是停滞三十年没什么实质进展的。

现在研究的锂氧气电池算上氧气罐重量的话能量密度应该是低于常规电池的,除非实现真正的空气作为电极反应物才是有意义的工作,也很难,因为氮气也和锂反应,空气中能和锂反应的东西太多了。

硅的问题现在在一步步的走,添加量在一点点增加,可能是最接近量产(低硅含量的体系已有量产)的一项吧。

其它的金属元素(Na电池、Mg电池、Zn电池、Al电池)比能量没有能够超过锂的,我想一定不会是下一代电池,为什么一定要研发一个理论上就比上一代产品性能要差的体系呢?

辅材上,石墨烯啊固态电解质啊什么的,影响不大,顶多就是锦上添花(如果不是添乱的话,现在看石墨烯起到的负面效果的可能性还要大一点),算不上新一代吧。

至于更高倍率的电池如超级电容、赝电容这些,我不认为能算下一代,因为只要肯降能量密度,总有办法做到更高倍率的,比能量是一个热力学的问题,比功率是个动力学的问题,热力学的问题无疑更基础一些,动力学的问题无论如何无法超出热力学划定的范围。

所以差不多就这样了,终点算成是金属锂配硅,大概比能量1000Wh/kg,现在是300Wh/kg,看中间怎么分、分几代。