高性能鋰電池材料的應用趨勢研究

孟亞斌

（深圳市優特利能源股份有限公司，廣東深圳 518132）

在科學技術飛速發展形勢的推動之下，促使更多的電力設備運用到日常的生活與生產工作中，使廣大民眾的生活水平得到了有效提升。由于電力設備得到了推廣，使鋰電池得到了很大的關注與重視。為了達到不同人群需要的目的，應該加快高性能鋰電池材料開發的速度，在體現出節能優勢的基礎上，進一步提高其效率，從未來的角度而言，高性能鋰電池材料具有很大的應用空間，能夠增強實際的運用效果。

1 鋰離子電池材料介紹

對于鋰離子電池而言，在能量的來源方面，主要基于液體，抑或固體環境下，鋰離子處于正負極間運輸的過程當中得以形成，由此說明了鋰離子電池具有的充電、放電等性能，主要受到鋰離子傳輸速度、線路等方面因素的影響。通常情況下，鋰離子電池正極材料涵蓋了不同的構成部分，如磷酸鐵鋰、錳酸鋰及混合材料等。而鋰離子電池負極材料當中，則涵蓋了人造石墨與干性天然石墨等。針對相關隔膜材料來說，以聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜為主。從電解液的角度而言，依靠六氟磷酸和EC、EMC等不同溶劑經過配制形成。所以，科學分析高性能鋰離子電池材料可謂十分關鍵。針對磷酸鐵鋰正極鋰離子電池的應用原理如圖1所示。

圖1 磷酸鐵鋰正極鋰離子電池的應用原理

2 當前鋰電池材料的運用情況

2.1 鋰電池有關概述及類別劃分

通常，鋰電池涵蓋了隔離、電解液以及正負極等不同的材料。從成本的角度來說，取決于其正極材料，主要與鋰電池自身的性能密切關聯。從具體的運行機制方面來看，具體進行充電的過程當中，正極與電解液當中的鋰離子會朝著負極進行聚集，然后獲取到電子。進行放電的過程當中，在負極碳素材料當中的鋰離子則會失去電子，進到電解液內，并且讓鋰離子朝著正極進行移動。

在鋰電池的類型劃分方面，則需要從下述2個方面加以實施。

（1）結合鋰離子電池電解質的區別實施類別劃分。參考此項標準要求，鋰電池主要涵蓋了液態鋰電池、聚合物膠態鋰電池、固態鋰電池。從電解質差異性的角度實施歸類，需要著重關注電解質差別方面的因素，在正負極材料與液態鋰方面均一樣，所以，由此可見，兩類鋰電池在運行機制方面，從根本上來說是一致的。一般的鋰電池電解質為液體，但是，固態鋰電池中的固態電解質，則不添加溶劑。

（2）參考鋰電池可否實現循環利用的情況，能夠劃分成可充電與不可充電兩類鋰電池。其中，后者即為常見的一次性電池，可以把原有儲存的化學能轉變為電能，不過由于還原性不佳，無法實現把電能轉化為化學能的效果。

2.2 鋰電池材料的運用

早期階段，鋰電池材料主要被運用到心臟起搏器裝置中，依靠放電率很低、放電電壓十分平緩等優點，已經植入體內的起搏器可以長久進行運作，卻無需進行充電。受到信息化技術迅速發展的影響，讓鋰電池的研發進程得到了進一步推進。從目前的情況來看，計算機技術、信息化技術得到了廣泛運用，帶給廣大民眾很大的方便與幫助，一方面，使信息傳播的速度得以變快，方便廣大民眾及時獲得最新的信息；另一方面，則提升了相關供應設備運行的整體效率，讓鋰電池的需求量與日俱增。實際上，鋰電池不再單純被運用到醫療事業當中，還會延伸到經濟、文化、政治等其他不同的領域當中，從而發揮出其應有的功效和作用。

