未來四大最有前途的鋰離子電池材料

我國儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò):鋰離子電池發(fā)展處于瓶頸期，能量密度已接近物理極限。我們要新材料或新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的突破。以下電池材料一直受到業(yè)界的青睞，或?qū)⒊蔀橥黄其囯x子電池壁壘的突破口。

1、硅碳復(fù)合陽極材料

大屏幕后的數(shù)字終端產(chǎn)品，功能多樣化，對(duì)電池壽命提出了新的要求。目前，鋰離子電池材料的容量較低，不能滿足終端電池日益上升的需求。

硅碳復(fù)合材料作為未來的陰極材料，其理論克容量約為4200mAh/g以上，比石墨類陰極的372mAh/g多10倍，經(jīng)過工業(yè)化處理后，將大大提高電池的容量。

硅碳復(fù)合材料存在的重要問題有:

在充放電過程中，體積可膨脹至300%，導(dǎo)致硅顆粒的硅化，材料容量損失。同時(shí)，吸力差。

可憐的循環(huán)壽命。目前，通過納米硅粉、硅碳涂層、摻雜等手段解決了上述問題，一些公司已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。

相關(guān)的研發(fā)公司:

目前，各材料廠家正在開發(fā)硅碳復(fù)合材料，如BTR、雪花、星城石墨、湖州創(chuàng)亞、上海姍姍、華為、三星等。國內(nèi)負(fù)極材料公司對(duì)硅基材料的研發(fā)情況如下:大部分材料供應(yīng)商仍處于研發(fā)階段，只有上海姍姍進(jìn)入了試產(chǎn)階段。

2、鈦酸鋰

近年來，國內(nèi)鈦酸鋰的研究與開發(fā)較為活躍。

鈦酸鋰具有以下優(yōu)點(diǎn):

循環(huán)壽命長(可達(dá)10000次以上)，屬于零應(yīng)變材料(體積變化小于1%)，不出現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的SEI膜;

高安全。插層鋰具有電位高、無枝晶、充放電熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

可以快速充電。

目前，限制鈦酸鋰使用的重要因素是價(jià)格高，高于傳統(tǒng)的石墨，以及鈦酸鋰的低克容量，約為170mAh/g。只有改進(jìn)生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，才能發(fā)揮鈦酸鋰循環(huán)壽命長、充電快的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合市場和技術(shù)，鈦酸鋰更適合于沒有空間要求的公交和儲(chǔ)能領(lǐng)域。

相關(guān)的研發(fā)公司:

珠海銀龍、四川興能、湖州威宏電力有限公司、深圳北特瑞新能源材料有限公司、湖南姍姍新材料有限公司等多家規(guī)模較小的鈦酸鋰生產(chǎn)商在安徽及周邊的深圳。

3、石墨烯

自2010年獲得諾貝爾獎(jiǎng)以來，石墨烯受到了全世界的關(guān)注，尤其是在我國。石墨烯具有良好的透光率、良好的導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異性能，掀起了國內(nèi)石墨烯研究開發(fā)的熱潮。

石墨烯在鋰離子電池中的潛在應(yīng)用包括:

作為陰極材料。石墨烯具有較高的g容量，可逆容量約為700mAh/g，高于石墨陽極容量。此外，石墨烯良好的導(dǎo)熱性保證了其在電池系統(tǒng)中的穩(wěn)定性，石墨烯片間距大于石墨片間距，使得鋰離子在石墨烯片之間的擴(kuò)散通暢，有利于提高電池的功率性能。由于石墨烯生產(chǎn)技術(shù)不成熟，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，作為負(fù)極材料的石墨烯還存在一些問題，如一次放電效率低(約65%)。可憐的自行車性能;價(jià)格較高，明顯高于傳統(tǒng)的石墨陰極。

鋰離子電池作為一種正極和負(fù)極添加劑，可以提高電池的穩(wěn)定性，延長循環(huán)壽命，新增內(nèi)部電導(dǎo)率。

由于石墨烯的量產(chǎn)工藝不成熟、價(jià)格昂貴、性能不穩(wěn)定，石墨烯將是第一個(gè)作為正極和負(fù)極添加劑用于鋰離子電池的材料。

相關(guān)的研發(fā)公司:

佳威股份、東旭光電、青島浩欣新能源、廈門凱納等

4、碳納米管

碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，具有良好的導(dǎo)電性。