鋰電池材料研究新進展

胡宇昕

【摘 要】20世紀80年代中期開始，由于科技的不斷進步，更多的設備、儀器都開始向便攜化、小型化發展，從而大大的促進電池從原有的干電池向可充電電池的邁進，這個時候，鋰電池的出現，解決了這類問題，目前，不論是手機還是其他移動設備，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展，因此，原有的鋰電池材料已經不能當代人們對電池發展的需要，鋰電池的新型材料正在不斷的研究和發展當中，所以，本篇文章將結合鋰電池的相關優缺點，對鋰電池材料的未來發展進行研究。

【關鍵詞】鋰電池；材料；新進展

一、鋰電池的相關概述

鋰電池的特點非常鮮明，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比較廣泛；四是鋰電池的自身放電量比較少，正因為鋰電池擁有這四個特點，所以很多機構都將其制成可充電電池，并把它用于目前大部分的可移動設備中，但是，縱觀鋰電池有如此多的優點，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，能量密度下降比較快；二是在對鋰電池進行大電流充電的時候，鋰電池的使用壽命會大大降低；三是鋰電池在放電的時候，循環能力比較差，也就是，鋰電池的高能量密度和循環特性是沖突的；四是鋰電池的安全性不高，如果反復充放電，那么鋰電池本身存在很大的安全隱患，因此鑒于上述四個問題，這也是鋰電池未來發展需要解決的重要問題。

二、鋰電池材料的未來發展

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

（一）鋰電池的正極材料

（二）鋰電池的負極材料

鋰電池的負極材料對于鋰電池來說也非常的重要，對于未來選取鋰電池的負極材料，應該從三個方面考慮：一是鋰離子的可逆容量問題；二是負極材料的反應電位；三是負極材料的擴散速率。目前，市場上的鋰電池負極材料主要是由碳負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，我認為，未來鋰電池負極材料的改變不會很大，但是，通過調查了解，鋰電池的負極材料研究中，碳納米材料這個新型的鋰電池負極材料正在研究和試驗中，首先，納米碳管具有尺寸小、機械強度高、比表面大、電導率高和界面效應強等特點。其次，通過近幾年的試驗結果，我們發現，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定性。最后，碳材料是實用鋰離子電池較好的負極材料，但其缺點是比容量低，在有機電解液會形成鈍化層，引起初始容量損失，存在明顯的電壓滯后現象，并且碳電極的性能受制備工藝的影響較大。而納米負極材料的開發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結構的影響，從而改進循環過程。因此，我個人認為，鋰電池的負極材料未來發展改變不會很大，但是不排除像碳納米材料這樣的新興材料的研發和使用，所以，鋰電池負極材料的未來發展也會向新型材料方向邁進。

三、結論

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有一定的問題，從而制約鋰電池未來的發展，因此，本文也詳細介紹了鋰電池正負極材料的未來發展情況。相信日后，在科技技術的不斷進步、新型材料的不斷研發和推廣的情況下，鋰電池的材料也會越用越高精簡，鋰電池的發展也會越來越好，從而為老百姓的生活需求帶來更多的便捷和實惠。

【參考文獻】

[1]寧波所.鋰電池高容量負極材料領域取得系列進展[J].功能材料信息，2015.06

[2]李偉善.儲能鋰離子電池關鍵材料研究進展[J].新能源進展，2013.1（1）