高性能锂电池材料的应用趋势研究

孟亚斌

（深圳市优特利能源股份有限公司，广东深圳 518132）

在科学技术飞速发展形势的推动之下，促使更多的电力设备运用到日常的生活与生产工作中，使广大民众的生活水平得到了有效提升。由于电力设备得到了推广，使锂电池得到了很大的关注与重视。为了达到不同人群需要的目的，应该加快高性能锂电池材料开发的速度，在体现出节能优势的基础上，进一步提高其效率，从未来的角度而言，高性能锂电池材料具有很大的应用空间，能够增强实际的运用效果。

1 锂离子电池材料介绍

对于锂离子电池而言，在能量的来源方面，主要基于液体，抑或固体环境下，锂离子处于正负极间运输的过程当中得以形成，由此说明了锂离子电池具有的充电、放电等性能，主要受到锂离子传输速度、线路等方面因素的影响。通常情况下，锂离子电池正极材料涵盖了不同的构成部分，如磷酸铁锂、锰酸锂及混合材料等。而锂离子电池负极材料当中，则涵盖了人造石墨与干性天然石墨等。针对相关隔膜材料来说，以聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜为主。从电解液的角度而言，依靠六氟磷酸和EC、EMC等不同溶剂经过配制形成。所以，科学分析高性能锂离子电池材料可谓十分关键。针对磷酸铁锂正极锂离子电池的应用原理如图1所示。

图1 磷酸铁锂正极锂离子电池的应用原理

2 当前锂电池材料的运用情况

2.1 锂电池有关概述及类别划分

通常，锂电池涵盖了隔离、电解液以及正负极等不同的材料。从成本的角度来说，取决于其正极材料，主要与锂电池自身的性能密切关联。从具体的运行机制方面来看，具体进行充电的过程当中，正极与电解液当中的锂离子会朝着负极进行聚集，然后获取到电子。进行放电的过程当中，在负极碳素材料当中的锂离子则会失去电子，进到电解液内，并且让锂离子朝着正极进行移动。

在锂电池的类型划分方面，则需要从下述2个方面加以实施。

（1）结合锂离子电池电解质的区别实施类别划分。参考此项标准要求，锂电池主要涵盖了液态锂电池、聚合物胶态锂电池、固态锂电池。从电解质差异性的角度实施归类，需要着重关注电解质差别方面的因素，在正负极材料与液态锂方面均一样，所以，由此可见，两类锂电池在运行机制方面，从根本上来说是一致的。一般的锂电池电解质为液体，但是，固态锂电池中的固态电解质，则不添加溶剂。

（2）参考锂电池可否实现循环利用的情况，能够划分成可充电与不可充电两类锂电池。其中，后者即为常见的一次性电池，可以把原有储存的化学能转变为电能，不过由于还原性不佳，无法实现把电能转化为化学能的效果。

2.2 锂电池材料的运用

早期阶段，锂电池材料主要被运用到心脏起搏器装置中，依靠放电率很低、放电电压十分平缓等优点，已经植入体内的起搏器可以长久进行运作，却无需进行充电。受到信息化技术迅速发展的影响，让锂电池的研发进程得到了进一步推进。从目前的情况来看，计算机技术、信息化技术得到了广泛运用，带给广大民众很大的方便与帮助，一方面，使信息传播的速度得以变快，方便广大民众及时获得最新的信息；另一方面，则提升了相关供应设备运行的整体效率，让锂电池的需求量与日俱增。实际上，锂电池不再单纯被运用到医疗事业当中，还会延伸到经济、文化、政治等其他不同的领域当中，从而发挥出其应有的功效和作用。

2.3 锂电池材料的优点和缺点

得益于科技的日益进步，带动了社会的迅速发展，让广大民众更加注重追求物质的质量，相应的标准随之提升，所以，促进了锂电池的可持续发展，符合不同用户的各类需要。实际上，具体运用的过程当中，锂电池能够充分发挥出其优点：①拥有很大的输出功率。对比其他类型的电池来说，锂电池具有很高的释放能力，以便使相关电子设备可以获取和利用更多的能量，确保其运行的稳定性。②高效性十分明显。运用锂电池时，需要实现迅速的充电与放电效果，不但节省了更多的时间，而且确保工作质量达到相关规定。③很长的使用年限。对比其他类型的电池，锂电池的使用寿命明显更久，与此同时，在此期间，通常无需加以维修，能够进一步降低经济成本。然而锂电池因为制作的原材料十分多样化，鉴于其价格非常高，造成生产工作的成本随之得以提升。具体进行制作的过程当中，对专业型人才的需求量不断增加，让实际的成本上涨。鉴于此，对于广大生产商来说，进行生产时，应该配备合适的保护设施，谨防生危险事故。

实际上，在现阶段的市场当中，通常运用到的锂电池难以达到广大民众在新能源方面的要求。与此同时，常见的锂电池具体进行应用的过程当中，经常产生相关问题。针对锂电池的缺点，具体如下：①锂电池的材料价格是非常高的，因而制作过程当中的成本费很高。与此同时，有关制作者应该拥有丰富的知识，在经济成本方面很高，由此造成锂电池的价格出现偏高的情况。②由于锂电池供应的电能很大，进行充电的过程当中，形成的电压与功率均很大，因而，对比普通的电池，显然更加危险。有关生产商开展加工处理时，应该针对锂电池制定出合理的保护对策，有效避免发生电池爆炸事故。

