中國國家863計劃專家談全球鋰離子動力電池的發(fā)展?jié)摿?資料下載頁
2025-07-19 23:34本頁面
【正文】 如固態(tài)電池、鋰金屬電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等，并計劃在2030年前后開始推向市場。 圖7 鋰離子電池材料開發(fā)的長遠目標 對于全固態(tài)電池，日本大阪府立大學一直在研究采用硫化物類固態(tài)電解質。例如，加熱Li2SP2S5類玻璃進行結晶化后的電池，其室溫下的離子導電率達到103S/cm以上，與目前液態(tài)電解質的導電率水平相同，而且還可能再提高2～5倍。 對于仍用有機溶劑，但采用新結構以提高能量密度的鋰空氣電池，由于其正極上用空氣中的氧作為活性物質，因此，理論上正極的容量密度是無限的。此外，當負極使用金屬鋰時，理論容量可比鋰離子電池高一個數(shù)量級。日本產業(yè)技術綜合研究所與日本學術振興會已開發(fā)出這種電池。 圖8 新結構的鋰空氣電池原理示意圖 電池的負極采用金屬鋰條，電解液組合用的是含有鋰鹽的有機電解液，正極的水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與微細化后的碳和低價氧化物催化劑形成正極組合。 該電池放電反應生成的不是固體氧化鋰（Li2O），而是易溶于水性電解液的氫氧化鋰（LiOH）。因此，氧化鋰在空氣電極堆積后，不會導致工作停止。另外，水及氮等也不會穿過固體電解質隔膜，因此不會出現(xiàn)與負極鋰金屬發(fā)生反應的危險。在配置充電專用的正極時，還可防止充電導致空氣電極的腐蝕和老化。 試驗結果表明，放電容量約為9000mAh/g，而此前的鋰空氣電池放電容量只有700～3000mAh/g。 另外，若以水溶液代替水溶性凝膠，其放電容量約為50000mAh/g，比原來提高一個數(shù)量級。由于金屬鋰電池的容量本來就比鋰離子電池高一個數(shù)量級，因此，這一放電容量實際上比鋰離子電池高了2個數(shù)量級。不過，凝膠的易用性更好些。 另外，如果不對這種鋰空氣電池直接充電，而是通過底座更換正極的水性電解液，以卡盒等方式補充負極的金屬鋰，可縮短電動車的充電時間，更換后即可行駛。通過回收水性電解液重新生成金屬鋰，可實現(xiàn)鋰的循環(huán)使用。8 / 8
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