中国粉体网讯 锂电池在我们生活中扮演的角色越来越重要,在各领域的应用日趋广泛,尤其是在电动汽车、新能源、军事等领域逐步推广,各国以及各大企业纷纷加大研发支持力度。与此同时,石墨烯、纳米材料等先进材料制备技术不断完善,与锂离子电池研发加速融合,2016年锂离子电池行业涌现处多项新技术和新产品,噱头十足。
但是除了锂离子电池,其实还有一类锂电池,叫做锂金属电池。它是电池界的未来之星,其商业价值及应用前景不容小觑。
锂离子电池VS锂金属电池
在过去的30年里,锂电池行业(包括锂金属和锂离子)取得了极大的进展,包括新的正极、更安全的隔膜材料、更好的电芯组装工艺。在负极和电解液方面仅有几次阶跃性的发展,锂电池发展历史可以根据负极来分类,如图1所示。
图1:由负极角度看锂电池的历史
锂离子电池与锂金属电池的差别主要在于前者的负极是石墨材料 ,而后者使用锂金属作为负极,锂金属电池的单位质量 (或体积 )所储存的能量是锂离子电池的好几倍。
未来属于谁?
一方面,电动汽车呈现井喷式增长势头,带动了锂离子动力电池市场需求猛增。2016年这一局面继续持续,加上“十三五”期间我国大力发展电动汽车的战略决策,锂离子电池产业投资力度在2016年不减,从上游关键原材料到下游电芯、模组,骨干企业加快扩产步伐,以期在动力电池领域抢占有利市场地位。
另一方面,动力电池市场对电池提出了新的要求 ,如更高的能量密度,以保证可以接受的航程;更快的充电速度,以实现方便地续航。
锂离子电池在这些方面开始显得捉襟见肘 ,因为这些要求已经超过了锂离子电池的最高能力。而锂金属电池理论上在这些方面可以满足未来电动车的要求,所以 ,锂金属电池是目前学术界和工业界都非常关注的,并且已投入巨资进行研究。如果锂金属电池的某些技术问题一旦解决,我们的生活方式或许会因之而改变。未来,锂金属电池或将强势回归。
用于高比能锂金属电池的能源颗粒材料设计及实现
锂金属可以被分为三类:锂/嵌入正极,锂 /硫,锂/空气。其中最具有雄心的是锂/空气,具备大于10,000Wh/kg的潜力(接近汽油),但是由于基础科学问题距离商业化还有很长的路要走。
不论是空气、硫还是高压嵌入,对于所有锂金属来说,关键的技术是电解液,需要在高能量密度下稳定提供锂金属循环并不生成粉末化锂枝晶的电解液。
2017年10月16-17日在上海举办“能源颗粒材料制备及测试技术研讨会”上,来自清华大学的张强教授将讲述《用于高比能锂金属电池的能源颗粒材料设计及实现》,为我们带来有关锂金属电池的视听盛宴!
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