锂离子电池的发展现状

龙源期刊网锂离子电池的发展现状作者：夏春苗来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第11期摘要：本文介绍了锂离子电池的分类和定义，锂离子电池的工作原理，介绍了目前离子锂电池的发展现状及未来的趋势。关键词：锂离子电池；动力电池；储能技术1概述1.1锂离子电池的定义“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。分为锂金属电池和锂离子电池。现在锂离子电池已经成为主流。锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。通常炭材料为负极，以含锂的化合物作正极。1.2锂电池的种类因正极材料不同，锂离子电池主要分为：磷酸铁锂（LFP），镍酸锂（LNO），锰酸锂（LMO），钴酸锂（LCO），以及镍钴锰酸三元锂（NCM）、镍钴铝酸三元锂（NCA），负极材料主要采用石墨碳材料。1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸锂铁（LiFePO4），在全充电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能，比传统的正极材料更具优越性，因此已成为当前主流的正极材料。2锂离子电池的发展概况2.1产业规模稳步增长，市场继续扩大自1991年全球第一只商业化锂离子电池由日本索尼推向市场以来，锂离子电池产业发展非常迅速。作为一种新型储能电池。由于具有高能量、长寿命、低消耗、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点，锂离子电池在逐步应用中已显示出巨大的优势，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能、航天等各领域。从1990年至2012年间，全球锂离子电池产量从0.5万kWh快速发展到3233.47万kWh，年均复合增长率高达49%，仅次于铅酸电池的3.26亿kWh。2000年之前10年的锂离子电池市场规模的年均复合增长率高达70.8%，之后10年为年均27.1%。在国家各种支持政策的刺激下，我国新能源汽车产量快速增长，对动力锂离子电池的需求量将超过140亿瓦时左右，再加上电动自行车对锂离子电池的需求，2015年动力电池市场规龙源期刊网亿元，IT用锂离子电池市场约为640亿元，储能用锂离子电池市场为30亿元，2015年我国锂离子电池产品销售收入约920亿元，同比2014年增长28%以上。2.2中国锂电池产业发展趋势锂电池需求重心正处于由消费类电子产品的小电池市场向电动交通工具的动力电池市场转移的发展阶段。未来5年电动汽车市场对锂电池需求爆发。在国家财政补贴的强力推动下，2018年我国新能源汽车市场有望扩大至65万辆，同比增长25%，锂离子电池电动自行車的市场有望到达500万辆，加上动力工具等领域，2018年动力型锂离子电池市场规模有望超过30GWh。据专家预测，电动汽车2020年将以31.4%的市场份额超越整个消费类电子产品市场，届时需求总量将超过6200万kWh，CAGR约32%。移动通信网络由3G向4G甚至5G方向发展，要求在人口密集地区高密度建设大量小微型移动通信基站，锂电池成为此类基站电源的最佳选择，未来几年锂电池在基站电源市场的应用有望高速发展。3中国锂电池产业未来趋势分析在储能技术发展和商业化趋势推动下，动力锂电池作为新能源行业的主角之一也将迎来发展的新机遇。储能规模化发展将会促进锂电池产业链延伸与整合，储能规模化发展将会促进锂电池产业链延伸与整合，促使动力锂电池产业上中下游与资本对接，与市场同步，实现合作共赢。新技术加速应用，颠覆性产品可期。随着锂离子电池在各领域的应用日趋广泛，尤其是在电动汽车、新能源、军事等领域逐步推广，各国以及各大企业纷纷加大研发支持力度。与此同时，石墨烯、纳米材料等先进材料制备技术不断完善，与锂离子电池研发加速融合，锂离子电池产业创新速度加快。随着各类新技术持续进步，包括硅碳复合材料、固态电解质等在内的新型材料有望在锂离子电池上面广泛应用，在可穿戴设备、特殊环境等特定应用领域将有可能出现新的颠覆性锂离子电池产品。4总结锂电池在中国的发展有美好的未来，但是我们也需要看到锂硫电池、锂空气电池、铝-石墨双离子电池、锂陶瓷电池、新型锂氧电池等新型电池技术大多处于实验室研究阶段，按照技术成果产业化进程，要大规模应用推广至少需要10年以上时间。同时随着市场需求的强劲增长，以及大量社会资本的涌入，锂离子动力电池的产能也在急剧扩张，竞争愈发激烈。在新技术突破尚需时日的情况下，继续提升锂电池的品质及安全性能，促进行业向更加健康有序的方向发展。尽管，锂电池未来发展趋势总体向上。目前也出现了结构性的产能过剩，尤其是国产低端锂电池厮杀激烈，龙源期刊网另一方面高品质技术含量高的锂电池则供不应求，对锂电池厂商来说，不断提高产品质量，发展长续航动力锂电池技术，提升电池的能量密度，安全性并降低成本，是锂电池健康发展的必由之路。参考文献：[1]许寒，郭西凤，桑俊利，等.锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究现状[J].无机盐工业，2009，41（3）：5-8.[2]赵灵智，汝强.锂离子电池材料的研究现状[J].广州化工，2009，37（4）：3-1.[3]张腾，唐天宇，侯仰龙.面向锂硫电池的高负载量碳硫复合正极材料研究进展[J].材料导报，2019（01）：1-20.