高性能锂电池材料的未来发展探索

李杨

摘要：当前社会中的各个行业都在飞速地发展和进步中，而作为当今社会中非常重要的能源行业来说同样也获得了良好的发展空间。目前我国的国民经济在不断地提升和进步中，同时也诞生了一系列新型的电子产品，此类电子产品的供电方式通常都是使用电池，而其中锂电池作为一种体积小以及使用寿命长的电池类型，得到了人们的广泛应用和认可。但是在现阶段我国的锂电池技术仍还存在一定的问题和不足之处，在未来的发展过程中，相关行业的从事人员应当对此类问题以及限制进行解决和处理，从而不断提高锂电池的性能，为人类社会发展做出更多的贡献。

关键词：高性能;锂电池;材料;未来发展

引言：

锂电池如今已经成为了人们日常生活中一种非常常见的电池类型，其主要应用于一系列电子产品之中，通过其自身的功能来完成对电子产品的供电效果。而随着社会以及科技地不断发展和进步，人们对于锂电池的需求也在不断地扩大，在这样的背景之下，开发一款高效率、节能、满足可持续发展要求的高性能锂电池材料是锂电池发展的必然趋势，同时对于人们的日常生活来说也是提高幸福感的一项重要措施。本文也就侧重于对当前高性能锂电池材料的未来发展进行分析和探讨，希望能够帮助到有需要的人。

一、锂电池的发展现状

（一）锂电池的相关概念

在分析和探讨锂电池的未来发展之前，首先需要了解和掌握的是当前锂电池在我国的发展现状，只有对此类电池的发展现状进行了解和掌握才能够更好地推动其未来的发展，从而促进锂电池技术得到完善和优化。而在这之前需要对锂电池的相关概念进行掌握。通常来说，锂电池的内部组成材料之中包含了一系列隔离材料、电解液以及正负极材料[1]。而其中正极材料发挥了非常重要的作用，通常来说，锂电池自身的工作性能高低就是由正极材料的性能所影响和决定的，因此若是正极的材料無法拥有一个良好的性能，那么锂电池其自身的工作性能自然也无法得到提升。在实际的工作过程中，锂电池自身的工作原理是，充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集，在这样的一个过程中将会得到电子，此类电子被还原之后成为对应Li，从而镶嵌在负极的碳素材料之中。在放电的过程中此类向前与负极碳素材料中的Li产生反应从而失去对应的电子，那么此时Li就会进入到电解液之中，从而促进电解液中所含有的Li+往正极的方向移动。

（二）锂电池应用范围

在我国当前的社会发展以及工作背景之下，锂电池的应用范围非常广泛，并且随着未来我国的电子科技不断发展和进步，人们对于锂电池的需求还会不断地增加。目前我国的锂电池可应用的范围已经非常广泛，例如手机、笔记本电脑以及iPad等一系列电子产品之中都配备了对应的锂电池来进行供电，从而满足人们对于电子产品的使用需求。除此之外，锂电池也进入到了其他领域之中，例如汽车领域，目前常见的电动车以及绿色新型能源汽车其都在尝试使用锂电池进行供电。而在这样的社会发展背景之下，锂电池必然会逐渐代替以往的一些旧能源电池，占领大量的市场份额。

（三）锂电池的优势

随着社会的发展以及科技的进步，人们的日常生活中对于物质文化的需求也会不断地提高。在现阶段人们的日常生活之中基本上已经离不开手机等一系列电子产品，并且由于此类产品自身所具备的功能以及特点能够让人们在任意时间做很多事情，方便了人们的日常生活。但是此类设备其仍然存在一个最为明显的劣势就是其自身的电量问题，若是在使用的过程中电量告急从而导致手机关机，那么对于人们来说无疑直接降低了便利性，而针对此类问题，相关人员发明了对应的锂电池，而此类锂电池既然能够代替以往的一系列旧能源电池也就表明了其自身必然具有良好的优势和特点，而其具体的优势主要包含了以下几个方面的内容。

首先第一点就是有关于其自身在输出功率方面上的优势，锂电池自身的输出功率相比较于其他电池来说更大，也就是说在日常的使用过程中其释放电能的能力更好，那么电子设备的待机时间以及待机能力也将会得到进一步提升和发展，从而促使电子设备的电量更加持久。其次第二点就是锂电池自身相比较于其他设备来说有着更高的运行效率。传统所使用的一系列旧能源电池其自身的运行效率较低，因此在充电以及释放的过程中就会速度较慢的情况，而人们花费于该方面上的时间也就会被更多的占据。而若是使用了锂电池的话那么就可以有效地提高效率，从而使得充电时间减短，那么此时人们就可以利用此类多出来的时间来做其他的事情，以此来提高工作的效率。最后一点就是锂电池的质量更为优良。通常来说，锂电池相比较于以往的一系列旧能源电池有着更为良好的质量，因此在实际的使用过程中基本上不会产生一系列故障等问题，从而提高了其自身的使用寿命。但是锂电池自身同样也会存在一定的缺陷，那就是目前用于制造锂电池的原材料价格较高，因此成本无法有效的进行控制。若是在未来的发展过程中能够对此类原材料的成本进行控制和优化，那么锂电池还能够得到更为良好地发展和进步。

