如何提升锂离子电池的充放电速度

2019-06-12      983 次浏览

锂电池广泛应用在手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴电子设备、电动汽车等众多产品中。正常使用下,一个2500毫安时的锂电池往往撑不过一天,因此业界一直在努力实现电池容量的突破,但锂电池的容量提升在目前已经遇到技术瓶颈。

研讨会上,美国蓝石科技首席执行官赖中平博士在其“大面积石墨烯制备及其在锂电池负极材料应用”的报告中介绍,石墨烯优异的导电性能可以提升电极材料的电导率,进而提升锂离子电池的充放电速度;石墨烯的二维层状结构可以有效抑制电极材料在充放电过程中因体积变化引起的材料粉化;石墨烯还能很好地改善锂电池的大电流充放电性能、循环稳定性和安全性。

他预计,新技术在短期内可实现锂离子电池20%的容量提升,在3-5年内达到容量提升50%的可能性非常大。

除了在容量上的大幅度提升,赖中平说,新技术还能成倍缩短充电时间,可使电动汽车一次充电行使500公里以上,推动电动汽车尽早进入家用。

研讨会由2010年诺贝尔物理学奖获得者康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授主讲。诺沃肖洛夫教授介绍了当前国际上最新的石墨烯应用研究进展,展望了未来石墨烯在电子信息、医药、光电等领域的应用前景。

蓝石科技是全球最早一批专业开展石墨烯技术研究的知名企业,拥有多项石墨烯研究领域专利。辉锐科技是一家国际领先的石墨烯应用开发公司,致力于推动石墨烯在产业和现实生活中的应用。

石墨烯助力动力锂电池18分钟充满电

我们目前正在研究用以电动汽车的石墨烯电池,希望可以和重庆的相关企业合作。”来自意大利的费瑞博士介绍,意大利在纳米材料石墨烯的研究上很有优势,目前他们在将石墨烯和锂进行组合研发电动汽车电池,现在已经能够在18分钟内就将电池充满,一次充电可以跑600公里,而以前需要12个小时,下一步他们的目标是几秒钟。同时,意大利在制造业等领域也具有很多的优势,希望能结合重庆的发展,和重庆的企业一起合作。来自意大利布朗多尼阀门有限公司北京分公司的亚太地区销售总监亚历山大,昨日一下飞机就赶到了对接会现场。他说他们公司有50多年的历史,2006年进入中国并投资建厂,以前想来重庆但没有渠道,这次意大利企业组团来重庆高交会,他特地赶了过来,希望能拓展中国西南地区的市场。对于锂电池来说,目前业内尚未有明确的理论支撑其各温度性能下的内阻、放电平台、寿命、容量等必然联系,相关的计算公式和数学模型还在摸索阶段。大体上,锂电池对0-40℃这个区间的温度并不敏感,然而一旦温度超过这个区间,寿命和容量就会打折扣。

具体的非要定量现在还没有办法,因为锂电池活性太高,一致性也是最大的问题,即使同一批次、同种材料、同种工艺的产品,性能也会有很大区别。

做过很多实验,不同材料锂电池的低温性能也有区别,现在最热火的磷酸铁锂是低温性能最差的,我们的产品在-10℃时放出容量为最大容量的89%,应该在业内已经是比较高的;在55℃下放出容量可达到95%,相对低温的衰减还是比较少的。这还是送检产品,大家懂的,质量相对流水线正常产品要高很多。

相对来说,锰酸锂、钴酸锂和三元产品的低温性能要好一些,但是也有限;而牺牲的是高温性能。现在业内吹磷酸铁锂安全性能高,高温性能好,其实是电池活性没有上述三种高,相对安全一些。整体性能还是不如锰锂或三元的。

所以,锂电池在冬天使用时间是必然比夏天短的。顺便提一句,锂电池在冬天最好不要充电呀。由于低温,负极上嵌套的锂离子会产生离子结晶,直接刺穿隔膜,一般情况下就造成微短路了影响寿命和性能,严重的嘛,bang!所以有人反映冬天锂电池充电充不进去,部分带了电池管理系统的是由于产品保护了,还有的他就是由于质量问题充不进去的。据称ATL(国内龙头,刚拿了苹果的份额)的产品也出现过此类情况。

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