2.3 鋰電池材料的優點和缺點

得益于科技的日益進步，帶動了社會的迅速發展，讓廣大民眾更加注重追求物質的質量，相應的標準隨之提升，所以，促進了鋰電池的可持續發展，符合不同用戶的各類需要。實際上，具體運用的過程當中，鋰電池能夠充分發揮出其優點：①擁有很大的輸出功率。對比其他類型的電池來說，鋰電池具有很高的釋放能力，以便使相關電子設備可以獲取和利用更多的能量，確保其運行的穩定性。②高效性十分明顯。運用鋰電池時，需要實現迅速的充電與放電效果，不但節省了更多的時間，而且確保工作質量達到相關規定。③很長的使用年限。對比其他類型的電池，鋰電池的使用壽命明顯更久，與此同時，在此期間，通常無需加以維修，能夠進一步降低經濟成本。然而鋰電池因為制作的原材料十分多樣化，鑒于其價格非常高，造成生產工作的成本隨之得以提升。具體進行制作的過程當中，對專業型人才的需求量不斷增加，讓實際的成本上漲。鑒于此，對于廣大生產商來說，進行生產時，應該配備合適的保護設施，謹防生危險事故。

實際上，在現階段的市場當中，通常運用到的鋰電池難以達到廣大民眾在新能源方面的要求。與此同時，常見的鋰電池具體進行應用的過程當中，經常產生相關問題。針對鋰電池的缺點，具體如下：①鋰電池的材料價格是非常高的，因而制作過程當中的成本費很高。與此同時，有關制作者應該擁有豐富的知識，在經濟成本方面很高，由此造成鋰電池的價格出現偏高的情況。②由于鋰電池供應的電能很大，進行充電的過程當中，形成的電壓與功率均很大，因而，對比普通的電池，顯然更加危險。有關生產商開展加工處理時，應該針對鋰電池制定出合理的保護對策，有效避免發生電池爆炸事故。

2.4 技術研發與創新

對于鋰電池的市場供給與需求而言，通常應該維持一定的平衡性，從當前的市場情況來看，全部的鋰電池能夠達到公眾的實際需要。但是在科學技術不斷進步形勢的推動下，廣大民眾的生活水平也獲得了提高，在物質方面的需求呈現出多樣化的特征。基于此種環境背景下，當前的鋰電池需要加快開發，難以達到不同的需要。所以，為了做到與時俱進，重視對新型鋰電池的研發工作開展顯得尤為必要，需要依靠國家相關部門的扶持與推動，從而促進整個電池行業發展的進程，有效落實相關規定。以滿足綠色環保發展方面的要求，應該避免出現嚴重污染的現象。對于鋰電池而言，能夠達到此種需求，并非一次性，能夠實現循環利用的效果，謹防發生廢棄電池導致環境污染的現象，達到保護生態環境的目的[1]。

3 高性能鋰電池材料運用的價值說明

從目前的情況來看，鋰電池市場一直處于供需平衡的情形，通過合理運用鋰電池，能夠達到廣大用戶的需要，并且達到很多工廠機器與電子設備應用方面的規定。受到科學技術迅速發展的影響，廣大民眾在生活質量方面的要求隨之得以提高，鋰電池顯然難以達到不同用戶群體的實際需要。鑒于此，加快對高性能鋰電池材料的開發速度可謂非常關鍵，具有很大的實施價值。具體而言：①能夠加快電池行業技術發展的速度，進一步增強中國電池行業在國際電池市場當中的競爭能力，帶動了國家綜合實力的提高。②依靠對高性能鋰電池材料的有效開發，可以做到與時俱進，有助于電池行業的長遠發展和進步。并且，在此過程當中，能夠研發出全新的環保型鋰電池，真正實現循環利用的效果。借助此項措施，可以達到環境保護工作開展的相關規定。③面對經濟日益增長的形勢，廣大民眾的生活質量得到了很大的改善，加大對高性能鋰電池的開發力度可謂勢在必行，能夠達到廣大民眾的實際需要，帶給其生活更大的便利與幫助，提高了社會發展的穩定性。由此可見，經過上文的論述與分析之后，從中可以獲悉，有效說明高性能鋰電池材料運用的價值可謂十分關鍵[2]。

