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鋰離子電池最早就是磷酸鐵鋰對(duì)石墨。負(fù)極用石墨,正極用磷酸鐵鋰。放電時(shí),嵌在石墨里頭的鋰失去電子,變成鋰離子,跑出來(lái)與磷酸鐵變成磷酸鐵鋰。
而鋰離子和電子的關(guān)系是相互依存的,沒(méi)有電子就沒(méi)有離子,沒(méi)有離子就沒(méi)有電子,兩者之間速度慢者決定了電池的功率。此外,鋰離子通道和導(dǎo)電線路的穩(wěn)定性影響著電池壽命。
從這過(guò)程可以看出來(lái),要把鋰離子電池做成能量密度高,功率高,壽命也長(zhǎng)的電池,建立高效穩(wěn)定的離子電子通道很重要。
而建立高效獨(dú)立的離子電子通道可以從材料上下功夫。鋰離子電池材料一般導(dǎo)電性不佳,而涂炭可增加導(dǎo)電性;鋰離子的通導(dǎo)性也不夠好,則可以把顆粒做小,如此一來(lái),鋰離子不用移動(dòng)過(guò)長(zhǎng)的距離,這也是為何市場(chǎng)上鋰電池電極材料越做越小的原因,此外,小顆粒能讓結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
目前對(duì)鋰電池的科研方向,大多也是如此。對(duì)于電極材料需要導(dǎo)離子,也需要導(dǎo)電子??蒲械慕鉀Q方案,一個(gè)是用石墨烯,一個(gè)是用碳管,當(dāng)然也可以用其他的碳合材料。然后把材料做成納米顆粒,或者納米線再與碳管復(fù)合在一起,如此就實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電子導(dǎo)離子的過(guò)程,同時(shí)還能把結(jié)構(gòu)做的很穩(wěn)定。
電池材料不僅有正負(fù)極,電解液也是極為關(guān)鍵的。目前科研人員研究出了一種添加劑,能實(shí)現(xiàn)電解液中的負(fù)離子不動(dòng),只有正離子移動(dòng),如此一來(lái),鋰離子移動(dòng)速度將成幾何倍數(shù)的提高,電池可以高倍率的充放電,實(shí)現(xiàn)快充。
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