中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：清華大學(xué)深圳研究生院的賀艷兵教授在“OFweek2015中國鋰電技術(shù)產(chǎn)業(yè)研討會(huì)”上表示，目前鋰離子動(dòng)力電池發(fā)展有四大瓶頸：能量密度低、快速充電性能差、低溫充放電性能差以及安全性差。
電池的能量密度是指電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。賀教授認(rèn)為正負(fù)極材料的比容量低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。
四川興能新材料有限公司研究院副院長龔本利在“OFweek2015中國鋰電技術(shù)產(chǎn)業(yè)研討會(huì)”上表示鋰離子產(chǎn)業(yè)化非常精細(xì)，利用率很高，實(shí)際能量密度與理論能量密度的比值最高可達(dá)61%，實(shí)際能量密度在150-220Wh/kg，而在可以預(yù)見的未來，終極目標(biāo)樂觀估值可達(dá)500-700 Wh/kg。
普通鋰離子電池的能量密度較低這點(diǎn)毋庸置疑，唯有加大科研力度才是解決的辦法。
快速充電性能差則表現(xiàn)在兩個(gè)方面：鋰離子在石墨電極內(nèi)部擴(kuò)散慢，在電極內(nèi)部運(yùn)輸慢;而低溫充放電性能差與鋰離子在電極內(nèi)部的擴(kuò)散路徑長和電解液的低溫活度小有關(guān)系;消費(fèi)者最關(guān)心的安全性問題歸根結(jié)底是電極材料與液態(tài)電解液反應(yīng)活性大的問題。
以上四大瓶頸是鋰電池科研工作者一直想破解的問題，下面我們從材料層面來說說。
單就電解質(zhì)而言，目前鋰離子電池主要是用液態(tài)電解質(zhì)，但液態(tài)電解質(zhì)的缺點(diǎn)十分明顯：易燃、易滲漏、與碳負(fù)極材料具有很強(qiáng)的熱反應(yīng)活性。我們平常聽聞的電池安全事故，電解質(zhì)有無法推卸的干系。
除了電解質(zhì)，鋰離子電池的主要組成成分還包括正極材料、負(fù)極材料和隔膜。
關(guān)于負(fù)極材料，目前應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬石墨材料。對于其他負(fù)極材料，賀教授表示，新型納米碳材料雖然具有比容量高，但是需要解決首次庫侖效率低和無充放電平臺(tái)的問題(從極化機(jī)理來說，很難解決);新型Si，Sn復(fù)合負(fù)極材料已經(jīng)得到廣泛的研究，但如果首次庫侖效率能夠進(jìn)一步提高，將具有很大的發(fā)展前景;負(fù)極SEI膜形成將成為未來提高負(fù)極材料和電池性能的研究熱點(diǎn)。
對于萬能材料石墨烯，賀教授表示從功率型電池的角度來講，該材料目前還很難被應(yīng)用在動(dòng)力電池中。
