锂电池厂商预测未来锂电池容量和充电速度将提高

来源：3499拉斯维加斯  日期：2019-12-06 16:41  浏览量：次

　　锂电池厂商预测未来锂电池容量和充电速度将提高。当今社会，电池容量及充电速度一直都是热门话题，不少锂电池厂商把它作为产品噱头，纷纷推出了各种新能源锂电池，以此达到产销两旺的效果。美国西北大学教授及其团队称，他们在锂电池方面的研究取得了重大突破，可以将电池容量和充电速度都提高10倍。

　　锂电池厂商预测未来锂电池容量和充电速度将提高

　　锂电池容量和充电速率是两个主要的电池局限，容量受限于电荷密度，即电池的两极能容纳多少锂离子，充电速率则受限于锂离子从电解液到达负极的速度。

　　采用硅和磷烯研发全新的复合物，用于制作锂离子电池的阳极，该材料非常高效，相较于当前的锂离子电池，新款阳极材料将电池的充电速度和电池容量分别提升了3倍和5倍，同时还降低了电池的整体重量。若仅将硅用作电池的阳极材料，会导致其循环稳定性较弱。

　　现有锂电池的负极由碳基的石墨烯片层层堆积而成，一个锂原子需要适配6个碳原子。为了增加储电量，科学家曾尝试利用硅代替碳，以使硅可以适配更多锂，达到4个锂原子对应1个硅原子。然而，硅会在充电过程中显著扩展和缩小，从而引起充电容量的快速破裂和遗失，石墨烯片的形状也会制约电池的充电率。

　　为了稳定硅以保持最大的充电容量，他们在石墨烯片之间加入硅簇，利用石墨烯片的弹性配合电池使用中硅原子数量的变化，使得大量锂原子存储于电极中。硅簇的添加可使能量密度更高，同时也能降低因硅扩展和缩小引发的充电容量损失，可谓两全其美。

　　如何提高锂电池容量

　　1、使用粘结性、导电性更好的活性物质：这样可以减少粘结剂、导电剂在敷料中的含量，从而提高单位质量敷料所能发挥的容量;另外粘结剂、导电剂的用量减少也可以提高材料活性物质的压实等加工性能。

　　2、锂电池组自放电率不同，电压不一致等，先检测出那一块是不同电压的电池，再更换与正常的锂电池组容量、电压、自放电、电池内阻等一致的电池一起用。或者使用锂电池组电压压差平衡修复仪。

　　3、选择搭配性能更优的材料体系：匹配性不好的材料组合在一起，不仅会降低锂电池的循环性能，也可能影响到倍率性能甚至正负极的克发挥;同理，当材料匹配性更好时，克发挥、循环、膨胀率等性能或许都可以得到改善。

　　如何提高锂电池充电速度

　　锂电池的充电方法有很多种，常用的充电方法有恒定电流充电法、恒定电压充电法、恒流恒压充电法、变流充电法、脉冲充电法、间歇充电法等。

　　（1）锂电池性能的发挥受电池温度的影响，温度太低会影响电池内部物质的活性，太高会破坏内部物质的结构，一般允许的范围是-20℃到+65℃之间,在进行设计时一般选择0℃到+60℃之间即可。

　　（2）变电流间歇充电法的主充阶段在限定充电电压条件下，采用了电流逐渐减小的间歇方式加大了充电电流，即加快了充电过程，缩短了充电时间。但是这种充电模式电路比较复杂、造价高，一般只有在大功率快充时才考虑采用。

　　（3）智能充电是目前较先进的充电方法，通过检查电池电压和电流的增量来判断电池充电状态，动态跟踪电池可接受的充电电流，使充电电流自始自终在电池可接受的最大充电曲线附近。

　　目前石墨烯在电池上的应用，主要是和硅结合在电池负极里面代替原来的石墨，这样可以提升电池的整体容量和充电速度，但性能提升效果有限，对锂电池进行充电要按照时间顺序对其充电电流和充电电压进行控制，不能滥充，否则就极易损坏电池。