锂电池正负极材料的发展路线分析
来源：宝鄂实业
2019-10-15 20:10
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早期在设计锂离子电池的时候，研发人员主要从正极、负极、电解液着手考虑设计。根据材料的组合，共计有一亿一千万种组合，而实际应用的，仅有30余种，不足30ppm，这不禁使我们去想，为什么只有这么少的组合可以实现产业化？研究人员发现，如何把正负极活性物质收束在容器里，是一个很大的难题。前期，研发人员发现，锂二次电池和镍氢电池可以实现能量的储存与转移，但是储氢合金太重，锂二次电池因为充放电过程中会形成锂枝晶（dendrite），且易燃烧。
作为锂电池，有四个主要因素需要考虑：
体积能量密度，在许多情况下，体积是给定的，仅用重量能量密度难以测量和判断；
平均电压wh比ah更重要。
不可逆容量，我们称之为第一效应；
容量接近截止电压。
石墨阳极的理论极限为372mah/g，商品化程度接近极限，因此有必要开发新一代高容量阳极材料。研制了硅阳极和lto。硅阳极的主要问题是嵌锂后的膨胀，约为300%。lto具有循环好、倍率好、放电曲线平坦等优点，但电压低、能量密度低。
据专家介绍，硅碳复合材料以及硫、锂金属阳极将成为提高阳极能量密度的可选材料。
负极材料
说完负极，我们将谈谈正极材料的发展过程。
这是业内人士熟知的对比图，从磷酸铁锂到钴酸锂，再到三元材料。如上所述，如果大幅度提高阳极容量，高容量阳极材料的开发迫在眉睫。
众所周知，磷酸铁锂的放电曲线平坦，循环性能好，安全性好，但电压没有钴酸锂高。根据德国调查协会公布的数据，锂钴的市场份额正在逐渐下降，三元材料也在逐渐增加。从钴酸锂到三元材料的变化是镍和锰的价格比钴低60%左右，资源相对丰富。二是寻求一个折衷点。镍、钴、锰在三元材料中发挥着各自的作用。，镍：提升能力，钴：提升周期，锰：结构稳定，确保安全。
那么，如何开发下一代的阴极材料呢？传统材料是与锂离子相对应的分子。一个分子中可以放置多个锂离子吗？答案是肯定的，所以用富锂锰基材料，锰具有很好的结构稳定性，并且通过大量的锂离子，来提高容量。
四、低压蓄电池
为了安全和提高能量密度，许多学校和企业发表了许多关于锂离子聚合物电池（lpb）的文章和报告。在传统电池中，隔膜与正极材料直接接触且接触时间长，会引起隔膜表面的一些变化，影响电池的内阻等性能。然而，锂聚合物电池，特别是近年来热的固态电池，将隔膜和正极分开，降低了对电池性能的影响。
根据专家的解释，现阶段，对于人们担心的低能量密度和离子传导率问题，日本企业已经提出了解决方案。现阶段，出于成本考虑，需要进一步优化。聚合物电池具有较高的能量密度和较高的电压平台（约4.4v），对电池的鼓包有很好的抑制作用。
在高温储存条件下，87%的容量保持率优于61.1%的三元电池。
良好的循环性能。
作为锂离子电池产业化的领导者，我也分享了一些经验，提出了一些论点。根据地球锂资源的储存能力，不必担心锂的缺乏导致成本上升。对于材料的发展，我们也提出了一些可供参考的途径。电池的发展路线
为了提高锂离子电池的安全性，需要从几个方面考虑。一。小短路；
2.电极不均匀度（如镀层表面密度不均匀度）；
三。如何使正负极在大面积内紧密配合？
四。如何进行安全测试，特别是对现在越来越大的电池进行安全测试；
5。软包装电池是否容易放热以及如何进行热管理。
