試論高性能鋰電池材料的應(yīng)用趨勢(shì)

深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與交通學(xué)院 于 湛 邵志敏

0 引言

社會(huì)的發(fā)展導(dǎo)致人們對(duì)能源的消耗量增大，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)上升為社會(huì)需要面對(duì)的重要問(wèn)題，對(duì)于一些不可再生資源，例如煤炭、石油的開(kāi)采必須加以控制，從而減少對(duì)環(huán)境的破壞。為了滿足社會(huì)發(fā)展需要，就要求人們對(duì)新能源進(jìn)行深入研究，替代傳統(tǒng)不可再生能源。其中，鋰電池的發(fā)明和使用，促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展，為社會(huì)發(fā)展提供能源支持。

1 目前鋰電池在我國(guó)市場(chǎng)上的應(yīng)用情況

1.1 鋰電池的構(gòu)成及原理

鋰電池的原理是，當(dāng)鋰離子在一個(gè)固態(tài)或液態(tài)環(huán)境中，通過(guò)正負(fù)極運(yùn)輸產(chǎn)生的，鋰離子傳輸?shù)乃俣群吐窂經(jīng)Q定鋰電池充電或放電能力的強(qiáng)弱。其中，正極材料包括磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸、鈷酸鋰、鋰及其混合材料組成，負(fù)極材料包括干性天然墨和人造石墨等，隔膜材料則是由聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、或者由兩者復(fù)合膜構(gòu)成，電解液則包括 EDC、EC、PC等溶劑及六氟磷酸鋰配制而成的溶液。

1.2 鋰電池應(yīng)用范圍

隨著科技的發(fā)展，也帶動(dòng)了電器設(shè)備行業(yè)的高速發(fā)展，由于市場(chǎng)對(duì)新能源的需求越來(lái)越大，鋰電池從被研制出來(lái)之后開(kāi)始，受到人們廣泛關(guān)注，并在很快時(shí)間內(nèi)占領(lǐng)了市場(chǎng)。從鋰電池正式推廣使用到現(xiàn)在，其應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，如今更是在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)車等電器設(shè)備中得到了大量使用。隨著智能手機(jī)普及，筆記本數(shù)量逐漸增多，和綠色節(jié)能車輛的推行使用，鋰電池的需求將越來(lái)越大，為人民的日常生活提供最緊密的服務(wù)。

1.3 當(dāng)前鋰電池應(yīng)用的優(yōu)劣勢(shì)分析

鋰電池在我國(guó)的使用已經(jīng)有了很長(zhǎng)的一段時(shí)間，其優(yōu)點(diǎn)主要包括：鋰電池相較于替他電池具有儲(chǔ)存能量更強(qiáng)，使用效率更高的優(yōu)勢(shì)；特有的快速充電和放點(diǎn)能力，能夠給使用者節(jié)省大量時(shí)間，提高電器的使用效率；鋰電池在使用期間基本不需要任何維修，并且兼具使用壽命較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。隨著科技發(fā)展，目前市場(chǎng)中使用的鋰電池已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)這種新能源的需求量，并且，目前市場(chǎng)中的鋰電池在使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題也逐漸表現(xiàn)出來(lái)，鋰電池的劣勢(shì)有以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，鋰電池使用的原材料價(jià)格較高，所以制作消耗的成本費(fèi)用貴，并且制作人員需要具備專業(yè)的知識(shí)，所以人工成本高，導(dǎo)致鋰電池整體價(jià)格較高；第二點(diǎn)，因?yàn)殇囯姵靥峁┑碾娔茌^大，在充電過(guò)程中電壓高、功率較大，所以，相比于一般電池，其危險(xiǎn)性更高，生產(chǎn)商在加工過(guò)程中必須對(duì)鋰電池設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施，防止電池出現(xiàn)爆炸等危險(xiǎn)情況。

