未來四大最有前途的鋰離子電池材料

我國儲能網絡:鋰離子電池發展處于瓶頸期，能量密度已接近物理極限。我們要新材料或新技術來實現鋰離子電池的突破。以下電池材料一直受到業界的青睞，或將成為突破鋰離子電池壁壘的突破口。

1、硅碳復合陽極材料

大屏幕后的數字終端產品，功能多樣化，對電池壽命提出了新的要求。目前，鋰離子電池材料的容量較低，不能滿足終端電池日益上升的需求。

硅碳復合材料作為未來的陰極材料，其理論克容量約為4200mAh/g以上，比石墨類陰極的372mAh/g多10倍，經過工業化處理后，將大大提高電池的容量。

硅碳復合材料存在的重要問題有:

在充放電過程中，體積可膨脹至300%，導致硅顆粒的硅化，材料容量損失。同時，吸力差。

可憐的循環壽命。目前，通過納米硅粉、硅碳涂層、摻雜等手段解決了上述問題，一些公司已經取得了一定的進展。

相關的研發公司:

目前，各材料廠家正在開發硅碳復合材料，如BTR、雪花、星城石墨、湖州創亞、上海姍姍、華為、三星等。國內負極材料公司對硅基材料的研發情況如下:大部分材料供應商仍處于研發階段，只有上海姍姍進入了試產階段。

2、鈦酸鋰

近年來，國內鈦酸鋰的研究與開發較為活躍。

鈦酸鋰具有以下優點:

循環壽命長(可達10000次以上)，屬于零應變材料(體積變化小于1%)，不出現傳統意義上的SEI膜;

高安全。插層鋰具有電位高、無枝晶、充放電熱穩定性好等優點。

可以快速充電。

目前，限制鈦酸鋰使用的重要因素是價格高，高于傳統的石墨，以及鈦酸鋰的低克容量，約為170mAh/g。只有改進生產工藝，降低生產成本，才能發揮鈦酸鋰循環壽命長、充電快的優勢。結合市場和技術，鈦酸鋰更適合于沒有空間要求的公交和儲能領域。

相關的研發公司:

珠海銀龍、四川興能、湖州威宏電力有限公司、深圳北特瑞新能源材料有限公司、湖南姍姍新材料有限公司等多家規模較小的鈦酸鋰生產商在安徽及周邊的深圳。

3、石墨烯

自2010年獲得諾貝爾獎以來，石墨烯受到了全世界的關注，尤其是在我國。石墨烯具有良好的透光率、良好的導電性、高導熱性、高機械強度等優異性能，掀起了國內石墨烯研究開發的熱潮。

石墨烯在鋰離子電池中的潛在應用包括:

作為陰極材料。石墨烯具有較高的g容量，可逆容量約為700mAh/g，高于石墨陽極容量。此外，石墨烯良好的導熱性保證了其在電池系統中的穩定性，石墨烯片間距大于石墨片間距，使得鋰離子在石墨烯片之間的擴散通暢，有利于提高電池的功率性能。由于石墨烯生產技術不成熟，結構不穩定，作為負極材料的石墨烯還存在一些問題，如一次放電效率低(約65%)?？蓱z的自行車性能;價格較高，明顯高于傳統的石墨陰極。

鋰離子電池作為一種正極和負極添加劑，可以提高電池的穩定性，延長循環壽命，新增內部電導率。

由于石墨烯的量產工藝不成熟、價格昂貴、性能不穩定，石墨烯將是第一個作為正極和負極添加劑用于鋰離子電池的材料。

相關的研發公司:

佳威股份、東旭光電、青島浩欣新能源、廈門凱納等

4、碳納米管

碳納米管是一種石墨化結構的碳材料，具有良好的導電性。