低溫鋰電池的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

1、低溫鋰電池的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用 低溫鋰電池的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用 【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)的電池行業(yè)也得到了快速的開(kāi)展，目前商業(yè)化的低溫鋰離子電池之能量密度約為鎳鎘堿性電池的二倍以上。而高能量密度電池的關(guān)鍵在于高負(fù)載容量之電極材料的開(kāi)發(fā)，對(duì)于可逆的電極材料而言，具有層狀或隧道結(jié)構(gòu)等開(kāi)放性結(jié)構(gòu)材料為最適用。在鋰離子二次電池中，此類結(jié)構(gòu)提供了鋰離子容易進(jìn)出的管道與快速的遷移率，可增加電池的循環(huán)壽命。 【關(guān)鍵詞】低溫鋰電池；研究現(xiàn)狀；應(yīng)用 引言 低溫鋰電池產(chǎn)業(yè)是我國(guó)高新技術(shù)未來(lái)開(kāi)展的趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展對(duì)于動(dòng)力電池的要求也越來(lái)越高，這就導(dǎo)致動(dòng)力電池開(kāi)始朝著高科技和高性能的方向開(kāi)展，而低溫鋰電池正好

2、能夠適應(yīng)目前的開(kāi)展要求。低溫鋰電池開(kāi)始慢慢走入人們的生活，在給人們帶來(lái)便利的同時(shí)也增加了鋰電池的消耗量，這就要求相關(guān)的研究人員積極開(kāi)發(fā)新方法，提上下溫鋰電池的利用率。 1、鋰電池分類 目前，鋰電池可以分為液態(tài)的和聚合物的兩種，液態(tài)鋰電池分具有正負(fù)極，它所采用的材料為兩種物質(zhì)的層間化合物。鋰電池還能夠分為可以充電的和不可充電的兩種，可以充電的鋰電池在電量耗盡時(shí)還能夠通過(guò)其他方式將電能通過(guò)轉(zhuǎn)化重新使用，能夠充電的電池相當(dāng)于一個(gè)銀行，能夠儲(chǔ)蓄電能，這也是它最大的特點(diǎn)。不能夠充電的鋰電池也叫一次性電池，它是單向的，不能夠儲(chǔ)存電能。鋰電池有很多優(yōu)點(diǎn)，因此，它的使用范圍也比擬廣泛，鋰電池的體積比擬小，使用

3、方便，由于鋰電池的材料比擬特殊，因此，它的質(zhì)量比擬輕，而且能量比擬高，污染很小，還能夠循環(huán)利用。由于鋰電池眾多的優(yōu)點(diǎn)，因此，它也成為了21世紀(jì)的理想能源。鋰聚合物電池從正負(fù)極材料分類：可分為鋰離子LIB，聚合物PLB。 2、低溫鋰電池的缺點(diǎn) 低溫鋰電池的開(kāi)展一直備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，自從低溫鋰電池產(chǎn)生以來(lái)，由于其具有質(zhì)量輕、可重復(fù)利用等眾多優(yōu)點(diǎn)而得到了眾多生產(chǎn)廠家的青睞，雖然低溫鋰電池取得了很好的開(kāi)展，但是，它也有很多局限。雖然鋰電池的利用率很高，而且可以充電的鋰電池還能夠?qū)掖沃貜?fù)利用，但是鋰電池的本錢卻很高，這主要是由于鋰電池的原材料不多，而且原材料的開(kāi)采和加工比擬復(fù)雜，再加上它的提純問(wèn)題，

4、就導(dǎo)致它本錢的增加。由于鋰電池的原材料比擬特殊，在加工過(guò)程中容易與其他元素發(fā)生化學(xué)反響，因此，容易造成平安事故的發(fā)生，這也是鋰電池的又一重要缺點(diǎn)，一旦鋰電池發(fā)生化學(xué)反響就容易產(chǎn)生可燃?xì)怏w，造成用電器的腐蝕和損壞，這就給加工鋰電池的工廠和員工以及研究人員造成了平安威脅。鋰電池的平安問(wèn)題也成為了它繼續(xù)開(kāi)展的主要障礙。因此，很多研究人員都希望能夠找到相對(duì)平安的電解質(zhì)，以降低鋰電池在加工過(guò)程中的危險(xiǎn)。還有就是鋰電池的電阻問(wèn)題，由于鋰電池在使用過(guò)程中需要的電壓比擬高，因此，這就限制了它在電開(kāi)工具中的應(yīng)用情況。無(wú)論是在鋰電池充電的時(shí)候還是放電的時(shí)候都釋放較大的電阻，因此，鋰電池只能夠在較小電流的電器中使用

5、。由于鋰電池的廣泛應(yīng)用，全世界的科技和工業(yè)都開(kāi)始注重它的研發(fā)，各國(guó)的學(xué)者開(kāi)始積極的投入到開(kāi)發(fā)鋰電池新產(chǎn)品和新技術(shù)的狂潮中，目前的研究方向是積極尋找技術(shù)，提高鋰電池的平安性、降低鋰電池的生產(chǎn)本錢，進(jìn)一步提高鋰電池的使用率和擴(kuò)大鋰電池的使用范圍，使鋰電池能夠更加廣泛的應(yīng)用于各種相關(guān)產(chǎn)業(yè)中。比能量較低也是目前限制鋰電池開(kāi)展的主要障礙，由于這個(gè)缺點(diǎn)導(dǎo)致鋰電池?zé)o法應(yīng)用于純電動(dòng)車中。由于鋰電池的低比能量，因此，在純電動(dòng)車的運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)提前消耗完，導(dǎo)致后來(lái)都是電動(dòng)車在背著電池運(yùn)行，造成能源的極大浪費(fèi)。 3、中國(guó)低溫鋰電池產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展現(xiàn)狀 3.1現(xiàn)狀 自低溫鋰電池產(chǎn)生以來(lái)，在國(guó)內(nèi)得到了很好的開(kāi)展，它相關(guān)的技

