1、鋰離子電池能量密度展開現(xiàn)狀

美國能源部于2012年提出EVEverywhere項(xiàng)目，計(jì)劃到2022年電池質(zhì)量能量密度將抵達(dá)250Wh/kg，體積能量密度抵達(dá)400Wh/L，電池本錢下降至現(xiàn)在的1/4。近年來，我國政府也高度重視儲能新技能的研討開發(fā)，將開發(fā)高能量密度鋰離子電池作為未來電池展開方向之一。《我國制造2025》明確了動(dòng)力鋰電池的展開規(guī)劃：2020年，電池能量密度抵達(dá)300Wh/kg；2025年，電池能量密度抵達(dá)400Wh/kg；2030年，電池能量密度抵達(dá)500Wh/kg。圖1為1990-2025年鋰離子電池能量密度展開路線圖。由圖可知，跟著新資料的開發(fā)和工業(yè)制造水平的進(jìn)步，鋰離子電池的能量密度已大幅度地進(jìn)步，能量密度的進(jìn)步底子與年份成正比聯(lián)系。但現(xiàn)在新資料的開發(fā)墮入瓶頸，而工業(yè)制造水平的進(jìn)步空間也比較有限，所以未來電池能量密度的進(jìn)一步進(jìn)步存在必定的挑戰(zhàn)和不確定性。

影響能量密度的首要因素

電池能量密度進(jìn)步的關(guān)鍵在于中心資料的技能進(jìn)步，首要包含正極資料、負(fù)極資料、電解質(zhì)和隔閡這4大中心資料。鋰離子電池的活性儲能資料為正負(fù)極資料，進(jìn)步能量密度的辦法有關(guān)正極來說是進(jìn)步放電電位和放電容量，有關(guān)負(fù)極資料來說是高容量和低的均勻脫鋰電位。而正負(fù)極資料具有高的壓密度則有利于高的體積能量密度的完結(jié)。電解質(zhì)資料和隔閡資料作為電池的重要組成部分，要與正負(fù)極資料進(jìn)行較好地匹配。

現(xiàn)在鋰離子電池首要運(yùn)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動(dòng)轎車、儲能三個(gè)重要領(lǐng)域，跟著運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)展對鋰電中心資料的要求也越來越高。圖4為鋰電資料未來的展開趨勢。正極資料現(xiàn)在首要圍繞著高電壓、高克容量打開，2025年后鋰硫電池，鋰空氣電池有可能漸漸開端進(jìn)入商業(yè)化；負(fù)極資料現(xiàn)在首要研討方向是硅基資料，2025年后鋰金屬負(fù)極的運(yùn)用有可能大幅度進(jìn)步電池的能量密度；電解質(zhì)資料現(xiàn)在急需解決與高電壓正極匹配的電解液，隔閡資料首要是PET、纖維素隔閡的開發(fā)運(yùn)用，之后電解質(zhì)和隔閡融合構(gòu)成全固態(tài)鋰離子電池，將能量密度可能進(jìn)步至300-400Wh/kg。

電池能量密度的進(jìn)步?jīng)]有止境，電池也是一個(gè)雜亂系統(tǒng)，要每個(gè)資料都充沛匹配才干發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。跟著其他電池技能的進(jìn)步，或許會有新的資料，新的電池系統(tǒng)呈現(xiàn)，也有可能推翻現(xiàn)在以鋰離子電池為主的格局。