未來四大最有前途的鋰離子電池材料

我國儲能網(wǎng)絡(luò):鋰離子電池發(fā)展處于瓶頸期，能量密度已接近物理極限。我們要新材料或新技術(shù)來實現(xiàn)鋰離子電池的突破。以下電池材料一直受到業(yè)界的青睞，或?qū)⒊蔀橥黄其囯x子電池壁壘的突破口。

硅碳復合陽極材料

大屏幕后的數(shù)字終端產(chǎn)品，功能多樣化，對電池壽命提出了新的要求。目前，鋰離子電池材料的容量較低，不能滿足終端電池日益上升的需求。

硅碳復合材料作為未來的陰極材料，其理論克容量約為4200mAh/g以上，比石墨類陰極的372mAh/g多10倍，經(jīng)過工業(yè)化處理后，將大大提高電池的容量。

硅碳復合材料存在的重要問題有:

在充放電過程中，體積可膨脹至300%，導致硅顆粒的硅化，材料容量損失。同時，吸力差。

可憐的循環(huán)壽命。目前，通過納米硅粉、硅碳涂層、摻雜等手段解決了上述問題，一些公司已經(jīng)取得了一定的進展。

相關(guān)的研發(fā)公司:

目前，各材料廠家正在開發(fā)硅碳復合材料，如BTR、雪花、星城石墨、湖州創(chuàng)亞、上海姍姍、華為、三星等。國內(nèi)負極材料公司對硅基材料的研發(fā)情況如下:大部分材料供應(yīng)商仍處于研發(fā)階段，只有上海姍姍進入了試產(chǎn)階段。

2鈦酸鋰

近年來，國內(nèi)鈦酸鋰的研究與開發(fā)較為活躍。

鈦酸鋰具有以下優(yōu)點:

循環(huán)壽命長(可達10000次以上)，屬于零應(yīng)變材料(體積變化小于1%)，不出現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的SEI膜;

高安全。插層鋰具有電位高、無枝晶、充放電熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

可以快速充電。

目前，限制鈦酸鋰使用的重要因素是價格高，高于傳統(tǒng)的石墨，以及鈦酸鋰的低克容量，約為170mAh/g。只有改進生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，才能發(fā)揮鈦酸鋰循環(huán)壽命長、充電快的優(yōu)勢。結(jié)合市場和技術(shù)，鈦酸鋰更適合于沒有空間要求的公交和儲能領(lǐng)域。

相關(guān)的研發(fā)公司:

珠海銀龍、四川興能、湖州威宏電力有限公司、深圳北特瑞新能源材料有限公司、湖南姍姍新材料有限公司等多家規(guī)模較小的鈦酸鋰生產(chǎn)商在安徽及周邊的深圳。

3石墨烯

自2010年獲得諾貝爾獎以來，石墨烯受到了全世界的關(guān)注，尤其是在我國。石墨烯具有良好的透光率、良好的導電性、高導熱性、高機械強度等優(yōu)異性能，掀起了國內(nèi)石墨烯研究開發(fā)的熱潮。

石墨烯在鋰離子電池中的潛在應(yīng)用包括:

作為陰極材料。石墨烯具有較高的g容量，可逆容量約為700mAh/g，高于石墨陽極容量。此外，石墨烯良好的導熱性保證了其在電池系統(tǒng)中的穩(wěn)定性，石墨烯片間距大于石墨片間距，使得鋰離子在石墨烯片之間的擴散通暢，有利于提高電池的功率性能。由于石墨烯生產(chǎn)技術(shù)不成熟，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，作為負極材料的石墨烯還存在一些問題，如一次放電效率低(約65%)?？蓱z的自行車性能;價格較高，明顯高于傳統(tǒng)的石墨陰極。

鋰離子電池作為一種正極和負極添加劑，可以提高電池的穩(wěn)定性，延長循環(huán)壽命，新增內(nèi)部電導率。

由于石墨烯的量產(chǎn)工藝不成熟、價格昂貴、性能不穩(wěn)定，石墨烯將是第一個作為正極和負極添加劑用于鋰離子電池的材料。

相關(guān)的研發(fā)公司:

佳威股份、東旭光電、青島浩欣新能源、廈門凱納等

4碳納米管

碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，具有良好的導電性。