6、術(shù)也開(kāi)始逐漸走向成熟，目前來(lái)說(shuō)，錳酸鋰技術(shù)較為成熟，其缺點(diǎn)是單體電池壽命短。磷酸亞鐵鋰系的技術(shù)相對(duì)于錳酸鉀來(lái)說(shuō)相對(duì)較弱，但是由于其比擬經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因此，國(guó)內(nèi)的很多企業(yè)都采用這種方法，雖然磷酸亞鐵系的使用范圍比擬廣泛，但是它的缺點(diǎn)也很明顯，這種方法存在嚴(yán)重的知識(shí)產(chǎn)權(quán)隱患，而且由于這種方法的局限性，使得鋰電池的耐低溫性能較差，限制了鋰電池的使用范圍。這兩種方法各有優(yōu)劣，在使用過(guò)程中具體采用哪種方法還要根據(jù)企業(yè)開(kāi)展的需要和使用的需要來(lái)決定，相關(guān)的學(xué)者也應(yīng)該繼續(xù)努力開(kāi)發(fā)出新的技術(shù)。 3.2存在的問(wèn)題 雖然鋰電池行業(yè)在國(guó)內(nèi)得到了很好的開(kāi)展，但是也存在很多問(wèn)題，主要有：一、戰(zhàn)略定位不準(zhǔn)。鋰二、管理體制不清。

7、目前國(guó)內(nèi)的低溫鋰電池的生產(chǎn)企業(yè)一般規(guī)模比擬小，相應(yīng)的管理體系不健全，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)開(kāi)展受到局限，生產(chǎn)質(zhì)量也難以保證。三、標(biāo)準(zhǔn)體系缺失?，F(xiàn)在鋰電池生產(chǎn)企業(yè)一套模具本錢幾十萬(wàn)，不能提速開(kāi)展。很多模具只使用一次，造成極大浪費(fèi)。低溫鋰電池由于其眾多優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于交通、軍事等多種領(lǐng)域，未來(lái)巨大的應(yīng)用空間。近年來(lái)，全球市場(chǎng)對(duì)鋰電池的需求年均增長(zhǎng)超過(guò)20%。 4、低溫鋰電池的未來(lái)走向 目前，低溫鋰電池的開(kāi)展也受到了很大的限制，但從商業(yè)方面來(lái)說(shuō)，低溫鋰電池的開(kāi)展是成功的，但是對(duì)鋰離子電池及其研究者而言，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。根據(jù)2021年的新型鉛酸電池的研發(fā)以及我國(guó)鉛酸電池行業(yè)內(nèi)的整合，日本研究工作者將鈉硫電池在儲(chǔ)能上的

8、應(yīng)用，以及近年來(lái)研究所、學(xué)校關(guān)注的鋰硫電池和鋰空氣電池的開(kāi)展，都將對(duì)當(dāng)前鋰離子市場(chǎng)造成沖擊。特別是有研究報(bào)告稱，近期美國(guó)的研究人員的一項(xiàng)重大技術(shù)突破將有可能是鋰空氣電池有潛力實(shí)現(xiàn)電池技術(shù)的一大飛躍，因?yàn)榕c標(biāo)準(zhǔn)電池相比它減輕了重量，降低了復(fù)雜度。 只有通過(guò)創(chuàng)新才能夠拯救鋰電池的開(kāi)展，目前研究者的重點(diǎn)任務(wù)就是工藝創(chuàng)新，從而降低電池的生產(chǎn)本錢，提上下溫鋰電池的重復(fù)利用率和穩(wěn)定性等性能。從技術(shù)方面來(lái)看，低溫鋰電池的開(kāi)展方向應(yīng)該是：充分利用鋰電池?zé)o污染的優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)出更加具有使用價(jià)值的動(dòng)力電池；利用高新技術(shù)和新材料新工藝開(kāi)發(fā)出平安性更高的低溫鋰電池。進(jìn)一步降低鋰離子電池的本錢和提高電池的平安性能對(duì)鋰離子電池的商業(yè)化應(yīng)用來(lái)說(shuō)，那么需要通過(guò)行業(yè)內(nèi)的運(yùn)行管理模式調(diào)整，來(lái)到達(dá)生產(chǎn)高標(biāo)準(zhǔn)的電池的要求，其實(shí)這也是占全球40%正極材料銷量的中國(guó)最需要關(guān)注的和開(kāi)展的，這就如同中國(guó)為何是制造大國(guó)而不是制造強(qiáng)國(guó)，這種現(xiàn)象在中國(guó)的鋰離子電池市場(chǎng)也同樣存在，并且相當(dāng)嚴(yán)重。 結(jié)束語(yǔ) 低溫鋰電池具有無(wú)污染、回收利用率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，由于在航空和軍用以及電子方面的應(yīng)用，它的研究和開(kāi)發(fā)已取得重大進(jìn)展。但鋰離子電池研制中還存在許多問(wèn)題。如何解決這些問(wèn)題，是未來(lái)幾年化學(xué)電源研制的重點(diǎn)之一。因此，動(dòng)力鋰電池將成為新一代動(dòng)力電池的開(kāi)展方向。鑒于鋰電池對(duì)于我國(guó)電池行業(yè)開(kāi)展的重要性，因