未来四大最有前途的锂离子电池材料

未来四大最有前途的锂离子电池材料

我国储能网络:锂离子电池发展处于瓶颈期，能量密度已接近物理极限。我们要新材料或新技术来实现锂离子电池的突破。以下电池材料一直受到业界的青睐，或将成为突破锂离子电池壁垒的突破口。

硅碳复合阳极材料

大屏幕后的数字终端产品，功能多样化，对电池寿命提出了新的要求。目前，锂离子电池材料的容量较低，不能满足终端电池日益上升的需求。

硅碳复合材料作为未来的阴极材料，其理论克容量约为4200mAh/g以上，比石墨类阴极的372mAh/g多10倍，经过工业化处理后，将大大提高电池的容量。

硅碳复合材料存在的重要问题有:

在充放电过程中，体积可膨胀至300%，导致硅颗粒的硅化，材料容量损失。同时，吸力差。

可怜的循环寿命。目前，通过纳米硅粉、硅碳涂层、掺杂等手段解决了上述问题，一些公司已经取得了一定的进展。

相关的研发公司:

目前，各材料厂家正在开发硅碳复合材料，如BTR、雪花、星城石墨、湖州创亚、上海姗姗、华为、三星等。国内负极材料公司对硅基材料的研发情况如下:大部分材料供应商仍处于研发阶段，只有上海姗姗进入了试产阶段。

2钛酸锂

近年来，国内钛酸锂的研究与开发较为活跃。

钛酸锂具有以下优点:

循环寿命长(可达10000次以上)，属于零应变材料(体积变化小于1%)，不出现传统意义上的SEI膜;

高安全。插层锂具有电位高、无枝晶、充放电热稳定性好等优点。

可以快速充电。

目前，限制钛酸锂使用的重要因素是价格高，高于传统的石墨，以及钛酸锂的低克容量，约为170mAh/g。只有改进生产工艺，降低生产成本，才能发挥钛酸锂循环寿命长、充电快的优势。结合市场和技术，钛酸锂更适合于没有空间要求的公交和储能领域。

相关的研发公司:

珠海银龙、四川兴能、湖州威宏电力有限公司、深圳北特瑞新能源材料有限公司、湖南姗姗新材料有限公司等多家规模较小的钛酸锂生产商在安徽及周边的深圳。

3石墨烯

自2010年获得诺贝尔奖以来，石墨烯受到了全世界的关注，尤其是在我国。石墨烯具有良好的透光率、良好的导电性、高导热性、高机械强度等优异性能，掀起了国内石墨烯研究开发的热潮。

石墨烯在锂离子电池中的潜在应用包括:

作为阴极材料。石墨烯具有较高的g容量，可逆容量约为700mAh/g，高于石墨阳极容量。此外，石墨烯良好的导热性保证了其在电池系统中的稳定性，石墨烯片间距大于石墨片间距，使得锂离子在石墨烯片之间的扩散通畅，有利于提高电池的功率性能。由于石墨烯生产技术不成熟，结构不稳定，作为负极材料的石墨烯还存在一些问题，如一次放电效率低(约65%)。可怜的自行车性能;价格较高，明显高于传统的石墨阴极。

锂离子电池作为一种正极和负极添加剂，可以提高电池的稳定性，延长循环寿命，新增内部电导率。

由于石墨烯的量产工艺不成熟、价格昂贵、性能不稳定，石墨烯将是第一个作为正极和负极添加剂用于锂离子电池的材料。

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