鋰電池廠商預(yù)測未來鋰電池容量和充電速度將提高

來源：存能電氣  日期：2019-12-06 16:41  瀏覽量：次

　　鋰電池廠商預(yù)測未來鋰電池容量和充電速度將提高。當(dāng)今社會，電池容量及充電速度一直都是熱門話題，不少鋰電池廠商把它作為產(chǎn)品噱頭，紛紛推出了各種新能源鋰電池，以此達(dá)到產(chǎn)銷兩旺的效果。美國西北大學(xué)教授及其團(tuán)隊(duì)稱，他們在鋰電池方面的研究取得了重大突破，可以將電池容量和充電速度都提高10倍。

　　鋰電池廠商預(yù)測未來鋰電池容量和充電速度將提高

　　鋰電池容量和充電速率是兩個主要的電池局限，容量受限于電荷密度，即電池的兩極能容納多少鋰離子，充電速率則受限于鋰離子從電解液到達(dá)負(fù)極的速度。

　　采用硅和磷烯研發(fā)全新的復(fù)合物，用于制作鋰離子電池的陽極，該材料非常高效，相較于當(dāng)前的鋰離子電池，新款陽極材料將電池的充電速度和電池容量分別提升了3倍和5倍，同時還降低了電池的整體重量。若僅將硅用作電池的陽極材料，會導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定性較弱。

　　現(xiàn)有鋰電池的負(fù)極由碳基的石墨烯片層層堆積而成，一個鋰原子需要適配6個碳原子。為了增加儲電量，科學(xué)家曾嘗試?yán)霉璐嫣?，以使硅可以適配更多鋰，達(dá)到4個鋰原子對應(yīng)1個硅原子。然而，硅會在充電過程中顯著擴(kuò)展和縮小，從而引起充電容量的快速破裂和遺失，石墨烯片的形狀也會制約電池的充電率。

　　為了穩(wěn)定硅以保持最大的充電容量，他們在石墨烯片之間加入硅簇，利用石墨烯片的彈性配合電池使用中硅原子數(shù)量的變化，使得大量鋰原子存儲于電極中。硅簇的添加可使能量密度更高，同時也能降低因硅擴(kuò)展和縮小引發(fā)的充電容量損失，可謂兩全其美。

　　如何提高鋰電池容量

　　1、使用粘結(jié)性、導(dǎo)電性更好的活性物質(zhì)：這樣可以減少粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑在敷料中的含量，從而提高單位質(zhì)量敷料所能發(fā)揮的容量;另外粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的用量減少也可以提高材料活性物質(zhì)的壓實(shí)等加工性能。

　　2、鋰電池組自放電率不同，電壓不一致等，先檢測出那一塊是不同電壓的電池，再更換與正常的鋰電池組容量、電壓、自放電、電池內(nèi)阻等一致的電池一起用?；蛘呤褂娩囯姵亟M電壓壓差平衡修復(fù)儀。

　　3、選擇搭配性能更優(yōu)的材料體系：匹配性不好的材料組合在一起，不僅會降低鋰電池的循環(huán)性能，也可能影響到倍率性能甚至正負(fù)極的克發(fā)揮;同理，當(dāng)材料匹配性更好時，克發(fā)揮、循環(huán)、膨脹率等性能或許都可以得到改善。

　　如何提高鋰電池充電速度

　　鋰電池的充電方法有很多種，常用的充電方法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。

　?。?）鋰電池性能的發(fā)揮受電池溫度的影響，溫度太低會影響電池內(nèi)部物質(zhì)的活性，太高會破壞內(nèi)部物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，一般允許的范圍是-20℃到+65℃之間,在進(jìn)行設(shè)計時一般選擇0℃到+60℃之間即可。

　?。?）變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下，采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流，即加快了充電過程，縮短了充電時間。但是這種充電模式電路比較復(fù)雜、造價高，一般只有在大功率快充時才考慮采用。

　?。?）智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法，通過檢查電池電壓和電流的增量來判斷電池充電狀態(tài)，動態(tài)跟蹤電池可接受的充電電流，使充電電流自始自終在電池可接受的最大充電曲線附近。

　　目前石墨烯在電池上的應(yīng)用，主要是和硅結(jié)合在電池負(fù)極里面代替原來的石墨，這樣可以提升電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限，對鋰電池進(jìn)行充電要按照時間順序?qū)ζ涑潆婋娏骱统潆婋妷哼M(jìn)行控制，不能濫充，否則就極易損壞電池。