畢業(yè)設(shè)計(jì)-汽車新能源鋰電池應(yīng)用-在線瀏覽
2025-02-03 18:51本頁(yè)面
【正文】 極由兩種鋰離子聊 城大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 嵌入化合物組成。在正常的充放電情況下，鋰離子在層狀結(jié)構(gòu)的碳材料和層狀結(jié)構(gòu)氧化物層間嵌入嵌出，因?yàn)檫^渡金屬氧化物 LiCoO LiNiO2 中低自旋配合物多，晶格體積小，在鋰離子嵌入脫嵌時(shí)，晶格膨脹收縮性小，結(jié)晶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此 循環(huán)性能好，而且充放電過程中，負(fù)極材料化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變，因此從充放電反應(yīng)的可逆性看鋰離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆過程。 ◎當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子從正極中脫嵌，在負(fù)極中嵌入，放電時(shí)反之。 ◎作為負(fù)極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰 化合物，如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物包括 SnO、SnO錫復(fù)合氧化物 SnBxPyOz(x=～ ， y=～ ， z=(2＋ 3x＋ 5y)/2)等。 ◎隔膜采用聚烯微多孔膜如 PE、 PP 或它們復(fù)合膜，尤其是 PP/PE/PP 三層隔膜不僅熔點(diǎn)較低，而且具有較高的抗穿刺強(qiáng)度，起到了熱保險(xiǎn)作用。 聊 城大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 鋰離子電池的應(yīng)用 鋰離子電池的一個(gè)應(yīng)用方向是電動(dòng)汽車 .進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代 ,由于工業(yè)的發(fā)展 ,汽車產(chǎn)量巨增 ,大氣污染成分的 63%來自燃油汽車 ,為了根治汽車尾氣對(duì)環(huán)境造成的污染 ,電動(dòng)汽車及電動(dòng)汽用電池的開發(fā)研究已經(jīng)國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)發(fā)展的新熱點(diǎn) ,而目前電動(dòng)汽車商品化的難題主要是電池性能滿足不了要求 ,而且價(jià)格高 ,體積大 ,質(zhì)量大 ,而鋰離子電池由于具有比能量高 ,自放電小 ,循環(huán)壽命長(zhǎng) ,無記憶效應(yīng)和對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn) ,成功晉級(jí)為“實(shí)現(xiàn)中期目標(biāo)的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池”之一。而未來，具更高能量的聚合物鋰離子電池（ PLIB）將成為遠(yuǎn)期目標(biāo)的電動(dòng)車用鋰離子電池。電動(dòng)汽車的成本之所以很高，最主要的原因在于鋰電池的成本過高，其成本超過了整車的三分之一。 一 、正極材料 鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳錳鈷三元材料及磷酸鐵鋰等。目前存在的問題，一是主要原料電子級(jí)碳酸鋰（碳酸鋰含量在 %以上）大部分來自進(jìn)口，二是磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)也來自國(guó)外。我國(guó)鋰資源居世界第二，但由于技術(shù)問題，國(guó)內(nèi)礦石提取碳酸鋰再提純?yōu)殡娮訕O碳酸鋰的產(chǎn)量很低。所以只能從國(guó)外大量進(jìn)口電子級(jí)碳酸鋰。 在技術(shù)上，我國(guó)磷酸鐵 鋰發(fā)展本來與國(guó)際基本同步，但國(guó)內(nèi)尚未誕生真正的領(lǐng)軍企業(yè)，行業(yè)缺乏原始創(chuàng)新技術(shù)。磷酸鐵鋰技術(shù)在國(guó)外被看作戰(zhàn)略性技術(shù)，美國(guó)、加拿大等政府為此不惜以國(guó)家的力量參與技術(shù)壁壘的建立。前者由加拿大佛斯泰克公司擁有獨(dú)家使用權(quán)，并且已經(jīng)在我國(guó)申請(qǐng)專利。磷酸鐵鋰電池方面的核心專利被幾家外國(guó)公司掌握，外國(guó)公司專利轉(zhuǎn)讓至中國(guó)企業(yè)將會(huì)面臨高昂的專利許可費(fèi)，對(duì)該產(chǎn)業(yè)構(gòu)成巨大的潛在威脅。二是圍繞國(guó)外企業(yè)的核心專利在外圍進(jìn)行布局。 二、電解液 電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰離子電池獲得高 電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。 鋰電池主要使用的電解質(zhì)有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好，無爆炸危險(xiǎn)，適用性強(qiáng)，特別是用六氟磷酸鋰制成的電池，除上聊 城大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 述優(yōu)點(diǎn)外，將來廢棄電池的處理工作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)生態(tài)環(huán)境友好，因此該類電解質(zhì)的市場(chǎng)前景十分廣泛。 目前六氟磷酸鋰市場(chǎng)被幾家日本企業(yè)如關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、蘇特瑞克秘法（ SUTERAKEMIFA）、森田化學(xué)等壟斷。日本這 3家廠商其產(chǎn)能在 3430噸 /年，占全球產(chǎn)能的 85%左右。國(guó)內(nèi)電解液生產(chǎn)廠家所用的六氟磷酸鋰主要從日本和德國(guó)進(jìn)口。六氟磷酸鋰要求純度高、水分低，但由于產(chǎn)品本身極易吸潮分解，因此生產(chǎn)難度極大，對(duì)原料 及設(shè)備要求苛刻，屬于典型的高科技、高危生產(chǎn)環(huán)境、高難生產(chǎn)的‘三高’技術(shù)產(chǎn)品。 三、隔膜 隔膜在鋰電池中起著防止正、負(fù)極短路的作用，并在鋰電池充放電過程中提供鋰離子運(yùn)輸通道。但它直接影響了電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能。而目前我國(guó) 80%的鋰電池隔膜依靠進(jìn)口。目前國(guó)際上隔膜的主流產(chǎn)品是經(jīng)橫向和縱向精密拉伸的單層聚丙烯（ PP）納米微孔膜、單層聚乙烯（ PE）納米微孔膜、 PP/PE/PP 三層復(fù)合納米微孔膜等類型。國(guó)產(chǎn)隔膜在厚度的均勻度和孔的均勻度上與國(guó)外存在很大差距。 國(guó)內(nèi)許多企業(yè)都在嘗試 突破國(guó)外技術(shù)壁壘，開發(fā)鋰電池隔膜，但難度較大。 盡管難度大，但是國(guó)產(chǎn)隔膜已經(jīng)開始起步。 隨著新能源汽車的逐漸推廣，到 2021年，預(yù)計(jì)新能源汽車將令鋰電池隔膜的需求量翻 10倍。 四、負(fù)極 負(fù)極材料技術(shù)含量比較低，一般用石墨做負(fù)極，是國(guó)內(nèi)鋰離子電池四大關(guān)鍵組件中唯一實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的材料。深圳貝特瑞新能源材料有限責(zé)任公司、上海杉杉科技有限公司等已經(jīng)躋身世界級(jí)公司?？蛻舭ㄋ上?、三星、日立、比亞迪等 130多家廠商。因?yàn)槭陔娊庖褐袝?huì)形成鈍化膜，該膜雖可傳遞鋰離子，但會(huì)引起能
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