鉅大LARGE | 點(diǎn)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(shí),電池背后的化學(xué)體系是重要原因。一般而言,鋰離子電池的四個(gè)部分非常關(guān)鍵:正極、負(fù)極、電解質(zhì)、膈膜。其中正負(fù)極是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方,相當(dāng)于人體任督二脈。
由于目前負(fù)極材料的能量密度遠(yuǎn)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(jí)正極材料。但是,我國(guó)高鎳材料開(kāi)發(fā)起步晚,技術(shù)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(dòng)力鋰電池開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)之一。
負(fù)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(fù)極材料。隨著對(duì)續(xù)航里程需求的持續(xù)升級(jí),傳統(tǒng)石墨負(fù)極已不能滿足市場(chǎng)對(duì)電池能量密度的期望。
據(jù)測(cè)算,硅基負(fù)極材料的比容量可達(dá)石墨負(fù)極的10倍,被看作是后者的替代者。傳統(tǒng)硅基材料的應(yīng)用,重要采用碳包覆技術(shù),即在硅材料表面復(fù)合一層碳材料。但由于硅材料充放電過(guò)程中體積變化高達(dá)300%,多次循環(huán)后表面包覆的碳材料會(huì)破碎、脫落,對(duì)硅材料的保護(hù)用途大幅減弱,從而導(dǎo)致電池循環(huán)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(chē)?yán)m(xù)航里程,重要取決于電池包的能量密度。