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蓄能锂电池的优势及发展前景

来源:东莞市金沙澳门棋牌官网入口 发布时间:2017-11-13 

  蓄能锂电池在能量密度和功率密度的结合上具有无与伦比的优势,因而广泛应用于各种便携式电子用品、电力工具和电力/混合动力载具。首先,如果电力能取代化石燃料成为交通工具的主要供能方式,温室气体的排放将会大幅减少。其次,蓄能锂电池的高能效可以改进各种电网系统,包括风能、太阳能、地热能等发电系统,进而推广可再生能源的应用,建立一种可持续发展的能源经济。因此,蓄能锂电池一直很受工业界和政府资金的欢迎,相关的研究也是近年来的热点。

蓄能锂电池


  展望未来,蓄能锂电池能否满足人们对便携式蓄能装置的要求?许多人对此抱有疑问。现阶段,蓄能锂电池在某些领域(例如交通和电网)内成本还是太高,此外,锂和某些应用于蓄能锂电池中的过渡金属的短缺也是潜在的不利因素。然而,相对于其他化学物质,蓄能锂电池具有确定的、根本性的优势:第一,所有化学元素当中锂的还原电位最低,所以理论上锂基电池具备最高的电动势;第二,锂是第三轻的元素,且锂离子是单价离子,半径很小。两个因素结合起来,使得锂基电池在相同体积/重量下具有相对大的容量和功率。更高价的正离子虽然携带电量更多,但迁移率很低,要应用到电池上存在着巨大的障碍,因为离子在固体电极中的扩散往往是电池性能的限速因子。
  锂金属在一定时间内不太可能出现明显的短缺。这个观点和曾经的石油峰值论相似。现阶段,随着价格的上涨和开采技术的发展,石油的储量和资源还在继续增长,“峰值”还没得到实际的验证。如果从绝对量上看,把地壳内可用的锂制成电池,足以给全世界的汽车供能。但是,价格因素依然制约着蓄能锂电池的应用规模。实际上,正极材料和电解液用到的锂金属只占总成本的很小一部分,主要的成本来自加工过程和正极材料里的钴金属。考虑到其优势,在便携式电化学能储蓄装置当中,蓄能锂电池很可能是长期的主宰。
  基于这点考虑,若能从成本和性能上得到提高,蓄能锂电池的应用将会大大扩展,使很多新技术得以突破蓄能的瓶颈。对蓄能锂电池的研究有相当一部分是关于电极材料的。具备更高放电速率、更大电容量和足够高电压(仅对正极)的电极能显著提高蓄能锂电池的能量和功率密度,减小体积,降低成本。当然一切的前提是材料本身并不贵重或稀有。
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