鉅大LARGE | 點擊量：14475次 | 2018年11月28日
鋰電池的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢
一、鋰電池技術(shù)的研究進展
隨著近年來我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，研發(fā)出能量密度更高、功率更大、循環(huán)使用壽命更長高效能鋰離子電池已成為科研工作者研究的重點內(nèi)容。在當前能源技術(shù)視域中，制約高效能鋰離子電池商業(yè)化應(yīng)用的主要因素是缺乏系統(tǒng)化的科學(xué)理論支撐，新的鋰離子電池系統(tǒng)以及高性能處理材料目前還沒有完全形成，新型處理材料及電解質(zhì)材料的研發(fā)應(yīng)用還處在初步探索階段，沒有形成科學(xué)系統(tǒng)的理論體系。
（一）鋰離子電池正極材料的研發(fā)
在鋰電池研發(fā)及應(yīng)用中，正極材料的使用被看作鋰電池研究和應(yīng)用的核心內(nèi)容，歷來都是科研工作者重點方向。正極材料不但要作為能源存儲媒介，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和電力可持續(xù)獲取，在電池內(nèi)部兩級材料之間的鋰，還負擔(dān)電池負極材料正極材料固液界面膜（SEL膜）所消耗的鋰。因此在鋰電池研發(fā)及應(yīng)用中，需要的正極材料具有電位高、比容量高、密度大等特點，能保持較長的使用壽命和較佳的使用密度。
（二）鋰電池的負極材料
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從目前的科學(xué)研究趨勢來看，鋰電池應(yīng)用的負極材料應(yīng)該能容納大量正鋰離子，具有較好的導(dǎo)電性，具備一定的穩(wěn)定性。目前廣泛應(yīng)用的負極材料難以滿足上述需求，存在放電效率低、大電流充放電速度慢等缺陷。因此研究出化學(xué)性能更好的負極材料，以及進一步改進現(xiàn)有材料的生產(chǎn)工藝已成為提高鋰電池性能的重要方法。目前鋰電池的負極材料主要使用模式可分為三種情況：嵌入型、合金型及轉(zhuǎn)化型三種，每種負極材料使用模式適用于不同性能鋰電池的研究及應(yīng)用，在不同情況下具有不同使用特點，在當前科學(xué)技術(shù)及能源利用方面需要更多的科研學(xué)者參與到新型材料研發(fā)中，結(jié)合新的技術(shù)及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出高效能的鋰電池。
二、目前我國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
我國從改革開放之后就開始進行鋰電池研究工作，20世紀70年代后期，很多科學(xué)家投入到鋰電池生產(chǎn)研發(fā)中。進入21世紀以來，日本鋰離子電池年產(chǎn)量多達數(shù)十億只，約占全球95.3%的市場，而我國鋰電池年產(chǎn)量只為0.45億只，占全世界市場份額不足2.7%。為了順應(yīng)時代發(fā)展要求，政府出臺了一系列關(guān)于扶持鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，先后在十五規(guī)劃、十一五規(guī)劃、十二五規(guī)劃中就鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了明確的指示。其中動力鋰電池技術(shù)被我國納入到優(yōu)先戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃中，成為社會科研機構(gòu)重點研究課題。在國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展紅利的引誘下，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)有了長足的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)格局已基本形成，包括深圳比亞迪、天津力神等鋰離子電池企業(yè)快速崛起。到2014年，我國鋰離子電池年產(chǎn)量達50億只，已成為全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)及應(yīng)用的國家。
三、當前我國鋰電池研究發(fā)展中存在的問題及對策
目前我國鋰電池在能量密度和功率輸出的關(guān)鍵性性能指標方面雖有明顯提升，但在材料制造以及核心技術(shù)儲備方面與歐美發(fā)達國家尚存在一定差距。針對目前我國鋰電池研究及應(yīng)用中存在的不足，就要將關(guān)鍵材料、技術(shù)和知識集中統(tǒng)籌起來針對存在的問題進行針對性解決，以維護我國能源安全。
事實上基于先進技術(shù)以及材料儲備、人才隊伍能夠開發(fā)出具有高能量和高功率密度、安全可靠、使用壽命長、性能穩(wěn)定的鋰離子電池，以達到實踐應(yīng)用的目標。這種新型的能源動力裝置將滿足我國在汽車制造、大中型電動交通工具、特種航天以及特種建設(shè)等領(lǐng)域的能源需求，對促進我國工業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級，達到4.0生產(chǎn)水準，合理優(yōu)化資源配置具有重要意義。同時國內(nèi)特種航天領(lǐng)域，對大容量鋰離子電池的研發(fā)，尚處于起步階段，在使用周期以及使用效能方面上存在著一定不足，因此對于企業(yè)，放電性能及使用壽命要進一步加強研究，進一步提高其生產(chǎn)水準。
四、未來鋰離子電池研究及應(yīng)用展望
隨著材料技術(shù)和制造工藝不斷進步，鋰離子電池在日常使用及專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍將不斷擴大，我國鋰離子電池年產(chǎn)量將不斷提高，生產(chǎn)工藝技術(shù)將得到進一步加強。在可以預(yù)見的將來，為了適應(yīng)不同的存儲媒介以及使用空間環(huán)境鋰離子電池必將由現(xiàn)在的單品種及多品種模式向特種化方向發(fā)展的趨勢，生產(chǎn)工藝將得到進一步改進。高使用效率、較長的壽命使用周期將是未來鋰離子電池具備的主要特征。發(fā)展新型高性能低成本的鋰離子電池及相應(yīng)的化學(xué)應(yīng)用材料，將不斷完善我國的產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)置，強化相應(yīng)的生產(chǎn)機制，提高我國鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈整體生產(chǎn)水平。
綜上所述，未來我國對于鋰電池的研究將呈現(xiàn)多元化趨勢，生產(chǎn)工藝和技術(shù)將得到明顯提升，為了滿足不同情況下鋰電池使用問題，鋰電池的放電效能及使用壽命將得到加強，我國的鋰電池生產(chǎn)能力也將得到全面強化，將形成新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。