4 高性能鋰電池材料的應用趨勢

4.1 現階段鋰電池運用的勢態

現階段，鋰電池得到了迅速發展，在很多領域均得到了運用。無論是航天，還是新能源汽車等領域，均已經運用了鋰電池能源技術，由此明確了電能產品研發的思路與方向，使其種類變得越來越多，數量與日俱增，因而，在鋰電池方面的需求得以不斷上漲，當綠色環保工作得到大規模宣傳與推廣以后，公眾更加關注與重視鋰電池，說明在未來，高性能的鋰電池材料具有更大的發展空間，其重要性和價值是毋庸置疑的。

在綠色環保理念深入人心以后，鋰電池所獲得的關注度開始不斷提升，使用的頻率與次數也開始與日俱增。很多領域，均將鋰電池作為首選，比如，新能源汽車與航天航空等，均加大了針對鋰電池技術的開發力度。當此項技術得到改進和優化以后，必然會加快整個行業發展的進程，讓鋰電池材料的功效與作用得到充分的發揮。實際上，科學運用高性能鋰電池，顯然在市場當中的競爭力更強，為此，不難看出，高性能鋰電池的發展機會是非常多的[3]。

4.2 國內鋰電池制造過程中呈現的不足

對于我國來說，盡管鋰電池已經被大范圍利用，然而，國內進行鋰電池制造的過程當中，仍然表現出諸多方面的缺陷與不足：其一，鋰電池制造的某些核心材料方面，國內無法實現真正的自給自足，一些核心技術依然需要借鑒和利用外國的技術，所以，更加依賴進口。其二，專業型人才數量不足。因為國內鋰電池行業的發展時間較短，關鍵性技術研究落后，造成專業型人才嚴重欠缺。顯然，培養更多此方面的人才，需要一個漫長的過程，并非一蹴而就的。在增加專業人才儲備量以后，有助于推動鋰電池行業的可持續發展[4]。

4.3 高性能鋰電池材料未來的發展趨勢

未來鋰電池的發展前景是非常好的。一方面，能夠運用到不同的行業領域當中；另一方面，則受到廣大民眾思想意識的轉變與提升影響以后，在我國有關政策的支持與推動之下，讓高性能鋰電池的研究工作得到了很大的關注與重視[5]?；谟行幚礓囯姵亻_發與生產環節中存在相關問題的目的，達到確保產品的質量符合相關要求，應該將產品的質量、專業型人才以及技術等不同方面作為切入點，推動改革的進程?；谌瞬诺囊暯牵瑖鴥却朔矫娴膶I型人才數量較少，因而，需要重視教育培養工作，促使廣大高校積極開設鋰電池專業，有效落實人才培養的工作，儲備更多的人才數量，以便帶動整個行業的發展與進步。以技術的視角而言，因為國內在研發與生產方面的技術存在一定的滯后性，因而，需要借助進口的形式，確保鋰電池實現持續供應的效果。對于該環節來說，要求有關工作者更加重視針對設備的研究與分析工作，達到自主研發的目的，并且降低進口成本。鑒于高性能鋰電池仍然處于研發時期，為此，正式進行運用之前，需要確保質量合格，發揮出其性能，提高使用安全性[6]。

5 結束語

面對石油與煤炭等不可再生能源被過度開采的情況，資源逐漸減少變成了顯著的問題，加快對新能源的發展速度勢在必行，屬于未來時期技術發展的趨勢。當經濟的增長速度變快以后，科學技術也得以進步，有效改善了廣大民眾的生活，也推動了鋰電池材料發展的進程，提高了科技含量，滿足不同人群的需求。在大力研發高性能鋰電池的同時，積極進行推廣與運用，能夠增強服務工作的質量，使整體的工作效率得以提升，體現出高性能鋰電池材料的應用價值。