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电池专题

锂离子电池的研究材料的改进,以提高电池的能量密度和功率密度

来源:宝鄂实业    2019-09-21 10:19    点击量:
1、便携式电子设备

便携式电子设备包括平板电脑、笔记本电脑、数码相机、便携式摄像机和玩具等。对电池市场份额而言,手机、平板电脑和笔记本电脑是迄今为止的主要应用。目前,便携式电子产品需要电池的小型化,同时保持高容量和高功率并且仍然符合严格的安全标准。因此,虽然LCO在短期内将继续成为便携式电子产品的主流化学品,但是它将逐渐失去NMC和NCA电池的市场份额。


2、交通工具


目前电动汽车电池的保修需要考虑日历寿命和总行驶距离。最后一个转换为有限数量的完整循环。大多数电动汽车制造商负责500-800个完整的周期和日历寿命约8年。新一代汽车电池容量增加的趋势使保修条件变得更好,在实际应用中,研究如何延长锂离子电池的循环寿命对电动汽车仍旧有一定的意义,对充电式的混合动力汽车、电动摩托车和电动自行车依旧需要高比能量和功率以及长循环寿命的锂离子电池。


3、供电系统


供电系统包括并网系统和离网系统。在电网中,电力供应必须在严格的质量标准下与用户需求相平衡,即必须确保不间断电源的标称值(如频率和电压)的裕度很小。下表概述了锂离子电池的储能成本,考虑到不同的具体成本和循环寿命,每天使用一个循环和两个循环。表中的结果分为三个颜色区域。深灰色表示超过15 c€/kWh储能成本在并网使用中没有竞争力。浅灰色对应的成本范围为10-15 c€/kWh,在电价变动剧烈的情况下可能会带来竞争力,尤其是如果锂离子电池还能保证运营储备等辅助服务。白色表示低于10 c€/kWh的成本具有竞争力的成本范围。当然,除了这些一般模式之外,还需要在实际市场条件下进行更密切的评价,以确定这种储存费用的竞争能力以及这种投资可预期的盈利能力。显然,锂离子电池仍远未达到下表中所强调的并网使用的成本竞争范围。


总结


目前关于锂离子电池的研究依旧主要是集中于材料的改进,以提高电池的能量密度和功率密度。对于负极材料,由纳米颗粒组装的微结构与表面改性相结合提供了改进的结构稳定性和倍率性能。核-壳或浓度梯度结构表现出高容量,具有高容量保持性。锂化过渡金属磷酸盐/硅酸盐和碳材料的纳米复合材料具有增强的导电性和循环稳定性。在正极材料方面,具有嵌入结构的Si/C、Sn/C和Ge/C复合材料、多孔Li4Ti5O12/C复合材料和多壳中空金属氧化物均具有高速率和循环性能。事实上,每种材料都有自己的优点和缺点,结合相应材料的优点加上结构的合理设计、利用更先进的方法可以有效的提高LIBs负极和正极材料的电化学性能,将会更好的服务于生活。