鉅大LARGE | 點擊量:1123次 | 2020年11月02日
到底是什么限制了鋰離子電池的能量密度?
其實,電池背后的化學體系是重要原因。一般而言,鋰離子電池的四個部分非常關鍵:正極、負極、電解質、膈膜。其中正負極是發生化學反應的地方,相當于人體任督二脈。
由于目前負極材料的能量密度遠大于正極,正極材料就成為了木桶的短板,鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料,所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。但是,我國高鎳材料開發起步晚,技術積累較為薄弱,制備工藝及裝備條件較為落后。高性能的高鎳正極材料,是高比能量動力鋰電池開發的關鍵技術難點之一。
負極材料也是鋰離子電池的核心材料之一,目前大多采用石墨作為負極材料。隨著對續航里程需求的持續升級,傳統石墨負極已不能滿足市場對電池能量密度的期望。
據測算,硅基負極材料的比容量可達石墨負極的10倍,被看作是后者的替代者。傳統硅基材料的應用,重要采用碳包覆技術,即在硅材料表面復合一層碳材料。但由于硅材料充放電過程中體積變化高達300%,多次循環后表面包覆的碳材料會破碎、脫落,對硅材料的保護用途大幅減弱,從而導致電池循環性能不佳。在能耗不變,體積和重量都受限的情況下,新能源汽車續航里程,重要取決于電池包的能量密度。
上一篇:詳解磷酸鋰鐵電池的優點以及其缺點