高壓鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)應(yīng)用詳解

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如高壓鋰離子電池。

什么是高壓鋰離子電池？

高壓電池是指電池電壓比較相對于普通電池來說比較高的電池。根據(jù)電池電芯和電池組來可分為兩種，從電池電芯的電壓上來定義高壓電池，這方面主要是針對鋰電池，目前鋰電池電芯電池的種類主要有高壓鋰電池電芯和低壓鋰電池電芯。

目前，鋰鈷氧化物作為一種高壓陽極材料得到了廣泛的研究和應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)為非nafeo2型，更適合鋰離子的插入和彈出。氧化鈷鋰的理論能量密度為274mAh/g，生產(chǎn)工藝簡單，電化學(xué)性能穩(wěn)定，市場占有率高。

高壓鋰離子電池的發(fā)展

隨著用電設(shè)備對鋰離子電池容量要求的不斷提高，人們對鋰離子電池能量密度提升的期望越來越高。特別是智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等各種便攜設(shè)備，對體積小、待機(jī)時間長的鋰離子電池提出了更高的要求。同樣在其他用電設(shè)備，如儲能設(shè)備、電動工具、電動汽車等也在不斷開發(fā)出質(zhì)量更輕、體積更小、輸出電壓和功率密度更高的鋰離子電池，所以發(fā)展高能量密度的鋰離子電池是鋰電池行業(yè)的重要研發(fā)方向。

高壓鋰離子電池技術(shù)應(yīng)用

在實際應(yīng)用中，只有部分鋰離子可以被可逆地嵌入和噴出，實際能量密度約為167mAh/g（工作電壓為4.35v）。提高工作電壓可以顯著提高能量密度。例如，將工作電壓從4.2v提高到4.35v，可以使能量密度提高16%左右。

高壓鋰電池電芯能量密度比較高，安全性能要比低壓低，但它的放電平臺比較高，在同等容量下，在體積和重量方面，高壓電池要比低壓電池要輕些。

高電壓鋰離子電池隨著電壓的提升，在使用過程中某些安全性能會降低，因此在動力汽車上還沒有批量使用。目前動力汽車所用電池正極材料主要還是以三元材料、磷酸鐵鋰為主。為了提升能量密度滿足需求，一般選擇811NCM和NCA等高鎳正極材料、高容量硅碳負(fù)極或提高電池空間的利用率等方式來提升其能量密度和續(xù)航能力

電流高電壓對鈷酸鋰材料被用在高能量密度電池，如高端手機(jī)電池制造商越來越高的電池性能的要求，重要體現(xiàn)在需求更高的能量密度，如碳要求4.35V電池陰極的能量密度大約660wh/L，4.4V的電池已達(dá)到約740wh/L，這要陽極材料具有較高的壓實密度，較高的空體積，以及材料在高壓和高壓下的結(jié)構(gòu)有較好的穩(wěn)定性。但氧化鈷鋰電極材料存在鈷資源匱乏、價格昂貴、鈷離子具有一定毒性等缺點，限制了其在動力鋰電池中的廣泛應(yīng)用。

高壓電池和低壓電池在放電倍率方面來說，高壓鋰電池要比低壓鋰電池放電倍率更高，動力更強(qiáng)，因此高壓電池電芯理論上來說應(yīng)該比較適合應(yīng)用在需要高倍率放電的產(chǎn)品設(shè)備上，才能更好的發(fā)揮其優(yōu)勢。

在研究設(shè)計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。