锂电池高能量技术研究热点有什么

高能量密度发展路线包括：高电压正极材料、高克容量正负极材料高电压正极材料通常指电池使用电压高于4.2V的正极材料钴酸锂、锰酸锂、三元均有高电压材料　　其中高电压钴酸锂商用化已经很成熟，大量应用于高端数码类产品，其能量密度比普通的三元电池要高。

目前高电压钴酸锂电池电压通常为4.35V，未来3-5年4.4V、4.5V高电压钴酸锂电池或可大规模应用　　三元高电压正极材料应用很少，基本处于研究阶段但三元高电压正极材料或许是未来达到300Wh/kg能量密度的突破口。

　　目前三元NCM811材料克容量已经超过180mAh/g，通过包覆或者参杂可以实现高电压，同时其克容量也会进一步提高(高电压材料相当于将低电压时没有活性的锂激活，更大限度的利用材料)但目前三元材料高电压化还有很多技术问题没有解决，材料自身的稳定性尚未解决。

　　锰酸锂正极材料充电电位可达4.7V，晶格结构非常稳定　　目前锰酸锂电池能量密度150Wh/kg，高于磷酸铁锂电池能量密度锰酸锂晶体结构稳定、热稳定性良好，锰酸锂电池的安全性非常高其中锰酸锂-钛酸锂体系电池在快充领域有极好的应用前景。

　　磷酸铁锂由于容量发挥已经接近理论，通过高电压化难以激活更多的锂，效果非常有限但磷酸铁锰(钒)锂、硅酸铁锂能量密度更高，是很多研究机构和企业研究的热门领域，硅酸铁锂分子含有两个锂离子，其理论克容量高达332mAh/g。

　　高电压正极材料需要高电压电解液配合使整个电池系统运行良好要使电解液在高电压环境下稳定运行，必须要提高溶剂的耐氧化性，同时阻断正极与电解液直接接触提高电解液抗氧化性方法包括氟代溶剂，氟代溶剂价格太高，大规模应用难以实现。

　　其他新型抗氧化性溶剂如离子液体，具有良好的离子导电性和抗氧化能力，是一种优良锂电池溶剂，但目前价格高昂，难以大规模推广阻断电解液和电解液直接接触的方法包括正极材料包覆，正极成膜添加剂正极材料包覆和添加剂研究非常多，效果非常明显，是未来提升抗氧化性重要手段。

　　三元材料大规模开发和应用相对较晚，在能量密度方面还有很大提升空间目前主流材料厂商已经能做到180mAh/g水平，而三元高镍材料理论容量可达270mAh/g，还有很大提升空间目前高容量三元材料存在对水敏感、首次效率低、循环差等特点。

随着工艺技术进步这些问题或可解决，富锂正极也是很多研究机构和企业研究的热点　　另一方面硅系负极材料可以极大提升负极的克容量一直以来负极材料均已石墨为主，石墨负极技术已经非常成熟，实际容量已经非常接近理论容量。

要提高负极克容量，必须采用其他材料　　而硅锡等金属负极是非常合适的选择，最早日本sony有采用锡复合负极提升电池能量密度，已经向市场推出了高容量18650产品近几年来硅复合负极得到了重视，其中硅碳复合负极和氧化亚硅-石墨复合负极技术较为成熟，日韩企业已经应用到高容量产品中。

　　目前国内材料厂、电芯厂也逐步推出硅系负极高容量产品硅的理论克容量4200mAh/g，但是体积膨胀效应非常大，因此多采用与石墨复合以减小膨胀带来的影响金属锂负极具有比硅负极更高克容量，但其枝晶问题上没有解决，安全风险高。

且金属锂与电解液容易反应，降低其循环寿命目前金属锂负极电池还难以大规模推向市场免责声明：本文来源：[中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件，版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。

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