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锂电池材料新进展

【摘要】20世纪80年代中期开始,由于科技的不断进步,更多的设备、仪器都开始向便携化、小型化发展,从而大大的促进电池从原有的干电池向可充电电池的迈进,这个时候,锂电池的出现,解决了这类问题,目前,不论是手机还是其他移动设备,几乎都采用了锂电池作为他们的电源支撑,然后,人们生活需求的不断提升,电池也向更小,容量更大的方向去发展,因此,原有的锂电池材料已经不能当代人们对电池发展的需要,锂电池的新型材料正在不断的研究和发展当中,所以,本篇文章将结合锂电池的相关优缺点,对锂电池材料的未来发展进行研究.

【关键词】锂电池；材料；新进展

一、锂电池的相关概述

锂电池的特点非常鲜明,主要有四大特征：一是锂电池的能量密度非常的大；二是锂电池的电压比较高；三是锂电池的使用温度相对比较广泛；四是锂电池的自身放电量比较少,正因为锂电池拥有这四个特点,所以很多机构都将其制成可充电电池,并把它用于目前大部分的可移动设备中,但是,纵观锂电池有如此多的优点,它还是有几大问题：一是锂电池能量密度高,但是大电流放电时,能量密度下降比较快；二是在对锂电池进行大电流充电的时候,锂电池的使用寿命会大大降低；三是锂电池在放电的时候,循环能力比较差,也就是,锂电池的高能量密度和循环特性是冲突的；四是锂电池的安全性不高,如果反复充放电,那么锂电池本身存在很大的安全隐患,因此鉴于上述四个问题,这也是锂电池未来发展需要解决的重要问题.

二、锂电池材料的未来发展

锂电池是由正负极材料组成的,上文我们说过,锂电池本身有很多优点,但是它的缺点依然很突出,因此锂电池的未来发展首先就要从锂电池的材料入手,改变现有的正负极材料,从而改善锂电池的整体性能.

（一）锂电池的正极材料

（二）锂电池的负极材料

锂电池的负极材料对于锂电池来说也非常的重要,对于未来选取锂电池的负极材料,应该从三个方面考虑：一是锂离子的可逆容量问题；二是负极材料的反应电位；三是负极材料的扩散速率.目前,市场上的锂电池负极材料主要是由碳负极材料和金属氧化物材料组成,他们的整体使用效果比较好.因此,我认为,未来锂电池负极材料的改变不会很大,但是,通过调查了解,锂电池的负极材料研究中,碳纳米材料这个新型的锂电池负极材料正在研究和试验中,首先,纳米碳管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高和界面效应强等特点.其次,通过近几年的试验结果,我们发现,碳纳米管在较大电流密度下充放电比一般碳材料具有更高的放电容量和良好的嵌锂稳定性.最后,碳材料是实用锂离子电池较好的负极材料,但其缺点是比容量低,在有机电解液会形成钝化层,引起初始容量损失,存在明显的电压滞后现象,并且碳电极的性能受制备工艺的影响较大.而纳米负极材料的开发是利用材料的纳米特性,减少充放电过程中体积膨胀和收缩对结构的影响,从而改进循环过程.因此,我个人认为,锂电池的负极材料未来发展改变不会很大,但是不排除像碳纳米材料这样的新兴材料的研发和使用,所以,锂电池负极材料的未来发展也会向新型材料方向迈进.

三、结论

综上所述,锂电池的市场占有率是非常大的,但是它的组成材料或多或少的会有一定的问题,从而制约锂电池未来的发展,因此,本文也详细介绍了锂电池正负极材料的未来发展情况.相信日后,在科技技术的不断进步、新型材料的不断研发和推广的情况下,锂电池的材料也会越用越高精简,锂电池的发展也会越来越好,从而为老百姓的生活需求带来更多的便捷和实惠.

【参考文献】

[1]宁波所.锂电池高容量负极材料领域取得系列进展[J].功能材料信息,2015.06

[2]李伟善.储能锂离子电池关键材料研究进展[J].新能源进展,2013.1(1)

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