毛片大全-91久久久久久久-麻豆影音-91视频免费播放-一本色道久久综合亚洲精品按摩-日本中文在线观看-国产三级影院-国产特级毛片aaaaaa-日韩一卡二卡三卡-夜夜嗨av禁果av粉嫩av懂色av-亚洲精品456-国产日韩成人-日韩性生交大片免费看-日韩欧美有码-老头糟蹋新婚少妇系列小说

鋰電池的能量密度是否還有進一步提升的空間?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年05月27日  

  當前,純電動汽車大規模產業化所面臨的第一大障礙,就是“里程焦慮”的問題。對于純電動汽車而言,其續航里程是由動力電池系統所能存儲的電能決定的,因此動力系統的能量密度就成了制約電動車續航里程的決定性因素。

1.png


  鋰電池的能量密度是否還有進一步提升的空間?


  BMW的計算表明,消費者對純電動汽車可接受的最低實際行駛里程是300Km(大約是目前普通轎車油箱滿油續航里程的三分之一),如果在保持動力電池系統的重量與現有普通家庭轎車的動力總成(Powertrain)相差不大的情況下,動力電池系統的能量密度要達到250Wh/Kg的水平,也就是說單體電芯的能量密度要達到300Wh/Kg。


  那么目前的鋰電體系,在滿足安全性、循環性和其它技術指標的前提下,其能量密度能否達到300Wh/Kg呢?


  對于鋰離子電池而言,其理論能量密度可以通過正負極材料比容量和工作電壓進行估算。這里,筆者暫且拋開復雜的電化學和結構化學的概念,做些通俗易懂的分析。


  現有的鋰電體系,其實只能算是“半個”高能電池,因為它的高比能量主要是建立在負極極低的電極電勢基礎之上,而目前商業化的幾種過渡金屬氧化物正極材料(LCO、LMO、LFP和NMC)不管是工作電壓還是比容量都并不明顯優于水系二次電池的正極材料。


  因此,要想使鋰電成為“真正”的高能電池僅有兩條道路:提高電池工作電壓或者提高正負極材料的比容量。因為負極工作電壓已經沒有降低的可能,那么高壓就必須著眼于正極材料。鎳錳尖晶石和富鋰錳基固溶體正極材料(OLO)的充電電壓分別為5V和4.8V,必須采用全新的高壓電解液體系。


  5V鎳錳尖晶石由于容量較低,實際上并不能有效提升電池的能量密度。目前OLO的實際容量可以達到250mAh/g以上,已經很接近層狀過渡金屬氧化物正極的理論容量。


  Si/C復合負極材料以及硅基合金負極材料的比容量已經達到600-800mAh/g,這個容量范圍幾乎是其實用化(保證適當循環性并抑制體積變化)的極限。如果OLO和硅基高容量負極搭配,其能量密度大約在350Wh/Kg左右的水平。


  筆者這里要強調的是對3C小電池而言,體積能量密度比質量能量密度更為重要。也就是說,層狀正極材料(LCO和NMC)向更高電壓或者更高Ni含量發展,比目前炒作得很熱門的富鋰錳基固溶體正極更具實際應用價值。


  隨著更高電壓LCO技術和更高鎳含量NMC三元材料的日益成熟,未來采用更高壓或者更高鎳含量的層狀正極材料搭配高容量Si/C復合負極或者合金負極材料,小型3C鋰電的能量密度有可能進一步提升到300Wh/Kg的水平。


  要想進一步提高鋰電的比能量,那么就必須打破現在的嵌入反應機理的束縛,跟其它常規化學電源一樣采用異相氧化還原機理,也就是采用金屬鋰做負極。但是鋰枝晶容易導致短路以及高活性枝晶與液體有機電解液的強烈反應,使問題又回到了鋰離子電池的起始點。


  其實,鋰離子電池采用石墨負極的根本原因,正是因為石墨嵌鋰化合物(GIC)避免了金屬鋰枝晶的形成,并且GIC降低了金屬鋰的高活性使得穩定的SEI界面成為可能。所以,基于嵌入反應的鋰離子電池其實是不得已的折衷辦法!


