中國(guó)國(guó)家863計(jì)劃專家談全球鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展?jié)摿?專業(yè)版)
【正文】 另外，水及氮等也不會(huì)穿過(guò)固體電解質(zhì)隔膜，因此不會(huì)出現(xiàn)與負(fù)極鋰金屬發(fā)生反應(yīng)的危險(xiǎn)。 對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，鋰離子動(dòng)力電池組的安全性非常重要。通過(guò)摻雜和生產(chǎn)工藝改進(jìn)，提高高溫穩(wěn)定性。通常，廠商們選擇的是日本廠商開發(fā)的材料。近期全國(guó)在動(dòng)力電池方面的投資總額約為22億美元。他指出，全球鋰離子動(dòng)力電池市場(chǎng)正處于一個(gè)重大轉(zhuǎn)型期，在電動(dòng)車（EV）市場(chǎng)需求帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)該市場(chǎng)規(guī)模在未來(lái)5年內(nèi)將超過(guò)2000億元人民幣。 針對(duì)動(dòng)力電池領(lǐng)域，LG化學(xué)公司投資了約10億美元；三星SDI和博世共同成立的SBLiMotive也投資了6億美元。 提高鋰離子電池能量密度 為了滿足電動(dòng)車等市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池的需求，首先要研發(fā)新材料，以提升電池能量密度。材料安全性好，壽命長(zhǎng)。但鋰離子的嵌入可以導(dǎo)致400%的體積變化，結(jié)構(gòu)很容易因反復(fù)充放電遭到破壞，其壽命延長(zhǎng)成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。 圖8 新結(jié)構(gòu)的鋰空氣電池原理示意圖 電池的負(fù)極采用金屬鋰條，電解液組合用的是含有鋰鹽的有機(jī)電解液，正極的水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與微細(xì)化后的碳和低價(jià)氧化物催化劑形成正極組合。 另外，若以水溶液代替水溶性凝膠，其放電容量約為50000mAh/g，比原來(lái)提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。LTO比鋰的電位高，可避免上面提到的鋰沉積或與電解質(zhì)界面反應(yīng)的問(wèn)題，提高了電池的安全性。 3． 鈦酸鋰材料作負(fù)極的研究。為提高輸出功率密度，將導(dǎo)電材料碳調(diào)整為電流易流通的材料，降低了電極的內(nèi)部電阻。從上述數(shù)據(jù)可以看出，市場(chǎng)在5年內(nèi)將增長(zhǎng)90倍。以鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)量來(lái)看，每輛綠葉的電池容量為24kWh,20萬(wàn)輛的容量相當(dāng)于48億kWh。 例如，索尼在2009年11月進(jìn)入了電動(dòng)汽車和大容量蓄電池領(lǐng)域，并表示未來(lái)幾年內(nèi)將在量產(chǎn)設(shè)施上投資1000億日元。 綜上所述，大容量鋰離子電池的應(yīng)用相當(dāng)廣闊。因此，各電池廠商仍需進(jìn)一步改善能量密度、輸出功率密度、成本與安全性。 圖1 電容電池技術(shù)
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