有關(guān)高壓鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如高壓鋰離子電池。

隨著用電設(shè)備對(duì)鋰離子電池容量要求的不斷提高，人們對(duì)鋰離子電池能量密度提升的期望越來(lái)越高。特別是智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等各種便攜設(shè)備，對(duì)體積小、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的鋰離子電池提出了更高的要求。同樣在其他用電設(shè)備，如：儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車(chē)等也在不斷開(kāi)發(fā)出質(zhì)量更輕、體積更小、輸出電壓和功率密度更高的鋰離子電池，所以發(fā)展高能量密度的鋰離子電池是鋰電池行業(yè)的重要研發(fā)方向。

高壓電池是指電池電壓比較相對(duì)于普通電池來(lái)說(shuō)比較高的電池。根據(jù)電池電芯和電池組來(lái)可分為兩種。從電池電芯的電壓上來(lái)定義高壓電池，這方面主要是針對(duì)鋰電池，目前鋰電池電芯電池的種類(lèi)主要有高壓鋰電池電芯和低壓鋰電池電芯。

目前，鋰鈷氧化物作為一種高壓陽(yáng)極材料得到了廣泛的研究和應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)為非nafeo2型，更適合鋰離子的插入和彈出。氧化鈷鋰的理論能量密度為274mAh/g，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，電化學(xué)性能穩(wěn)定，市場(chǎng)占有率高。在實(shí)際應(yīng)用中，只有部分鋰離子可以被可逆地嵌入和噴出，實(shí)際能量密度約為167mAh/g(工作電壓為4.35v)。提高工作電壓可以顯著提高能量密度。例如，將工作電壓從4.2v提高到4.35v，可以使能量密度提高16%左右。

高壓鋰電池電芯能量密度比較高，安全性能要比低壓低，但它的放電平臺(tái)比較高，在同等容量下，在體積和重量方面，高壓電池要比低壓電池要輕些。

高電壓鋰離子電池隨著電壓的提升，在使用過(guò)程中某些安全性能會(huì)降低，因此在動(dòng)力汽車(chē)上還沒(méi)有批量使用。目前動(dòng)力汽車(chē)所用電池正極材料主要還是以三元材料、磷酸鐵鋰為主。為了提升能量密度滿(mǎn)足需求，一般選擇811NCM和NCA等高鎳正極材料、高容量硅碳負(fù)極或提高電池空間的利用率等方式來(lái)提升其能量密度和續(xù)航能力

電流高電壓對(duì)鈷酸鋰材料被用在高能量密度電池,如高端手機(jī)電池制造商越來(lái)越高的電池性能的要求,重要體現(xiàn)在需求更高的能量密度,如碳要求4.35V電池陰極的能量密度大約660wh/L,4.4V的電池已達(dá)到約740wh/L,這要陽(yáng)極材料具有較高的壓實(shí)密度,較高的空體積，以及材料在高壓和高壓下的結(jié)構(gòu)有較好的穩(wěn)定性。但氧化鈷鋰電極材料存在鈷資源匱乏、價(jià)格昂貴、鈷離子具有一定毒性等缺點(diǎn)，限制了其在動(dòng)力鋰電池中的廣泛應(yīng)用。

高壓電池和低壓電池在放電倍率方面來(lái)說(shuō)，高壓鋰電池要比低壓鋰電池放電倍率更高，動(dòng)力更強(qiáng)，因此高壓電池電芯理論上來(lái)說(shuō)應(yīng)該比較適合應(yīng)用在需要高倍率放電的產(chǎn)品設(shè)備上，才能更好的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問(wèn)題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。