電池百科
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2019年1月3日，元旦假期剛結束，電動車領域的熱情就迫不及待地迸發出來，一款名為零跑的純電動汽車開始上市為起點，資本裹挾下的電動車行業將會發生什么令人充滿想象。
今天我的演講主題是高壓陰極材料在鋰離子電池中的一些研究。我們是來自德國太陽能和氫能研究所的，這個組織也得到了歐盟相關下屬組織的一些資助。
美國耶魯大學(YaleUniversity)化學與環境工程副教授AndreTaylor實驗室的研究人員們開發出一種可望為鋰離子電池制造透明電極的技術。
近年來，納米多孔金屬有機骨架化合物（MOF），在氣體吸附和分離、多相催化、傳感器和微反應器等方面展現出較好的應用前景。日前，中國科學院長春應用化學研究所稀土資源利用國家重點實驗室輕金屬與電池材料組，合成了一系列過渡金屬氧化物及其復合材料。
據外媒報道，美國德雷塞爾大學（DrexelUniversity）的材料科學與工程學專業的研究員們與法國、以色列研究人員共同設計了新款鋰電池電極，或許未來電動車的充電耗時只需短短數秒。
在過去數十年間，可充電電池技術不斷取得進步，而能量密度是其主要性能指標之一。現在，鋰離子電池已經超越鉛酸電池、鎳氫電池等，成為了一種極具競爭力的商業化電池，但是鋰離子電池性能仍然需要大幅度提高，從而延長移動電子設備的工作時間、電動汽車的續航里程等。本文將概覽后鋰電材料和體系，論述每種后鋰電技術的工作原理、存在的問題以及評估某些電池材料，在此我們將電池體系劃分為短期和長期技術方案。
鋰離子電池的負極是由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側，經干燥、滾壓而成。負極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體，使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。
目前鋰離子電池中正極材料的實際容量普遍偏低，成為研究的重點和難點。對于目前常見的鋰離子電池正極材料的結構及工作原理的認識，可以幫助我們深入理解鋰離子電池中的核心問題。
鋰離子電池在使用的過程中，能夠進行二次充電，屬于一種二次可充電電池，主要工作原理為鋰離子在正負極之間的反復移動，無論電池的形狀如何，其主要組成部分都為電解液、正極片、負極片以及隔膜。目前，國際上鋰離子電池的生產地主要集中在中國、日本和韓國，主要的鋰離子應用市場為手機和電腦。
我們經常會看到磷酸鐵鋰，三元等專業的鋰離子電池術語，這些都是根據鋰離子電池正極材料來區分鋰離子電池的類型。相對來講，鋰離子電池的正、負極材料對電池性能的影響比較大，是大家比較關心的方面。那么，當前市場上都有哪些常見的正負極材料呢?用他們做鋰離子電池，又有哪些優缺點?
近年來鋰電池的發展速度很是迅猛，正極材料、負極材料、隔膜和電解液等組成了鋰電池的主要部分，其中正極材料在鋰電池的總成本中占據40%以上的比例。那么就有人問了，那到底鋰離子電池正極材料是什么呢？它的主要特點及選用原則又有哪些呢？下面小編就來給大家具體說說。
三元鋰離子電池正極材料即由鎳鈷錳鋰按照不同比例組成的化合物，其負極材料目前技術路線并不明確，目前主要使用天然石墨材料及人造石墨材料，少量使用中間相碳微球、鈦酸鋰、軟碳/硬碳、硅及其他負極材料。下圖給出2015年底，全球鋰電池負極材料消費結構。接下來小編將分別介紹各種負極材料從礦石原材料到成品的制作過程。
電池按工作性質可以分為一次電池和二次電池。一次電池是不可循環使用的電池；二次電池則以多次充放電、循環使用，如先后實現商業化應用的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。
英國Warwick大學的研究人員發現了一種有效的方法，用石墨烯桁架強化硅陽極的結構，用硅取代鋰離子電池陽極中的石墨，可以使可充電鋰離子電池的使用壽命增加一倍以上，這大大延長了陽極的使用壽命，并且還增加了這些電池的容量。
鋰離子電池相較于其他的電池而言，其優勢在于其能量密度大、高比容量、電池壽命長、較為環保等。現階段鋰離子電池已經被廣泛的應用于電子產品、新能源汽車的電池和風力發電、水力發電中的儲電設備。隨著社會的發展，對鋰電池的要求越來越高，而正極材料的性質是鋰電池發展的關鍵。
在國家重點研發計劃的支持下，北京大學夏定國教授團隊開展新型高比能錳基正極材料研究，突破了摻雜、包覆、納米形貌等傳統改性方法的限制，將LiMO2相與單層Li2MnO3相復合制備出了一種O2構型的錳基富鋰動力電池正極材料。