2.4 技术研发与创新

对于锂电池的市场供给与需求而言，通常应该维持一定的平衡性，从当前的市场情况来看，全部的锂电池能够达到公众的实际需要。但是在科学技术不断进步形势的推动下，广大民众的生活水平也获得了提高，在物质方面的需求呈现出多样化的特征。基于此种环境背景下，当前的锂电池需要加快开发，难以达到不同的需要。所以，为了做到与时俱进，重视对新型锂电池的研发工作开展显得尤为必要，需要依靠国家相关部门的扶持与推动，从而促进整个电池行业发展的进程，有效落实相关规定。以满足绿色环保发展方面的要求，应该避免出现严重污染的现象。对于锂电池而言，能够达到此种需求，并非一次性，能够实现循环利用的效果，谨防发生废弃电池导致环境污染的现象，达到保护生态环境的目的[1]。

3 高性能锂电池材料运用的价值说明

从目前的情况来看，锂电池市场一直处于供需平衡的情形，通过合理运用锂电池，能够达到广大用户的需要，并且达到很多工厂机器与电子设备应用方面的规定。受到科学技术迅速发展的影响，广大民众在生活质量方面的要求随之得以提高，锂电池显然难以达到不同用户群体的实际需要。鉴于此，加快对高性能锂电池材料的开发速度可谓非常关键，具有很大的实施价值。具体而言：①能够加快电池行业技术发展的速度，进一步增强中国电池行业在国际电池市场当中的竞争能力，带动了国家综合实力的提高。②依靠对高性能锂电池材料的有效开发，可以做到与时俱进，有助于电池行业的长远发展和进步。并且，在此过程当中，能够研发出全新的环保型锂电池，真正实现循环利用的效果。借助此项措施，可以达到环境保护工作开展的相关规定。③面对经济日益增长的形势，广大民众的生活质量得到了很大的改善，加大对高性能锂电池的开发力度可谓势在必行，能够达到广大民众的实际需要，带给其生活更大的便利与帮助，提高了社会发展的稳定性。由此可见，经过上文的论述与分析之后，从中可以获悉，有效说明高性能锂电池材料运用的价值可谓十分关键[2]。

4 高性能锂电池材料的应用趋势

4.1 现阶段锂电池运用的势态

现阶段，锂电池得到了迅速发展，在很多领域均得到了运用。无论是航天，还是新能源汽车等领域，均已经运用了锂电池能源技术，由此明确了电能产品研发的思路与方向，使其种类变得越来越多，数量与日俱增，因而，在锂电池方面的需求得以不断上涨，当绿色环保工作得到大规模宣传与推广以后，公众更加关注与重视锂电池，说明在未来，高性能的锂电池材料具有更大的发展空间，其重要性和价值是毋庸置疑的。

在绿色环保理念深入人心以后，锂电池所获得的关注度开始不断提升，使用的频率与次数也开始与日俱增。很多领域，均将锂电池作为首选，比如，新能源汽车与航天航空等，均加大了针对锂电池技术的开发力度。当此项技术得到改进和优化以后，必然会加快整个行业发展的进程，让锂电池材料的功效与作用得到充分的发挥。实际上，科学运用高性能锂电池，显然在市场当中的竞争力更强，为此，不难看出，高性能锂电池的发展机会是非常多的[3]。

4.2 国内锂电池制造过程中呈现的不足

对于我国来说，尽管锂电池已经被大范围利用，然而，国内进行锂电池制造的过程当中，仍然表现出诸多方面的缺陷与不足：其一，锂电池制造的某些核心材料方面，国内无法实现真正的自给自足，一些核心技术依然需要借鉴和利用外国的技术，所以，更加依赖进口。其二，专业型人才数量不足。因为国内锂电池行业的发展时间较短，关键性技术研究落后，造成专业型人才严重欠缺。显然，培养更多此方面的人才，需要一个漫长的过程，并非一蹴而就的。在增加专业人才储备量以后，有助于推动锂电池行业的可持续发展[4]。

4.3 高性能锂电池材料未来的发展趋势

未来锂电池的发展前景是非常好的。一方面，能够运用到不同的行业领域当中；另一方面，则受到广大民众思想意识的转变与提升影响以后，在我国有关政策的支持与推动之下，让高性能锂电池的研究工作得到了很大的关注与重视[5]。基于有效处理锂电池开发与生产环节中存在相关问题的目的，达到确保产品的质量符合相关要求，应该将产品的质量、专业型人才以及技术等不同方面作为切入点，推动改革的进程。基于人才的视角，国内此方面的专业型人才数量较少，因而，需要重视教育培养工作，促使广大高校积极开设锂电池专业，有效落实人才培养的工作，储备更多的人才数量，以便带动整个行业的发展与进步。以技术的视角而言，因为国内在研发与生产方面的技术存在一定的滞后性，因而，需要借助进口的形式，确保锂电池实现持续供应的效果。对于该环节来说，要求有关工作者更加重视针对设备的研究与分析工作，达到自主研发的目的，并且降低进口成本。鉴于高性能锂电池仍然处于研发时期，为此，正式进行运用之前，需要确保质量合格，发挥出其性能，提高使用安全性[6]。

5 结束语

面对石油与煤炭等不可再生能源被过度开采的情况，资源逐渐减少变成了显著的问题，加快对新能源的发展速度势在必行，属于未来时期技术发展的趋势。当经济的增长速度变快以后，科学技术也得以进步，有效改善了广大民众的生活，也推动了锂电池材料发展的进程，提高了科技含量，满足不同人群的需求。在大力研发高性能锂电池的同时，积极进行推广与运用，能够增强服务工作的质量，使整体的工作效率得以提升，体现出高性能锂电池材料的应用价值。