研發(fā)出可使鋰電池壽命增5倍的雙壁納米結構

時間：2020-06-29

廢舊鋰電池回收隔膜是鋰電池材料中技術含量較高的材料，對電池的容量、循環(huán)壽命以及安全性都有很大的影響。據悉，作為高附加值的電池材料，鋰電池隔膜占了鋰電池成本的20%～30%。目前，我國鋰電池隔膜進口率達80%以上，在推進鋰電池隔膜國產化進程上，還受到相關關鍵技術的限制。

據悉，鋰電池隔膜技術難點在于造孔工藝，目前****行的主要有單層聚丙烯（PP）納米微孔膜、單層聚乙烯（PE）納米微孔膜、PP/PE/PP三層復合納米微孔膜等類型。其良好技術目前主要掌握在美國的卡爾格德（Celgard）、恩特凱（Entek）以及日本的旭化成、東燃等企業(yè)手中。而國內雖然也一定程度上掌握了該項技術，但是國產隔膜在孔的均勻度上與國外存在很大差距。

由于國內鋰電池隔膜一直依賴進口，長期制約了我國電動汽車產業(yè)化的發(fā)展。近年來，隨著國內數碼產品用鋰電池以及車用動力電池需求的進一步加大，國內許多企業(yè)都在嘗試突破國外技術壁壘，開發(fā)鋰電池隔膜。但是也受到了諸多因素的制約。**，我國在鋰電池隔膜生產技術方面缺乏自主知識產權，傳統(tǒng)制備隔膜工藝的相關**基本被美國及日本等少數企業(yè)壟斷。*二，國內企業(yè)在電池隔膜關鍵技術方面難以達到產業(yè)化水平，規(guī)?；a出來的產品往往存在一致性差的問題。*三，我國用于生產電池隔膜的設備較為落后，制約了產品的高水準。

突破隔膜技術壟斷雖然困難，但就目前國內發(fā)展形勢來看已是勢在必行。因此，目**些國內企業(yè)如深圳市惠程電氣股份有限公司、河南新鄉(xiāng)格瑞恩新能源材料股份有限公司以及杉杉股份等，都紛紛投入大量資金，進行鋰離子電池隔膜的研發(fā)和生產。但遺憾的是，目前國產的鋰電池隔膜還處于中、低端水平。因此，如要真正實現鋰電池隔膜國產化，還需要在技術上尋求新突破。

鋰電池由于其良好的性能一直被看作是車用動力電池的較佳選擇。但是，其電池壽命方面的問題一直是制約著電動車產業(yè)化發(fā)展的重要因素之一。根據外媒的較新消息，美國斯坦福大學研究人員目前已研究出一種可使鋰電池的壽命實現5倍提升的雙壁納米結構，或可解決電動車推廣普及難題。

據了解，一直以來，鋰離子電池使用的是由石墨制成的陽極來存儲電荷，但是6個碳原子才能結合一個鋰離子，造成鋰電池能源密度相對較低。如果用硅來代替石墨作為鋰電池的陽極，即可將其能源密度提升10倍，因為一個硅原子可以同四個鋰離子結合。但遇到的問題是，經過幾次充放電后，硅結構很容易被破壞瓦解掉，從而使電池失效。

多年來，**的科學家都在努力研究采用硅作為鋰電池陽極在增大容量的同時又不易損壞的方法，但是遲遲未果。近日傳來喜訊，美國斯坦福大學研究人員通過設計出一種精妙的雙壁納米結構，可以解決上述難題。據了解，這種雙壁納米結構可以實現充放電周期延長6000多次之后，還能剩余85%的容量。該科研小組還表示，目前他們正在研究簡化雙壁硅納米管的生產程序，并研發(fā)出了一種能與新陽極結合的高性能負極，令較終生產出的電池壽命和性能都將獲得5倍提升。

據了解，目前的鋰離子電池在正常條件下充放電周期為500次，磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。但是如組成電池組作為汽車的動力電池，其實際使用壽命則只有3年左右。電池壽命短的問題將大大推高了電動汽車的整體成本，也導致其成為電動汽車普及推廣的障礙。如此次斯坦福大學研究的雙壁納米結構能得到廣泛應用，鋰電池壽命將得到大幅度提高，對推進電動汽車產業(yè)化發(fā)展具有重大的意義。

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