鋰離子電池現(xiàn)在研究到何種成度了

你了解鋰離子電池嗎?隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我們的鋰離子電池也在快速發(fā)展，那么你知道鋰離子電池的詳細(xì)資料解析嗎?接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家來(lái)詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。

伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程和能源需求的不斷高漲，尋找新的儲(chǔ)能裝置已經(jīng)成為新能源相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)。鋰離子電池(LIB)是目前綜合性能最好的電池體系，具有高比能量、高循環(huán)壽命、體積小、質(zhì)量輕、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染等特點(diǎn)，并迅速發(fā)展成為新一代儲(chǔ)能電源，用于信息技術(shù)、電動(dòng)車和混合動(dòng)力車、航空航天等領(lǐng)域的動(dòng)力支持。

如今電動(dòng)汽車愈發(fā)受到市場(chǎng)青睞，但漫長(zhǎng)的充電時(shí)間也讓人望而卻步。傳統(tǒng)燃油汽車僅需5分鐘即可滿油增程500公里，而目前市售最先進(jìn)的電動(dòng)汽車則需要“坐等”充電一小時(shí)才能達(dá)到同樣的增程效果。發(fā)展具有快速充電能力的大容量鋰離子電池一直是電動(dòng)汽車行業(yè)的重要目標(biāo)。

以石墨或石油焦等炭質(zhì)嵌鋰化合物代替金屬鋰作為負(fù)極，會(huì)使電池電壓有所下降。但由于它們嵌鋰電位較低，可使電壓損失減小到最低限度。同時(shí)，選擇合適的嵌鋰化合物作為電池正極，選擇適當(dāng)?shù)碾娊庖后w系(決定了鋰離子電池組的電化學(xué)窗口)，可使鋰離子電池組具有較高的工作電壓(-4V)，遠(yuǎn)高于水溶液體系電池。

目前，全世界的鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模主要由日本來(lái)體現(xiàn)。1995年，日本的鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)模占全世界鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模的88.06%。隨著便攜式電子設(shè)備的迅速發(fā)展，鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大。鋰離子電池的應(yīng)用不僅向著小型輕量的小型電器發(fā)展，而且也開(kāi)始向大型電動(dòng)設(shè)備發(fā)展。

在鋰離子電池中，能量通過(guò)鋰離子與電極材料的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)出電池，因此電極材料對(duì)鋰離子的傳導(dǎo)能力是決定充電速度的關(guān)鍵;另一方面，單位質(zhì)量或體積的電極材料容納鋰離子的多少也是一個(gè)重要因素。

鋰離子電池組采用非水電解液體系，嵌鋰炭材料在非水電解液體系中熱力學(xué)不穩(wěn)定。在首次充放電過(guò)程中因電解液的還原會(huì)在炭負(fù)極表面形成一層固體電解質(zhì)中間相((SEI)膜，允許鋰離子通過(guò)但不允許電子通過(guò)，并使不同荷電態(tài)的電極電極活性物質(zhì)處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，因此具有較低的自放電率。

鋰離子電池是由正負(fù)極片、粘結(jié)劑、電解液和隔膜等組成。在工業(yè)上，廠家主要使用鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰三元材料和磷酸亞鐵鋰等作為鋰離子電池的正極材料，以天然石墨和人造石墨作為負(fù)極活性物質(zhì)。聚偏氟己稀(PVDF)是一種廣泛使用的正極粘結(jié)劑，粘度大，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和物理性能。工廢舊鋰離子電池的回收處理過(guò)程主要包括預(yù)處理、二次處理和深度處理。由于廢舊電池中仍殘留部分電量，所以預(yù)處理過(guò)程包括深度放電過(guò)程、破碎、物理分選;二次處理的目的在于實(shí)現(xiàn)正負(fù)極活性材料與基底的完全分離，常用熱處理法、有機(jī)溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法等來(lái)實(shí)現(xiàn)二者的完全分離;深度處理主要包括浸出和分離提純2個(gè)過(guò)程，提取出有價(jià)值的金屬材料。

生物浸出法的成本低，回收效率高，污染和消耗少，對(duì)環(huán)境的影響也較小，并且微生物可以重復(fù)利用。但是高效微生物菌類培養(yǎng)難，處理周期長(zhǎng)，浸出條件的控制等是該方法需要的幾大難題。

在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過(guò)程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。對(duì)鋰離子電池充電，應(yīng)使用專用的鋰離子電池充電器。鋰離子電池充電采用“恒流/恒壓”方式，先恒流充電，到接近終止電壓時(shí)改為恒壓充電。

鋰離子電池過(guò)度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過(guò)度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰離子無(wú)法插入;過(guò)度充電使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。充電量等于充電電流乘以充電時(shí)間，在充電控制電壓一定的情況下，充電電流越大(充電速度越快)，充電電量越小。