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能源革命对外开放百家论坛之一三〇 锂离子电池(中②)
来源:党委宣传部 发布时间:2019-10-09 10:41:54 阅读量:

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主讲嘉宾
  蒋尚,360直播大同大学化学与环境科学学院副教授,研究方向主要有石墨烯的合成与功能化研究,高性能石墨烯复合材料的制备及其锂离子电池性能研究和超级电容器材料的研究。他通过构建新颖形貌的复合电极材料,来提高了工作电极的电化学性能,以期获得具有高能量密度和高功率密度的储能器件。曾主持360直播省教育厅高等学校科技创新项目1项,主持360直播大同大学博士科研启动基金1项,并参与了多个重点项目的研究。
7 核心提示锂离子电池的优点和构成(一)
  锂离子电池输出电压高,单体电池的工作电压高达3.7-3.8V,是镍镉电池、镍氢电池的3倍;能量密度高,能达到的实际比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量,已接近于其理论值的约88%;安全,无公害,无记忆效应。
  作为锂离子电池前身新型锂离子电池的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域;锂离子电池中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素;部分工艺的镍镉电池电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但锂离子电池根本不存在这方面的问题;循环性好,一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限,将倍增电器的竞争力;同时自放电率小,室温下充满电的锂离子储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于镍镉电池的25-30%,镍氢电池的30-35%;快速充放电,1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%;充电效率高,工作温度为-25 C至45
C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40 C至70
 C。锂离子电池无环境污染,是绿色电池。
8 核心提示
锂离子电池的优点和构成(二)
  锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜、电解液和外壳组成。电解液是锂离子电池的四大主要组成部分之一,是实现锂离子在正负极迁移的媒介,对锂电容量、工作温度、循环效率以及安全性都有重要影响。通常电解液占电池重量和体积的比重分别为15%、32%,其对纯度及杂质的含量要求非常高,生产过程中需要高纯的原料以及必要的提纯工艺。锂离子电池对溶剂的要求有安全性、氧化稳定性、与负极的相容性、导电性等,总体要求溶剂具有较高的介电常数、较低的粘度等特征。溶剂由主溶剂和添加剂组成。隔膜是锂电池中的关键内层组件。隔膜的主要作用:隔离正、负极,并使电池内部的电子不能自由穿过;能够让电解质液中的离子在正负极间自由通过。
9 核心提示未来锂离子电池正极材料的发展方向
  锂离子电池正极材料必须比能量高、比功率大、自放电少、价格低廉、使用寿命长、安全性好。因为能量越高,电动车续航里程越远;功率越高,电动车加速、爬坡性能越好;电动车的安全性的决定因素;循环性越好,电动车寿命越长。在动力电池领域,锰酸锂和磷酸铁锂是最有前途的正极材料。二者相对磷酸铁锂具有更强的价格优势,具有优秀的热稳定性和安全性。在通讯电池领域,三元素复合材料和镍酸锂是最有可能成为替代钴酸锂的正极材料。三元素相对钴酸锂具有比价优势和更高的安全性,而镍酸锂容量更高。

    媒体链接:http://epaper.dtnews.cn/shtml/dtrb/20191009/91351.shtml

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