沈少峰

摘要：目前鋰離子復(fù)合電池被普遍認(rèn)為僅僅是一種新型的二次離子電池，是在目前傳統(tǒng)離子鋰電池制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究發(fā)展而已形成的一種離子電池，它主要用途是通過依靠鋰金屬離子在二次電池的離子正極和電池負(fù)極之間的快速移動而使離子電池正常工作。本文簡單地簡要介紹了車用鋰離子燃料電池的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類與其基本定義，鋰離子燃料電池的基本結(jié)構(gòu)與其主要工作作用原理，介紹了當(dāng)前車用鋰離子燃料電池的相關(guān)技術(shù)研究發(fā)展及其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池產(chǎn)業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;市場趨勢

自20世紀(jì)70年代以來，以能量金屬鋰電池為主要充電負(fù)極的新型各種高比率低能量金屬鋰原電池分別開始投入使用，并在目前我國國內(nèi)得以普遍推廣應(yīng)用。鋰離子電池能夠成為現(xiàn)代電池的高性能代表的原因有很多，首先，它的容量比一般電池都要大、循環(huán)性也更好，其次，它的使用壽命長、工作時的電壓高，而且重量較輕。所以鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中，成為多種便攜設(shè)備的理想電池。

1.鋰離子電池產(chǎn)業(yè)概述

1.1鋰離子電池的定義

“鋰電池”，是一類由鎳或鋰復(fù)合金屬或其他鋰合金材料作為其正負(fù)極導(dǎo)電原料、使用非穩(wěn)定水溶性電解質(zhì)和鋰溶液的塑料電池。它們被分別劃分成以為三種：鋰離子金屬燃料電池和一種鎳磷酸氫氧化鋁金屬電池?，F(xiàn)在鋰基鐵離子混合動力電池已經(jīng)成了市場主流。鋰離子復(fù)合電池就是指極為li++的兩種嵌入式離子化合物分別為鋰的正極、負(fù)極。通常以一些活性炭作為材料的正極為一個負(fù)極，以一些含有高鋰量的化合物材料當(dāng)做鋰的正極。

1.2鋰電池的種類

因正極材料不同，鋰離子電池主要分為：磷酸鐵鋰（LFP），鎳酸鋰（LNO），錳酸鋰（LMO），鈷酸鋰（LCO），以及鎳鈷錳酸三元鋰（NCM）、鎳鈷鋁酸三元鋰（NCA），負(fù)極材料主要采用石墨碳材料。1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，在全充電狀態(tài)下具有良好的熱穩(wěn)定性、較小的吸濕性和優(yōu)良的充放電循環(huán)性能，比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性[1]。

2.鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀

自從全球第一只符合國際標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池由索尼引進(jìn)以來，鋰離子電池發(fā)展也是非常迅速?？梢员粡V泛視為一種新型的混合儲能燃料電池。由于其自身具有再生能源利用質(zhì)量高、長期的使用壽命、低離子材料能源消耗、無限的人工智能記憶效應(yīng)和外部自放電小、內(nèi)部振動阻抗小、性價比高、污染少等六大特征，鋰離子動力電池相關(guān)技術(shù)在逐漸進(jìn)入應(yīng)用中已經(jīng)表現(xiàn)了突出巨大的前沿技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、移動電話、筆記本電腦計算機(jī)、攝像頭、數(shù)字相機(jī)、電動汽車、存儲計算能力、航空運(yùn)輸?shù)雀鱾€重要行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。從1990年至2012年間，全球鋰基鐵離子材料動力電池市場總產(chǎn)量從0.5萬kwh開始快速增長到并發(fā)展至達(dá)到3233.47萬kwh，從1990年到20020年期間的時間里，我國鋰離子電池設(shè)備行業(yè)以高達(dá)70.8%的年均增長率立足于全球鋰電池行業(yè)，2000年之后的十年，其平均增長率逐漸穩(wěn)定至27.1%。

