锂离子电池技术的局限性有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-10-27 16:51
点击量：次
从电信到交通，过去二十年见证了高效、便携、环保电池的发展。高性能的移动电话线路已经在很大程度上取代了低压的固定线路，电动汽车也经常出现在欧洲的道路上——比碳氢化合物汽车更快、更有效率。
电子烟取代了会导致肺癌的烟草产品，因为它们使空气中充满了芬芳的蒸汽。每个设备需要一个高密度的可充电电池才能正常工作;无论是好是坏，锂离子电池已经成为常态;毕竟，铅酸电池体积大、危险、效率低，而镍镉电池中的镉在2005年被欧盟宣布为非法。
锂离子电池技术的局限性
锂电池有很高的能量密度，这意味着它们可以储存相当多的能量:它们不会随着时间的推移自行放电，也不需要维护——因为它们没有内存，电池不需要定期的循环来延长寿命。
锂离子电池的未来充满希望，电动汽车制造商特斯拉(tesla)正投资约45亿欧元，建造其首个太阳能电池超级工厂，生产以锂离子为基础的动力墙、电池以及Model S电池。特斯拉2017年生产的世界上最大的锂离子电池，在充满电的情况下可以为3万户家庭提供至少一小时的电力。
衰老和退化
不可否认，锂离子电池会随着时间的推移而失效。阴极会退化，大约1000次充电后，高端电池会失去20%的电量。锂离子电池即使在不使用的情况下也会退化，而充满电的电池在储存一年后会损耗20%的电量。如果它们进入“深度放电”状态，它们可能就不会再充电了。这种降解主要是由于晶须、树枝状结构的出现和涂层表面的生长(统称为树枝状晶体)。
不良环境影响
尽管欧洲有许多收集和处理锂离子电池的设施，但很少有可供回收利用的。尽管特斯拉计划在其超级工厂推动电池回收，但它只能与第三方合作伙伴合作，这是一个效率低下的过程。通常情况下，失效的锂离子电池会被扔进垃圾填埋场。
工业用大电流锂离子电池
工业用大电流锂离子电池
不幸的是，在回收过程中，提取锂比从电池中提取锂要便宜得多——锂电池回收者很少(如果有的话)盈亏平衡，需要国家补贴。虽然从地下开采锂可能有经济意义，但它对环境有害。锂矿开采会破坏环境。矿山和工厂的有毒物质泄漏对当地生态系统造成了严重破坏，污染了河流，杀死了牲畜和鱼类，污染了以前肥沃的农田。
虽然金属可以从海水或咸水沉积物中提取，但这个过程需要大量的水。在世界上最干旱的沙漠智利，由于水资源有限，立法者正在考虑限制锂矿开采权。回收能力的缺乏和电池供电产品的日益普及意味着需求只会增长，环境负担也会加重。
提高稳定性和性能
防止或改善锂离子电池相关问题的一个方法是提高其可靠性，确保它们不会随着时间的推移而退化，并可以无限期地使用。
提高电池寿命和整体可靠性
韩国蔚山国家科学技术研究院的研究人员发明了一种新技术，有望限制锂箔中树突的生长。这有可能无限延长电池寿命，同时提高电池本身的稳定性和性能。这项技术目前仍处于初级阶段，使用锂锂阳极形成更均匀的表面，限制枝晶的形成。这一过程还没有在真正的电池中进行测试，研究正在进行中。另一种可能性是，工业将完全抛弃锂离子电池和其他稀土电池，能够生产一种由简单材料制成的不污染环境的电池。