  近兩年,國際上關于金屬鋰負極的研究掀起了一陣小高潮,比如最近炒作的很熱門的美國SolidEnergy。其實從基礎研究的角度而言是很好理解的,正如筆者前面提到的,正極材料的容量已經沒有多少提高的余地,電解質無助于能量密度的提升,那么剩下的也就只能從負極這塊著手了,使用金屬鋰負極的電池自然是“終極鋰電池”。


  理論上,采用無機固體電解質、聚合物電解質或者液態電解液添加特殊添加劑都有可能緩解鋰枝晶的形成,但是在電芯的實際生產上會面臨諸多技術困難。正如筆者在安全性章節里討論過的,以金屬鋰做負極的“終極鋰電池”能否實現,安全性問題將是第一決定性因素。


  筆者個人認為,基于無機固體電解質的全固態鋰離子電池(All-solid-stateLi-ionbattery)才有可能讓金屬鋰負極的實際應用成為可能。日本Toyota(豐田汽車)是國際上全固態電池的領頭羊,目前其發展出的原型電池在技術水平上遙遙領先其它企業和科研機構,而Toyota在該領域已經有近20年的研發積累。


  但是大型動力電池由于諸多技術指標的嚴格限制,在電極材料的選擇、體系搭配、極片工藝和電芯結構設計等方面跟3C小電池有很大不同。這些因素使得即便是相同正負極搭配體系,大型動力電池的能量密度要比小型容量型電池低不少。


  比如,基于安全性還有循環性等多方面因素的考量,動力電池需要盡量維持在較低的電壓(4.2/4.3V)水平,也就是說3C小電池的高電壓策略在動力電池上或許不適合。


  目前LG的大型三元材料動力單體電池的能量密度已經超過220Wh/Kg的水平。筆者個人認為在技術上仍然有進一步提升的空間,未來單體三元動力電池應該可以達到250Wh/Kg的水平。


  但是,要在滿足安全性還有循環性溫度性能以及成本等多方面要求的前提下再進一步提升常規液態鋰離子電池的單體能量密度,在技術上就非常困難了。電芯成組以后能量密度一般會損失20%左右(TeslaModelS損失高達45%),也就是說200Wh/Kg有可能是常規鋰離子動力電池系統的能量密度的一個瓶頸。


相關產品

主站蜘蛛池模板: 亚洲黄色网页 | 少妇被躁爽到高潮 | 国产在线视频网 | 天天综合久久综合 | aaaaaa毛片| 伊人网色| 青青操原 | 免费人成 | 国产午夜精品在线观看 | 欧美日韩在线视频一区 | 闺蜜张开腿让我爽了一夜 | 青春草在线视频观看 | 让男按摩师摸好爽视频 | 久久影视 | 亚洲AV无码片久久精品 | 操干视频| 国产aⅴ爽av久久久久成人 | 国产一区二区三区视频在线播放 | 宅男噜噜噜 | 色综合久久88色综合天天 | 激情婷婷综合 | 99精品在线免费观看 | 欧美黑人一级爽快片淫片高清 | 午夜视频在线 | 欧美综合国产 | 自拍偷拍亚洲欧美 | 神马久久av | 国精产品乱码一区一区三区四区 | 国产精品亚洲二区 | 九九九热精品 | 九九热精品视频 | av成人在线免费观看 | 午夜精品三级久久久有码 | 91二区 | 久久免费视频网站 | 国产精品一区二区久久 | 91麻豆产精品久久久久久夏晴子 | 欧美日韩精品一区二区 | 亚洲一片 | 国产视频一区在线播放 | 国产天堂第一区 | 朴麦妮原版视频高清资源 | 国产免费专区 | www.超碰97| 国产911在线观看 | 又污又黄的网站 | 欧洲一区二区三区 | 人人爱人人澡 | 亚洲最大成人网站 | 免费在线性爱视频 | 国产又色又爽 | 黄色网址在线播放 | 精品中文字幕在线 | 亚洲最大福利视频 | 特级做a爱片免费69 国产午夜一区二区三区 | 亚洲天堂视频网 | 都市激情校园春色 | 天天操夜夜草 | 亚洲国产一二三区 | 性生活视频在线播放 | 欧美无遮挡 | 精品国产aⅴ一区二区三区东京热 | 奇米第四色在线 | 特级特黄aaaa免费看 | 国产精品成久久久久三级 | 精品国产av鲁一鲁一区 | 中文字幕 人妻熟女 | 中文字幕成人在线观看 | 免费成人在线看 | 久久99免费视频 | 日韩美女视频一区 | 四虎精品一区二区三区 | 超碰在线公开 | 亚洲丁香花色 | 久久91亚洲人成电影网站 | 91麻豆蜜桃 | 欧美三级一区二区 | 精品少妇人妻av一区二区三区 | 成人av动漫在线观看 | 久久久精品 | 深夜福利亚洲 | 永久看看免费大片 | 欧美一区二区三区成人精品 | 成人3d动漫一区二区三区91 | 中文字幕日韩欧美 | 欧美日韩高清不卡 | 中文字幕色哟哟 | 男女叼嘿视频 | 天天操天天舔 | 91精品人妻一区二区三区果冻 | 日本伦理一区二区 | 日本公妇乱偷中文字幕 | 亚洲欧美自拍偷拍 | 色福利视频 | 国产午夜精品一区二区理论影院 | 天天色天天射天天操 | 欧美国产精品一区二区 | 日韩经典av | 国产精品成人一区二区三区电影毛片 |