為何鋰離子電池的能量密度有限

由于電動汽車的續航里程短，價格高，許多潛在客戶都對它們敬而遠之。

鋰離子動力鋰電池的能量密度已經成為其產業化的瓶頸，美國、日本、韓國等國家都制定了相關的產業政策，都提出到2020年能量密度達到300Wh/kg。日前，在國家重點專項扶持下，寧德時代新能源科技有限公司成立。研發團隊占據高鎳三元材料和硅碳陰極材料等關鍵技術中心，率先公開宣布比能(質能密度)達到304Wh/kg的電池樣品，在本次世界大賽中獲勝。

為何鋰離子電池的能量密度受到限制

通過人都兩脈，彌補正極材料的不足

鋰離子動力鋰電池是應用最廣泛的新能源汽車動力鋰電池，是新能源汽車的核心。其優點在于能量密度高，循環壽命長，技術難點在于安全性和安全性要求高，制備過程繁瑣，生產技術一直掌握在世界上少數幾個國家手中。

電池的能量密度是指電池每單位體積或質量所釋放的電能。目前，能量密度的新增已經成為鋰離子電池發展的最大瓶頸，面對許多專家級難題。據《寧德時報》首席科學家吳凱介紹，電池制造商可以通過新增電池規格來擴大電池容量，但電池的肥胖可能會生長來治療癥狀，而不是根本原因。

為何鋰離子電池的能量密度受到限制

是什么束縛了鋰離子電池的能量密度?

據吳表示，電池背面的化學系統是重要原因。一般來說，鋰離子電池的四個部分是非常關鍵的:正極、負極、電解液、隔膜。在正極和負極之間是發生化學反應的地方，相當于人體的人都兩脈。

因為現在陽極材料的能量密度遠高于陽極,陽極材料變成了短的桶的下限,鋰離子電池的能量密度取決于陽極材料、先進材料的能量密度必須不斷提升為陽極材料。但我國高鎳材料發展起步較晚，技術相對薄弱，制備工藝和設備條件相對落后。

批量安全供應高功能高鎳負極材料，是高比能電池發展的關鍵技術難點之一。Berenikeullmann說,為此,寧德時間依賴國家工程研究中心和福建省重點實驗室嚴肅的科學研究平臺,通過合作協調發展與產業鏈上游和下游單位,原材料的優化工藝條件,提出安全結構、微觀結構的調整,操作材料的畫,和規范分布,逐步完成了國內高鎳材料的規模化生產和應用。

競爭對手的類似材料,比較我國和韓國,現在國內高密度高鎳材料的可逆容量高,壓實,表面和身體結構是相對穩定的特點,將打破日本和韓國的技術壟斷,提高國內產業鏈技術水平和國內競爭力電池中心,集唯一的道路上的絆腳石。

為何鋰離子電池的能量密度受到限制

顛覆傳統，處理陰極材料的硬傷

負極材料也是鋰離子電池的核心材料之一。隨著對續航里程的需求不斷新增，傳統的石墨陰極電池的能量密度已經不能滿足市場的希望。

據估計，硅基陽極材料的比容量可達石墨陽極的10倍，被認為是后者的替代品。應用傳統硅基材料，首選碳涂層技術，即表面硅基碳復合材料層。吳凱介紹，但由于在充放電過程中硅材料的體積變化多達300%，涂在表面的碳材料經過幾個循環后就會斷裂、墜落，對硅材料的保護用途大大減弱，導致電池的循環功能不足。