富鋰錳基電池會是未來鋰電的發展主流嗎?
2019/02/13 07:32
作者:郭晁昕
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目前,電動汽車面臨續航里程短和安全性不足等問題。因此,研發出新一代高能量密度的動力電池,是動力電池未來技術發展的必然要求和趨勢。在這種情況下,富鋰錳基材料電池就應運而生。然而,富鋰錳基電池會是未來鋰電池的發展主流嗎?
對于現階段的鋰電池來說,富鋰錳基材料電池存在著諸多優點,更何況我們當初設計電池的第一準則是容量匹配,也就是正負極的容量要匹配。而目前鋰離子電池的正極比容量很低,在電池中的質量非常大。而在已知正極材料中,富鋰錳基正極材料放電比容量達250毫安時/克以上,幾乎是目前已商業化正極材料實際容量的兩倍左右。同時,這種材料以較便宜的錳元素為主,貴重金屬含量少,與常用的鈷酸鋰和鎳鈷錳三元系正極材料相比,不僅成本低,而且安全性好。因此,富鋰錳基正極材料被視為下一代鋰動力電池的理想之選。
雖然它是目前已知最能改變動力電池現狀的電池材料。但是,現階段想要將富鋰錳基電池生產化還存在著諸多問題,雖然富鋰錳基正極材料具有放電比容量的絕對優勢,但要將其實際應用于鋰動力電池,必須解決以下幾個關鍵技術問題:一是降低首次不可逆容量損失;二是提高倍率性能和循環壽命;三是抑制循環過程的電壓衰減。目前解決這種材料問題的手段很多:包覆、酸處理、摻雜、預循環、熱處理等方法,但是這些方法只能在某些方面提升材料的性能,還沒有萬全之策。所以目前實現富鋰錳基動力電池的產業化應用并不現實。
富鋰錳基電池在下一代電池技術當中能量的密度是最高的,并且成熟性相較于其它的電池也有其獨特的優勢。有望解決目前純電動汽車續航里程過短等問題。所以,可以說富鋰錳基電池的前途無可限量,只要解決我們目前富鋰錳基電池所面臨的關鍵問題,將來或許會成為鋰電池的主流。