锂电池的最终发展方向是什么?
来源：宝鄂实业
2019-11-17 20:50
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锂电池的最终发展方向是什么?
当前市场中的锂电池:聚合物锂电池是由高分子材料和金属材料合成而成，具有体积小、重量轻、厚度超薄、容量大等特点。它们在智能可穿戴设备的应用中非常受欢迎，但是锂电池的最终发展方向是什么?
固体聚合物锂离子电池
优点:泄漏的可能性比较小，外包装可以采用层压板，有利于实现电池的薄膜化。电池的外形设计自由度大，能量密度也大大提高。
缺点:由于使用凝胶状电解液，锂离子导电性能差，充电时间长，比液体电解液的倍率也差。然而，目前的技术，经过聚合工艺的改进，高端电解液和添加剂使循环寿命和放电率提高很快，与液体电池相差不大。
随着聚合物锂电池的发展，全固态电池、固态电解质材料和添加剂也将随之发展。目前，聚合物电池的性能还没有达到固体电池的水平。未来固体电池的能量密度目标是400Wh/kg, 3000循环寿命(10年)，倍增器性能、容量和安全性有了很大提高。
探索新型电池材料位于非易失性,阻燃下一代电解质材料和添加剂改善电化学离子电解液、热稳定性、添加剂,使电池的散热性能和导电性不受固体的影响,达到或超过液体电解质的导电和导热性。
利用离子导电聚合物和陶瓷的固体聚合物电解质正在开发中，以期在固体锂离子电池方面取得进展。
然而，固体聚合物电解质材料采用离子电导率最高的聚乙烯(聚乙烯)
氧化物多氧化物()聚合物中，阴离子会阻碍锂离子的运动，从而影响锂离子输出功率的有效性，锂离子的电导率较低。
日本科学家研制的固体聚合物电解质是一种聚乙二醇(聚乙烯)
糖基化合物的结构是硼原子作为固定阴离子，以硼酸盐化合物的形式存在，不会阻碍聚乙烯聚合物的运动。与已研究的碳酸化聚合物相比，室温(20℃)下锂离子的有效电导率可达到3倍以上。
使用固体电解质的新一代大容量锂离子电池，被称为“全固态”电池，最近受到关注。这是由于增加的能量密度和预期的安全性和长寿命。对于电动汽车和大型定制锂离子充电电池来说，安全是最重要的。
传统的锂离子可充电电池使用有机电解液可能会由于充电过度、内部短路等异常导致电解液升温，存在自燃甚至爆炸的风险。以固体电解质代替有机电解质的全固态电池的安全性将得到很大的提高。此外，由于锂在固态下的扩散速度(离子电导率)高于液态电解质在理想状态下的扩散速度，理论上认为锂可以实现更高的输出。
固态电池，包括它们的制造方式，可能具有超越现有电池概念的特性。例如，不需要密封液体，电池外壳可以简化，这样大面积的单元可以以卷对卷的方式制作。此外，几层电极可以分层串联，形成12V或24V的大电压单元，使以前不可能的电池成为可能。
电动汽车需求的激增和大型电池自定义存储和非常大的锂离子电池,而不是便携式设备中使用的小型电池,标准迄今为止,要求电池的变化特征,导致了重大变化研究和发展的方向。特别是对电池的安全性和使用寿命，有比现有的锂离子充电电池更严格的要求。其中，安全不用说，固态电池具有明显的优势;在延长寿命方面，“固态电池具有优异的循环寿命特性”。
高电压耐久:除了比目前的锂离子充电电池更安全、更持久外，提高能量密度也是一个发展方向
