鋰離子動力電池發展現狀及趨勢分析

徐明

寧夏中色金輝新能源有限公司 寧夏銀川 753000

1 鋰電池組及其要求

（1）電池組的基本組成：電芯、絕緣板和散熱片、BMS電池管理系統。電芯：電芯是單個含有正、負極的電化學電芯，電芯一般有三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池，可根據需求選擇相對應的電芯。絕緣板和散熱片：絕緣板是包裹在電芯外的一層絕緣保護板，起到隔離保護的作用。如果電芯內部發生意外，可以將危害隔離在絕緣板內，以免損害到其他。散熱片是給電器中的易發熱電子元件散熱的裝置[1]。

（2）鋰離子電池組應用的基本要求：電池組在應用中通過有效的BMS管理系統對電池進行管理，以防止電池出現過充過放、短路、反充、高溫等情況，如果在鋰電池使用過程中發生這些情況，電池組的循環壽命會大幅度縮短，嚴重情況甚至會發生燃燒、爆炸等安全事故。

（3）做一組電池組的基本要求：①要用好電芯，電芯是儲存電量和輸出電量的基本單元，也是電池組的核心部件。②要有好的鋰離子電池保護板，一塊好的保護板能有效保護鋰離子電池組中的每一串電芯不過沖和過放電，還可以使每一串電池盡量充電到滿，而不會出現有的已經充滿而有的電池卻還差很多的現象。③要有較好的焊接功底。④線路要合理，要根據電路中實際電流來選擇合適粗細的線，保障線路焊接質量，防止在電池組使用過程中出現線路過載發熱著火等現象。⑤良好的填充及散熱途徑，電池組需要穩固，盡量減少跌落、碰撞、彎曲、震動等外部作用力，部分空間需要良好的填充；另外電池在充放電過程中，產生大量的熱量，良好的散熱途徑，減小電池的溫升也能提高電池組的安全性和循環性能。

2 離子動力電池發展現狀

鋰離子動力電池作為一種新型電池，同一般電池相比，在保持自身穩定性的作用下具有較高的電壓與能量。在鋰離子動力電池中，其自身的“正極材料”與電池之間的性能具有非常密切的聯系。同時，良好的正極材料還將對電池的“整體安全性”、“整體能量密度”等要素有較大影響。而后續使用中，相應的正極材料較多，例如“LiFePO4”、“LiNi1/3”、“Co1/3”等。在材料中，“LiCoO2”自身具有“比能量”、“穩定性高”、“工作性能優良”的特點。在一般情況下，“LiCoO2”因電池容量較小，因此在一些小型設備中應用較多。在“LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2”具有較大容量，可能達到165mAh/g以上。在實際使用中，“LiN-i1/3Co1/3Mn1/3O2”具有非常高的安全性。在循環性中，其整體具有一定的“安全性”、“循環功能”以及“耐高溫性能”，因此，在綜合性能的比對中，整體的發展局勢較好。此外，除“LiN-i1/3Co1/3Mn1/3O2”之外，“LiFePO4”自身的能量較低，整體的振實密度較低。此外由于每種的“正極材料”都具有不同的特性，在實際的應用過稈中，鋰離子動力電池應根據整體的需要選擇合適的材料。在鋰離子動力電池的選擇中，其自身主要有兩種使用形式，分別為固定的“碳類材料”以及“非碳類材料”。在整體的運用性方面，處于安全性以及成本考量，整體以碳類材料種類較多。此外，在鋰離子動力電池中的“碳類材料”中，分別為“硬碳”、“軟碳”、“天然石墨”以及“復合碳”等。這些具有明顯碳類基礎的材料在鋰離子動力電池的實際運用中起到了非常良好的效果[2]。

3 動力電池的應用前景

在鋰動力電池的應用中，得益于其超高的應用性，因此在“便攜式設備”、“衛星”、“儲備電源”、“電動汽車”等各領域得到綜合性發展。在我國目前大力推崇的“二次電源”運用中，具有絕佳的的潛力以及廣闊的前景。目前，在電動汽車領域，鋰動力電池被廣泛運用（如新能源汽車等）。此外，許多著名的汽車廠商針對于鋰離子動力電池都致力于開發“純電動汽車”以及“混合動力汽車”值得一提的是，我國“863新能源汽車”在鋰離子動力電池領域得到了非常重要的實際突破。在整體的實施過程中，通過相應的技術以及自身的努力，將我國鋰動力電池行業進行了整體提升，實現了綜合發展。在針對鋰離子動力電池的未來發展中，以“新能源汽車”為例。其自身根據鋰離子動力電池的前景設立了綜合發展目標，在2012年，實現我國國內新能源汽車“100萬輛”的年產值。保守估計，這將對鋰動力電池的需求將有效達到至少5000兆瓦時。此外，不少商家都在2009年的上海車展上，推出了基于鋰動力的汽車。在“BYD”的“e6”系列中，其設計理念整體采用了高安全性的“磷酸鐵鋰”材料。此外，鋰離子動力電池在我國的航天及軍事應用中，因其自身優良的特性得到了有效的運用。作為享有“第三代航天電源”之稱的鋰離子動力電池，因其優良的特性得到了世界各國的廣泛認知。在“NASA”、“ESA”、“JAXA”等已經就鋰離子動力電池進行了多年的研究工作。

目前，據相關統計，已由二十多顆衛星在后續的運行中使用了鋰離子電池作為貯能電源。在鋰離子電池技術發展未來，相信將會有更多的航天器采用鋰離子電池作為貯能電源[3]。

雖然鋰動力電池具有非常卓越的應用性，但其未來使用中依然有部分亟待改進之處。根據相關調查研究，“昂貴的價格”以及“具有一定的要求性”成為了發展鋰離子動力電池的最大阻礙。但隨著“LIFEPO4”、“LIATISO12”等具有“高壽命性”以及“高安全性”的材料作為鋰離子電池。

4 結語

綜上所述，在鋰離子動力電池發展現狀及應用前景中，隨著我國鋰離子動力電池的全新發展，鋰離子電池的份額發展迅猛。在我國未來的綜合發展中，鋰離子電池必將實現多方面的改進。在改進中，其具備“高安全性”、“高效率性”、“高長壽命”等將作為鋰離子電池技術發展的核心目標。