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购车小助理■动力电池技术展望( 二 )


1. 高镍化
这一点不难理解 ， 三元材料的比容量随着Ni含量的提升而提升 ， 为了获得更高的容量 ， 提升Ni含量是最有效的办法 ， 目前NCM811的技术已经相对比较成熟 ， 材料的比容量可达190mAh/g以上 ， 为了进一步提升材料的比容量 ， 广大材料厂家正在开发Ni含量达到0.9 ， 甚至更高的三元体系材料 。
2. 单晶材料
高镍三元材料虽然容量很高 ， 但是高镍三元材料的晶体结构稳定性较差 ， 特别是在高电压下容易发生析氧反应 ， 引起材料的表面相变 ， 单晶化是解决这一问题的有效方法 ， 单晶材料能够有效地提升材料自身的结构稳定性 ， 同时较小的比表面积也能够减少界面副反应的发生 ， 从而显著的提升材料的循环性能 。
欧美等国家现阶段在锂离子电池技术已经处于下风 ， 短时间内追赶无望 ， 所以欧美瞄准了下一代锂离子电池技术 。 全固态电池是目前研究最多 ， 也得到最多认可的下一代锂离子电池技术 ， 固态电解质替代传统的液态有机电解质 ， 能够在一定程度上解决传统锂离子电池安全性较差的问题 。 目前固态电解质基本上可以分为三大类
1. 聚合物电解质
以PEO为代表的聚合物电解质是人们最早开发的固态电解质 ， 聚合物电解质具有良好的塑性 ， 因此比较容易解决固态电解质存在的界面接触问题 ， 因此也得到了最多的关注 ， 但是聚合物电解质本身常温电导率较低 ， 一般需要加热到60℃以上使用 ， 同时聚合物电解质抗氧化性较差 ， 因此无法匹配高电压正极啊材料 ， 这也导致了聚合物电解质的应用受到了很大的限制 。
2. 无机氧化物电解质
无机氧化物电解质 ， 例如LLZO等材料相比于传统的聚合物电解质具有很好的常温电导率 ， 同时氧化物电解质在高电压下的稳定性也更好 ， 因此也得到了广泛的关注 ， 但是氧化物电解质与电极的界面接触较差 ， 为了解决界面接触问题 ， 高温烧结是常见的方法 ， 但是这可能会引起正极材料的分解 ， 同时也大大增加了工艺的复杂性 ， 同时氧化物固态电解质高昂的价格也限制了其大规模的应用 。
3. 硫化物电解质
硫化物电解质突出特点是其电导率高 ， 在室温下的电导率与传统的碳酸酯类液态电解质持平 ， 因此硫化物固态电解质也被寄予厚望 ， 但是硫化物电解质也存在固态电解质的通病——界面接触差 ， 采用硫化物电解质的电池往往需要施加巨大的压力才能正常的工作 ， 同时硫化物电解质在空气中水分作用下会发生分解 ， 释放H2S有毒气体 ， 因此硫化物固态电解质对于生产环境的要求极高 ， 这也导致了成本的升高 。
【购车小助理■动力电池技术展望】经过多年的技术发展 ， 动力电池的市场已经超越了3C消费电子类锂离子电池 ， 三元材料也取代了传统的LCO材料成为动力电池主流的正极材料 ， 更高的能量密度是未来动力电池发展的主要方向 ， 为了满足这一目标 ， 高镍化、单晶化是未来正极材料发展的重要趋势 ， 而在下一代电池技术上 ， 固态电池是目前最为成熟的技术 ， 整体上来看聚合物电解质良好的加工性能和低廉的价格是未来较有希望的一种固态电解质 。


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