在目前國家各項(xiàng)政策扶持和相關(guān)優(yōu)惠政策的大力推動下，我國車用新能源電動汽車市場生產(chǎn)率繼續(xù)保持了快速增長提高，對于車用動力電池鋰離子材料電池的市場需要量將來年會迅速達(dá)到每年超過140億瓦時左右，再隨之加上目前電動車和自行車生產(chǎn)市場中車用鋰離子動力電池的大量市場消費(fèi)，2015年預(yù)計全球車用動力電池的整體市場綜合規(guī)模已經(jīng)達(dá)到超過250億元，it用途型鋰離子動力電池的綜合市場和預(yù)約綜合規(guī)模預(yù)計為640億元，儲能型鋰合物離子動力電池的綜合市場為30億元，2015年預(yù)計我國車用鋰離子材料動力電池以及相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品預(yù)計實(shí)現(xiàn)綜合營業(yè)收入約920億元，同比2014年同比增長28%以上[2]。

3.鋰離子電池的發(fā)展趨勢

鋰電池的需求重點(diǎn)目前正處在從消費(fèi)性類電子產(chǎn)品的中小型動力電池市場向純純動力運(yùn)輸工具的中小型動力電池市場進(jìn)行轉(zhuǎn)移升級的歷史性階段。預(yù)計，電動汽車的市場會在未來幾年內(nèi)迅速膨脹，同時對鋰電池的需求量也會急劇增長。在國家政策的支持和時代的發(fā)展要求下，2022年我國電動汽車市場有望以25%的速度增長，市場規(guī)模急劇擴(kuò)大，以鋰電子電車為主的電車市場規(guī)模也將躍居整個新能源汽車市場的龍頭，市場規(guī)模急劇擴(kuò)張。據(jù)專家預(yù)測，電動汽車2022年將以31.4%的占優(yōu)勢超越整個消費(fèi)類電子產(chǎn)品的市場，屆時電動汽車需求量的平均值將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過6200萬 kwh ， cagr 約32%。

隨著我國移動通信無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)從3g向4g乃至5g的發(fā)展方向快速發(fā)展，要求目前我國在一些城市人口密集的農(nóng)村地區(qū)需要進(jìn)行一些高密度地區(qū)建設(shè)大批小微型基站移動通信互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和微型基站，鋰電池將有機(jī)會成為是此類微型基站移動電源的最優(yōu)選擇，未來幾年由于鋰電池在這些微型基站移動電源應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也將使其有望繼續(xù)得到高速經(jīng)濟(jì)增長。

在我國儲能技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化傾向的推動下，在我國儲能技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化傾向的推動下，鋰電子產(chǎn)業(yè)必將會面臨新的挑戰(zhàn)。如何與國際市場保持平衡，如何促進(jìn)整個鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及其各種產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和整合等問題都將直接或間接的影響到動力鋰電池公司的發(fā)展。

新一代技術(shù)正在加速推廣應(yīng)用，顛覆式產(chǎn)品前景難預(yù)測。目前離子動力電池在整個新能源和軍事等眾多行業(yè)的地位已經(jīng)越來越重要，因此全世界各國都應(yīng)該在保證鋰離子電池研發(fā)進(jìn)度的同時，為在未來的幾年或幾十年中更多鋰離子產(chǎn)品的出現(xiàn)和發(fā)展立下根基[3]。

4.結(jié)語

隨著鋰離子電池市場需求的強(qiáng)勁擴(kuò)張，以及社會上一些資本流動和企業(yè)的大量投入，鋰離子動力電池產(chǎn)能也急劇擴(kuò)大，競爭愈發(fā)激烈。在新一代技術(shù)的突破還尚需時日的條件下，繼續(xù)提高鋰電池的產(chǎn)品品質(zhì)和安全特點(diǎn)，促進(jìn)鋰電行業(yè)朝更加健康有序的方向前進(jìn)。對于鋰電池生產(chǎn)廠商來說，不斷地提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)展長續(xù)航動力鋰電池新材料和技術(shù)，以提升鋰電池的能源密度，安全性并大大降低了成本，是鋰電池健康發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]許寒，郭西鳳，?？±?，等.鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰研究現(xiàn)狀[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2009，41（3）：5-8.

[2]趙靈智，汝強(qiáng).鋰離子電池材料的研究現(xiàn)狀[J].廣州化工，2009，37（4）：3-1.

[3]張騰，唐天宇，侯仰龍.面向鋰硫電池的高負(fù)載量碳硫復(fù)合正極材料研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報，2019（01）：1-20.