文献综述
新能源技术被公认为21 世纪的高新技术,电池行业作为新能源领域的重要组成部分,已成为全球经济发展的一个新热点。目前锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用,无论是在电子通讯领域,还是在交通运输领域等,它都担当着极为重要的角色,有着广泛的应用前景。
目前锂离子电池正极材料的研究主要集中于钴酸锂、镍酸锂等,同时,一些新型正极材料(如Li-Mn-O系材料、导电高聚物)的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新的活力,寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子二次电池正极材料新体系是该领域的重要研究内容。目前,锂离子电池的正极材料仍为LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等过渡金属氧化物及其复合材料,2005-2010年,高能量密度的聚合物正极材料和有机硫化物、无机硫化物成为锂离子电池的新一代正极材料。锂离子电池的负极材料主要有碳材料、锂金属合金、金属氧化物、金属氮化物、纳米硅等,其中碳材料是目前商业应用的主要负极材料,而锂金属合金、纳米硅已成为研发热点。锂离子电池的电解质材料目前主要是用液态电解其溶剂为无水有机物,多数采用混合溶剂,如EC-DMC和PC-DMC等,LiPF6是应用最为普遍的导电盐。
就锂离子电池正极材料来说,钴酸锂正极材料在今后仍然具有强劲的生命力,在目前商品化应用的锂离子电池体系中,钴酸锂电池凭借其高充电截止电压和高压实密度双重优势,仍是目前高档3C产品类电池首选电池体系;而层状LiNixCo1–x–yMnyO2正极材料不仅具有较高的能量密度,而且材料的安全性、循环稳定性、高低温性能、制备成本等性能均比较优异,在全球正极材料使用量比重逐年增加,不仅逐步替代了钴酸锂材料的部分应用,而且在新能源汽车动力电池应用中也崭露头角,是未来最有发展前景的正极材料之一。近期内锂离子电池正极材料的主流方向仍以钴酸锂和LiNixCo1–x–yMnyO2材料为主。磷酸铁锂和尖晶石型锰基材料,不仅具有较低的制备成本和资源优势,而且安全性、循环稳定性也非常突出,是目前动力电池首选正极材料尤其是LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12体系动力电池可实现快速充放电,是未来新能源汽车动力电池的主流方向之一。高能量密度的NCA正极材料在高档3C产品类电池和新能源汽车动力电池中占有一席之地,但是高成本、电池制作环境苛刻等因素限制了其大范围应用。磷酸铁锂、锰酸锂、NCA正极材料始终在目前正极材料架构中占有一定地位。层状富锂锰基材料是下一代产业化的正极材料中能量密度最高的,市场应用前景广阔,但是其自身结构问题造成的首次不可逆容量高、倍率性能较差等问题仍有待科研工作者进行深入研究。
本课题的研究意义:
目前的大型电动公交或其他电动汽车一般是采用铅酸电池来作为动力,但是铅酸电池有着能量密度低、重量大、单体电压低(2V)等缺点而无法克服。锂电池因其端电压高、比能量大、充放电寿命长、放电性能稳定、自放电率低和无污染等优点,在未来汽车动力方面将得到了广泛的应用。动力锂电池的特性,一般是指单个锂电池的特性,如充放电特性、容量特性、内阻特性等。
续驶里程短是电动汽车技术发展和电动汽车普及推广的主要障碍之一 E 动力电池作为电动汽车的储能部件 C 其技术水平对电动汽车的发展起到决定性作用.
展望
尽管制造商和他们的蓄电池合作伙伴投入了大量资金。但一些工业和技术专家的观点是锂离子蓄电池并没有代表电动汽车的能源储存的长期未来方向,能够认识到这点非常重要。
锂离子蓄电池技术具有潜力成为纯电动城市汽车大量普及的催化剂。电动车因其充电周期和行程范围而具有的灵活性成为城市与郊外之间的交通可接受的解决办法。世界上大多数城市正计划制定更严格的措施限制常用汽车的入城条件,例如在伦敦就要收取拥堵费。而且许多的倡议者提出,用核能或其它如风和太阳能来充电的全电动汽车才是唯一的真正的无碳轻型汽车。这意味着环境正 在慢慢改变,将会在世界的许多城市中看到越来越多的纯电动车的出现。当然仍有一些问题有待解决,那就是全电动汽车需要建立足够的充电地点,但比起氢燃 料蓄电池车存在的问题又要简单得多。在未来的六年多的时间内,雷诺被预测是 生产全电动汽车最多的厂家,到2014 年,在全球上路的车辆会达到一百万辆。然而这个数字过于乐观,因为GI预测在2014 年全球的电动轻型汽车的产量不会超过10万辆。
