動力鋰離子電池包技術瓶頸和鋰離子電池技術路線介紹

動力鋰離子電池包技術瓶頸和鋰離子電池技術路線介紹。電動車的發展需要更好的電池，動力鋰離子電池的比能量、壽命、安全性和價格，對純電驅動汽車的發展至關緊要。就目前來講，鋰離子電池包技術已是比較成熟，遇到瓶頸問題亦是不可避免。要怎么樣打破瓶頸，獲得電池技術的進一步發展，這是本文探討的話題。

動力鋰離子電池包技術瓶頸

一、續航旅程短：隨著技術的不斷發展，以鋰離子電池作為動力源的電動車續航旅程已由開始的不到100公里增加至300公里左右，單個車型的續航旅程沖破了400公里。但與燃油汽車的干流跋涉旅程500公里對比還有一定距離。

二、充電速度慢：相對于跋涉旅程短，鋰離子電池包充電較慢是電動車更大的制約。在正常速度下，電動車的動力鋰電完全布滿需要4～8小時。今朝也有敏捷充電鋰離子電池，可以在1～2小時內布滿，但其負面影響極大，壽數會驟減至本來的1/3，且電池功用會顯著下滑。燃油汽車則不存在這些疑問，加油時間不超過5分鐘，安全性和穩定性都能得到保證。

三、安全功用待完善：自鋰離子電池包誕生以來，安全疑問就一直困惑消費者。從手機、筆記本，到今朝的電動車，安全事故不斷發生。

鋰電材料技術

●正負極材料

鋰電正負極材料體系非常豐富，目前，鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳鋰等正極材料研究已趨于成熟。鈷酸鋰材料比容量有200-210mA·h/g，其材料真密度和極片壓實密度均是現有正極材料中最高的，商用鈷酸鋰/石墨體系的充電電壓可提升4.40V，已經可滿足智能手機和平板電腦對高體積能量密度軟包電池的需求。錳酸鋰原料成本較低、加工工藝簡單、熱穩定性高、耐過充性好、放電電壓平臺高、安全性高。適合作為輕型電動車輛的低成本電池，但存在理論容量比較低，循環過程中可能有錳元素的溶出影響電池在高溫環境中的壽命等問題。

●負極材料

可用于動力電池的負極材料有石墨、硬/軟碳以及合金材料，石墨是目前廣泛使用負極材料，可逆容量已能達到360mAh/g。無定形硬碳或軟碳可滿足電池在較高倍率和較低溫度使用的需求，開始走向使用，但主要是與石墨混合使用。但因鋰嵌入硅后導致其體積膨脹，在實際使用時循環壽命會出現降低的問題有待進一步處理。

●電解液

鋰電池電解液一般以高介電常數的環形碳酸酯與低介電常數的線性碳酸酯混合。一般來說鋰離子電池的電解質應當滿足離子電導率高、電子電導低、電化學窗口寬、熱穩定性好等要求。六氟磷酸鋰及其它新型鋰鹽、溶劑提純、電解液配制、功能添加劑技術繼續進步，目前的發展方向是進一步提高其工作電壓和改善電池高低溫性能，安全型離子液體電解液和固體電解質正在研制中。

鋰離子電池技術路線介紹

目前在交通運輸用動力源方面，主要有四種技術路線：鋰電池、氫燃料電池、超級電容和鋁空氣電池。其中鋰電池、超級電容和氫燃料電池得到廣泛的使用，而鋁空氣電池尚處于試驗室研究階段。能源補給方面，鋰電池、超級電容適用于純電動車，但是需要外部充電，而氫燃料電池汽車則需要外部氫氣加注，鋁空氣電池則需要補充鋁板和電解液。

鋰電技術路線多，儲能更注重安全性和長期成本。與動力鋰離子電池相比，儲能用鋰離子電池對能量密度的要求較為寬松，但對安全性、循環壽命和成本要求較高。從這方面看，磷酸鐵鋰離子電池是現階段各類鋰電池中較為適合用于儲能的技術路線，目前已投建的鋰電儲能項目中大多也都采用這一技術。此外，鈦酸鋰離子電池因其超長的循環壽命也受到廣泛關注，隨著將來技術成本降低，有望在儲能范疇實現規模化使用。三元電池的主要優點在于高能量密度，其循環壽命和安全性較為局限，因而更適合用作動力電池。

在將來相當長一段時間里，鋰離子電池包仍是最適用的電動車電池，錳酸鋰正極材料、三元體系正極材料、磷酸鐵鋰正極材料、復合碳負極材料、陶瓷涂層隔膜、電解質鹽及功能電解液技術的發展支撐了電池技術的進步和產業發展。電池系統技術在使用中進步，安全性和可靠性將在將來幾年得到進一步提升。

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