鋰電池材料研究新進(jìn)展

胡宇昕

【摘 要】20世紀(jì)80年代中期開始，由于科技的不斷進(jìn)步，更多的設(shè)備、儀器都開始向便攜化、小型化發(fā)展，從而大大的促進(jìn)電池從原有的干電池向可充電電池的邁進(jìn)，這個(gè)時(shí)候，鋰電池的出現(xiàn)，解決了這類問題，目前，不論是手機(jī)還是其他移動(dòng)設(shè)備，幾乎都采用了鋰電池作為他們的電源支撐，然后，人們生活需求的不斷提升，電池也向更小，容量更大的方向去發(fā)展，因此，原有的鋰電池材料已經(jīng)不能當(dāng)代人們對(duì)電池發(fā)展的需要，鋰電池的新型材料正在不斷的研究和發(fā)展當(dāng)中，所以，本篇文章將結(jié)合鋰電池的相關(guān)優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)鋰電池材料的未來發(fā)展進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】鋰電池；材料；新進(jìn)展

一、鋰電池的相關(guān)概述

鋰電池的特點(diǎn)非常鮮明，主要有四大特征：一是鋰電池的能量密度非常的大；二是鋰電池的電壓比較高；三是鋰電池的使用溫度相對(duì)比較廣泛；四是鋰電池的自身放電量比較少，正因?yàn)殇囯姵負(fù)碛羞@四個(gè)特點(diǎn)，所以很多機(jī)構(gòu)都將其制成可充電電池，并把它用于目前大部分的可移動(dòng)設(shè)備中，但是，縱觀鋰電池有如此多的優(yōu)點(diǎn)，它還是有幾大問題：一是鋰電池能量密度高，但是大電流放電時(shí)，能量密度下降比較快；二是在對(duì)鋰電池進(jìn)行大電流充電的時(shí)候，鋰電池的使用壽命會(huì)大大降低；三是鋰電池在放電的時(shí)候，循環(huán)能力比較差，也就是，鋰電池的高能量密度和循環(huán)特性是沖突的；四是鋰電池的安全性不高，如果反復(fù)充放電，那么鋰電池本身存在很大的安全隱患，因此鑒于上述四個(gè)問題，這也是鋰電池未來發(fā)展需要解決的重要問題。

二、鋰電池材料的未來發(fā)展

鋰電池是由正負(fù)極材料組成的，上文我們說過，鋰電池本身有很多優(yōu)點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)依然很突出，因此鋰電池的未來發(fā)展首先就要從鋰電池的材料入手，改變現(xiàn)有的正負(fù)極材料，從而改善鋰電池的整體性能。

（一）鋰電池的正極材料

（二）鋰電池的負(fù)極材料

鋰電池的負(fù)極材料對(duì)于鋰電池來說也非常的重要，對(duì)于未來選取鋰電池的負(fù)極材料，應(yīng)該從三個(gè)方面考慮：一是鋰離子的可逆容量問題；二是負(fù)極材料的反應(yīng)電位；三是負(fù)極材料的擴(kuò)散速率。目前，市場上的鋰電池負(fù)極材料主要是由碳負(fù)極材料和金屬氧化物材料組成，他們的整體使用效果比較好。因此，我認(rèn)為，未來鋰電池負(fù)極材料的改變不會(huì)很大，但是，通過調(diào)查了解，鋰電池的負(fù)極材料研究中，碳納米材料這個(gè)新型的鋰電池負(fù)極材料正在研究和試驗(yàn)中，首先，納米碳管具有尺寸小、機(jī)械強(qiáng)度高、比表面大、電導(dǎo)率高和界面效應(yīng)強(qiáng)等特點(diǎn)。其次，通過近幾年的試驗(yàn)結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，碳納米管在較大電流密度下充放電比一般碳材料具有更高的放電容量和良好的嵌鋰穩(wěn)定性。最后，碳材料是實(shí)用鋰離子電池較好的負(fù)極材料，但其缺點(diǎn)是比容量低，在有機(jī)電解液會(huì)形成鈍化層，引起初始容量損失，存在明顯的電壓滯后現(xiàn)象，并且碳電極的性能受制備工藝的影響較大。而納米負(fù)極材料的開發(fā)是利用材料的納米特性，減少充放電過程中體積膨脹和收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，從而改進(jìn)循環(huán)過程。因此，我個(gè)人認(rèn)為，鋰電池的負(fù)極材料未來發(fā)展改變不會(huì)很大，但是不排除像碳納米材料這樣的新興材料的研發(fā)和使用，所以，鋰電池負(fù)極材料的未來發(fā)展也會(huì)向新型材料方向邁進(jìn)。

三、結(jié)論

綜上所述，鋰電池的市場占有率是非常大的，但是它的組成材料或多或少的會(huì)有一定的問題，從而制約鋰電池未來的發(fā)展，因此，本文也詳細(xì)介紹了鋰電池正負(fù)極材料的未來發(fā)展情況。相信日后，在科技技術(shù)的不斷進(jìn)步、新型材料的不斷研發(fā)和推廣的情況下，鋰電池的材料也會(huì)越用越高精簡，鋰電池的發(fā)展也會(huì)越來越好，從而為老百姓的生活需求帶來更多的便捷和實(shí)惠。

【參考文獻(xiàn)】

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