2 高性能鋰電池材料在未來(lái)市場(chǎng)中應(yīng)用的必要性

雖然，當(dāng)前市場(chǎng)上流通使用的鋰電池，基本能滿足人們的日常生活需要，為人們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娖骷霸O(shè)備提供了足夠能量，也可以為大部分工程的機(jī)器提供有效能源供給，不過(guò)，加大研制開(kāi)發(fā)高性能的鋰電池材料還是具有相當(dāng)重要的意義的，高性能鋰電池材料的研發(fā)，可以更好的推動(dòng)我國(guó)電池行業(yè)發(fā)展，提高我國(guó)電池行業(yè)在世界上的位置，保持技術(shù)的領(lǐng)先，對(duì)提高我國(guó)綜合國(guó)力具有重要作用。另外，通過(guò)研發(fā)高性能鋰電池材料，可以保證我國(guó)不落后于世界科技發(fā)展，科技技術(shù)不被淘汰。通過(guò)研發(fā)較高性能的鋰電池材料，可以更好的滿足人民不斷提高的對(duì)新能源的需求，提高人民的生活質(zhì)量。最為重要的是，針對(duì)我國(guó)目前出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題，通過(guò)研制開(kāi)發(fā)高性能鋰電池材料，可以獲得一定解決，所以，使用高性能鋰電池是未來(lái)世界能源發(fā)展的趨勢(shì)。

3 高性能鋰電池未來(lái)的應(yīng)用趨勢(shì)

3.1 我國(guó)當(dāng)前形勢(shì)下鋰電池的應(yīng)用趨勢(shì)

目前，鋰電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)方面，例如航天方面，新能源汽車領(lǐng)域等行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，都開(kāi)始利用鋰電池能源技術(shù)，開(kāi)拓了新的發(fā)展方向隨著這些使用電能的產(chǎn)品種類的增加，使用數(shù)量不斷提高，所以人類對(duì)鋰電池的需要也就有了很大增加，在環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)的現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)鋰電池的認(rèn)可度也就越來(lái)越高，而這些都表明了未來(lái)人們對(duì)更高性能的鋰電池材料需求將日益強(qiáng)烈，所以高性能鋰電池材料未來(lái)的發(fā)展前景光明。

3.2 我國(guó)鋰電池在制造方面存在的問(wèn)題

我國(guó)目前大量使用的鋰電池，在制作過(guò)程中所使用的一部分材料我們國(guó)家還無(wú)法做到自行生產(chǎn)，需要依靠進(jìn)口途徑獲得。從中我們可以看出，我國(guó)現(xiàn)階段最需要解決的問(wèn)題是培養(yǎng)相關(guān)的技術(shù)性人才，為我國(guó)鋰電池生產(chǎn)行業(yè)提供新動(dòng)力，滿足我國(guó)鋰電池行業(yè)自給自足的生產(chǎn)需求，并不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高我國(guó)鋰電池技術(shù)水平，研制新型高新能鋰電池材料，在未來(lái)的鋰電池行業(yè)可以通過(guò)出口，獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益，提高我國(guó)在世界中的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 高性能鋰電池材料的應(yīng)用趨勢(shì)

新能源已經(jīng)在國(guó)際市場(chǎng)上發(fā)展了很長(zhǎng)一段時(shí)間。著眼未來(lái)，高性能鋰電池將在國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)中獲得廣泛的應(yīng)用。由于新能源汽車的產(chǎn)生，對(duì)鋰電池的性能要求有了提高，只有通過(guò)研制更好的更新能鋰電池材料，才能滿足未來(lái)汽車行業(yè)的能源要求，我國(guó)在二零一二年，就已經(jīng)擁有了100萬(wàn)量以上的電動(dòng)力汽車，并且對(duì)電能的需求已經(jīng)達(dá)到5000兆瓦時(shí)。未來(lái)，隨著科技的發(fā)展，在醫(yī)療、軍事等方面都會(huì)應(yīng)用到新能源，特別是在航天和軍事領(lǐng)域，鋰電池的應(yīng)用受到重視。所以，高性能鋰電池的未來(lái)發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)必然是越來(lái)越強(qiáng)的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，由于石油、煤炭等不可再生資源如果無(wú)節(jié)制的開(kāi)采，終將有耗盡的一天，所以新能源的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為科技未來(lái)發(fā)展的必然方向。鋰電池?fù)碛星鍧嵏咝У葍?yōu)點(diǎn)，未來(lái)的應(yīng)用前景非常樂(lè)觀，但在應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題，所以要加強(qiáng)對(duì)高性能鋰電池材料的研發(fā)投入，通過(guò)使用新型材料，保障鋰電池未來(lái)的發(fā)展。