二、发展前景分析

（一）行业现状及趋势分析

目前社会发展的趋势也正是朝着环保节能的方向发展，而锂电池的工作原理也正是符合了这一特点，因此目前大部分的人都会选择使用此类锂电池完成相应的供电工作[2]。目前锂电池的应用范围非常广泛，例如新能源汽车领域以及航天航空领域等一系列领域都逐渐使用此类锂电池来代替传统的旧能源电池。并且此类锂电池的技术内容也得到了国家的认可和支持，因此在国家以及人们的大力支持之下，越来越多的行业也会逐渐应用此类锂电池，而锂电池的迅速发展也必然成为一个趋势，对于人们来说，其对于锂电池的需求也会不断地增加和提升。而在这样的背景之下，目前人们所使用的锂电池也有可能会出现性能不符的情况，而针对于此类问题也就需要相关行业的研究人员不断地对其进行研究和发展，从而制造出高性能的锂电池，在市场中占据良好的竞争地位。而作为锂电池的上游产业来说，高性能的锂电池材料也将会是未来材料市场发展的一个主要趋势。

（二）存在的问题

虽然锂电池在我国已经得到了广泛的应用以及发展，但是对于其自身的制造技术来说仍然还是存在一定的限制以及问题，若是无法将此类问题进行有效解决和处理，那么锂电池也无法获得一个良好的发展，而在当前我国的高性能锂电池制造方面上所存在的问题包含了以下几个方面内容。首先就是锂电池的制造材料，前文提到目前锂电池所存在的缺陷就是其自身制造材料的问题，由于大部分的制造材料需要耗费較高的成本，因此整体的制造成本无法得到控制。而导致这一问题的原因主要就是因为此类材料无法在我国实现自给自足，大部分的核心技术都掌握在外国手中，因此想要获得此类材料通常还需要借助出口的方式来进行获取，从而无法对成本进行有效控制。其次就是我国位于锂电池行业的人才非常稀缺，我国的锂电池发展进程相比较于国外发达国家来说仍然处于弱势阶段，我国的起步时间较晚，而相关行业的人才也非常少，因此导致了人才培养工作难以顺利开展和进行，同时也因为经验的缺失，无法在短时间内培养大量的优秀人才，从而减缓了锂电池发展的进度和速度。对于我国的锂电池制造行业来说，只有拥有了大量的优秀人才才能够快速地提高发展的速度，从而在短时间内弥补与国外发达国家之间的差距，以此来完成材料的自给自足。未来，锂电池产业一定可以获得更高的经济效益，提高中国在世界上的竞争力，从而不断促进和推动社会的稳定与和谐。

（三）发展前景分析

早在2012年，我国使用锂电池的动力汽车数量就已经达到了100万辆以上，而在未来的发展过程中，我国的科学技术还会不断地发展和进步，越来越多的行业以及领域也会开始对此类锂电池产生大量的需求，特别是针对于军事、医疗、航天等领域来说对于此类锂电池的需求也会进一步提高[3]。而锂电池在目前的国际市场中已经占据了非常重要的地位，并且同时也获得了较长一段时间的发展和进步，在这样的背景之下，着手于锂电池的研究已经成为了发展的一个必然趋势。着眼未来，相关单位以及人员也需要不断地研发以及制造此类高性能的锂电池，以此来获取国际市场的地位，而此类高性能的锂电池也会逐渐地进入到各个重要领域之中，因此可以得知，未来的市场非常大。而作为高性能锂电池的材料来说，其也会在未来的发展过程中随着锂电池市场占有率的不断提高而不断提升，并且也将会迎来其自身发展的巅峰期。

三、结束语

总而言之，在当前我国社会的发展背景以及趋势之下，高性能锂电池的制造以及发展必然会成为一个重要的发展趋势，而作为从事该行业的相关人员来说，其也应当对当前发展过程中所存在的一系列问题进行研究和探讨，制定对应的策略和手段来进行处理和解决，同时也需要对其自身的原材料制造技术进行研究和探索，从而不断推动我国高性能锂电池材料的发展和进步。进而推动社会以及相关行业的共同发展和进步，形成良性循环。

参考文献：

[1]吴怡芳，崇少坤，柳永宁，等.碳纳米材料构建高性能锂离子和锂硫电池研究进展[J].材料工程，2020，48（4）：11.

[2]杨梦楚.高性能层状富锂锰基锂离子电池正极材料的制备与改性研究[D].华东师范大学，2019.