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      日本研究機構提升鋰電池能量密度的思路


      發布時間:2012-11-10 17:33:51  來源:鉅大電子鋰電事業部 點擊次數:

              日本新組建的蓄電池大型研究機構NEDO(日本新能源產業技術綜合開發機構)決心重振日本鋰電池產業,它的方法是以動力鋰電池為方向,以提升鋰電池能量密度為突破口,對于后者NEDO有著明確的思路。
              蓄電池的開發就是一個高新材料技術集大成的過程。其中,主要的因素為正極、負極以及負責使離子在兩極間移動的電解質這三者。鋰離子電池通過使在充電時從正極溶出(脫離)的鋰離子經由電解質移動(吸留)到負極一側,將電能轉化成化學能,并儲存起來。放電時,反過來使鋰離子從負極移動到正極,由此釋放電能。
              根據這一特點,NEDO提出了兩種提高鋰離子電池能量密度的方法。
              1、探索并開發出1個化學式中所含的鋰量較多、其中在充放電時從電極脫離變成離子的比例較高的物質。出于這種思路,作為正極材料,鈷酸鋰及鎳酸鋰之類被稱為層狀氧化物的材料等成了主要的研究對象。
              例如,雖然鈷酸鋰是成為層狀氧化物“原型”的代表性正極材料,但電量方面卻只能達到理論容量的一半。這是因為,當結晶中的鋰變成離子開始脫離時,結晶構造便會崩潰。于是,通過用鎳、錳及鋁置換鈷酸鋰中的部分鈷等方法,開發能夠使結晶保持到理論容量附近的材料便成了焦點。
              2、增大蓄電池內部的電位差,即工作電壓。由于層狀氧化物存在隨著電量提高,電位差也會增大的傾向,因此,在這一點上來看,是一種具有乘積效應的極佳材料。不過,它的不可忽視的缺點是,當內部的電位差達到一定程度,目前使用的液狀電解質便會分解。新電解質的開發也勢在必行。在開發電極材料的同時,與此前截然不同的固體類電解質等的開發也在取得進展。
              日本機構研究提高能量密度的方法主要是針對動力鋰電池及儲能電池,因為這種大型電池與用于電子設備的小型電池內部構造完全不同,因此,除非鋰電池正負極、電解質等蓄電池核心材料全都實現技術突破,否則能量密度便無法得到提高。
      NEDO蓄電技術開發室主任釘野智史認為:“只有克服了錯綜復雜的多種障礙后,才有可能實現大型化。”這不但是就鋰電池能量密度而言,也是指能量密度提高后的綜合性能。
       

       
       
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