22年专注锂电池定制
定制热线： 400-666-3615
定制热线： 400-666-3615
2021-11-30 点击量：240次
锂离子电池具有电压平台高、比能量大、循环寿命长等特点，被广泛应用于数码产品、电动工具等领域中。近年来，随着科技和社会的发展，轻量化、小型化成为各类产品发展的趋势；同时，随着环境问题的日益突出，节能环保也成为人们关注的焦点。高能量锂离子电池的开发与应用也逐渐进入了人们的视野。
锂离子电池
开发高比容量、低电压平台的负极材料是提升电池能量密度的重要途径之一。硅是如今发现的所有负极材料中比容量最高的材料，其质量比容量可达到4200mAh/g，体积比容量可达9786mAh/cm3，是目前商业化的石墨基负极材料质量比容量(372mAh/g)的10倍以上。但是，硅在充放电过程中容量衰减很快，导致其商业化过程举步维艰。重要是因为:1)硅颗粒形态和体积的变化。硅颗粒在脱嵌锂过程中的体积膨胀高达300%，这种体积的变化给电池设计带来了巨大的困难；
2)材料的粉化。由于硅在充放电过程中存在较大的体积变化，同时颗粒内部的应力会造成颗粒的破碎，进而导致颗粒粉化；
3)固体电解质界面膜(SEI膜)的不断生长导致其不断变厚，使得材料导电性变差；同时，SEI膜的不断生长导致大量锂离子的损失，造成容量的衰减。为了改善硅的电化学性能，需降低硅的体积变化。为此，研究者做了大量的工作，比如:硅颗粒的纳米化(纳米线、纳米管、多孔硅、空心硅、硅薄膜)、复合化(无定形碳、碳纳米管、石墨烯、二氧化钛)、合金化(FeSi、NiSi)、采用新型的导电剂及电解液添加剂(自愈型聚合物、导电聚合物)等。
硅纳米线
通过将硅的颗粒降低到纳米尺寸，可以有效降低硅在充放电过程中的极化，以及硅颗粒的膨胀和收缩效应。然而，纳米颗粒具有较高的比表面积，使得纳米硅需消耗大量的电解液来生成SEI膜，造成较低的库伦效率和严重的容量衰减。另外，纳米材料的振实密度较低，在同样的面密度下，电极厚度较大、离子与电子传输距离较远。最后，由于硅的导电性差，充放电过程中材料的极化现象仍然比较严重。碳材料在充放电过程中体积变化小，循环稳定性好，同时碳材料是离子与电子的混合导体。石墨类碳材料作为锂离子电池负极材料早已实现工业化。由于硅和碳的化学性质相近，两者又能紧密结合。因此，近年来，研究者对硅负极材料的研究重要集中在硅碳负极上。
国开证券认为，从供需两端情况来看，龙头动力锂电池公司扩产仍有较强的内生动力。根据锂电大数据统计，仅国内15家主流电池公司2018-2020年扩产规模将达到166GWh，预计将拉动锂离子电池设备增量市场500亿至660亿元。
作为全球最大的新能源汽车产销市场，我国新能源政策已开始引领国际产业布局与技术革新，我国市场成为全球新能源产业投资布局的重点，而新能源电池行业也成为新蓝海。
根据真锂研究公布的数据，2017年我国电动汽车产销量突破77万辆大关，其我国产电动汽车实现锂离子电池装机33.62GWh，同比上升21.24%；2018年前8个月，这一数据已达到23.5GWh，同比上升92.47%。不难看出，新能源车型的逐步走强，直接带动了锂离子电池的爆发性上升。
值得注意的是，新能源汽车的销售火爆也影响到了车用锂离子电池材料市场。
日本民间调查机构矢野经济研究所公布调查报告指出，2017年全球锂离子电池四大关键材料（正极材、负极材、电解液和分隔膜）市场规模（厂商出货金额）预计年增49.0%至147.15亿美元。
矢野指出，在车用锂离子电池需求带动下，提振电池材料需求将持续扩大，预估2018年全球四大关键材料市场规模将年增24.0%至182.47亿美元。其中，正极材预估将年增33.8%至118.13亿美元、负极材将年增15.7%至21.02亿美元、电解液将年增2.2%至17.06亿美元、分隔膜将年增9.4%至26.24亿美元。
预计2020年正极材全球市场规模预估将扩增至165.87亿美元，将较2017年大增87.9%；负极材将扩增至39.02亿美元，将较2017年暴增188.8%；电解液将扩增至30.95亿美元，将较2017年大增85.4%；分隔膜将扩增至45.61亿美元，将较2017年大增90.1%。（校对/Oliver）
声明： 本网站所发布文章，均来自于互联网，不代表本站观点，如有侵权，请联系删除（QQ：378886361）
钜大特种锂离子电池工程研究中心是由东莞钜大电子有限公司兴建，并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心，研究中心秉持"以特殊环境、特殊用途和特殊性能的需求为导向，以产学研深度融合为创新驱动"的办院方针，力求满足用户独特的需要，从而为用户创造独特的价值。
