车用锂离子电池能量密度影响因素研究进展.pdf

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1、车用锂离子电池能量密度影响因素研究进展莫愁，陈吉清，兰凤崇(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：着眼于影响锂离子电池密度的因素，综述了电池正极材料、负极材料、电解液、隔膜、结构和内阻的研究现状，综述了为提高锂离子电池能量密度而进行的一致性管理和安全管理研究现状。提高锂离子电池能量密度受安全和成本等因素制约，提高电池管理水平是充分利用电池能量的有效途径。关键词：锂离子电池；正极；负极；一致性；安全性；能量密度ResearchProgressinInfluencingFactorsofCapacityDensityofLithiumIonBatte

2、ryforVehiclesM0Chou，CHENJiqing，LANFengchong(SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510640，China)Abstract：Withaviewtotheinfluencingfactorsofcapacitydensityoflithiumionbattery，thepresentstatusofstudyontheanode，thecathode，theelectrolyte，

3、themembrane，thestructureandtheinternalresistanceofbatteryweresummarized，andthepresentstatusofstudyontheuniformityandsafetymanagementforraisingthecapacitydensityofbatterywerealsosummarizedinthispaper．Raisingthecapacitydensityofbatteryisrestrainedbythefactorsofsafetyandcost，improvingbatte

4、rymanagementisaeffectivemethodtouseadequatelytheener—gyofthebatteries．Keywords：Lithiumionbattery；Anode；Cathode；Uniformityperformance；Safetyperformance；Capacitydensity0引言叼，为反应效率；由于环保与能源的压力，发展电动汽车替代传统燃油汽车T／为质量效率。作为交通运输工具是目前必然趋势。2009年前电动汽车动力源其中的W。由下式确定：的主流是镍氢电池⋯，目前电动汽车产业界用得更多的是锂离。子电池。电动汽车电

5、池要求高的能量密度、功率密度，低的价格，长的寿命，良好的使用安全性和环境安全性。目前锂离式中：E为电池电动势，V；子电池这些性能远未能满足需要，这是电动汽车还是未能商业∑q为参与反应的物质的电化当量总和，g／Ah。化的原因之一，尤其是电池能量密度不能满足要求是商业化瓶颈之一。1．1正极材料锂离子电池能量密度较低，要使电动汽车续驶里程满足要求，必须配置较大电池组，这些电池组占用了更多的有用空由式(2)可知，提高电池电动势，可以提高锂离子电池间，同时增加了整备重量，减少了有效载重质量，这增加的重的理论能量密度。目前业界大多用相对于锂0～1V的碳材料量反过来又降低了汽车的动

6、力性和续行里程。同时，这较大的作为锂离子电池的负极，要提高电池电动势就要着力提高正极电池组重量对汽车的轴荷分配必然产生影响，必须准确计算，电位，要使电池电动势在3V以上，正极材料必须使用4V级否则会影响汽车的牵引性、操纵稳定性等。影响锂离子电池别的材料。正极电位与晶格能、离子化能、锂离子溶液的溶剂能量密度的因素众多，目前国内外各相关研究组织都在加大力化能有关，其中晶格能影响最大，因此电池电动势主要由正极度致力于这个领域的工作。结晶结构决定。理论上采用电化当量更小的正极材料可以得到更高的理论能量密度，但达到理论能量密度的程度受到反1电池材料与结构应原理、材料结构、制造工

7、艺、制造成本、环保和安全等因素电池反应物质的选择确定了电池的理论容量、电动势，确制约。定了电池的理论能量密度，由于极化电压的存在、电池内阻的LiCoO2理论比容量274mAh／g，实验室实际比容量135～存在、活性物质利用不完全、电池非反应物质的存在等原因，140mAh／g，其存在的主要问题是存在安全隐患，有毒，价格实际能量密度必然小于理论能量密度，两者关系如下”：较高，这些缺陷注定它不能长期作为锂离子材料。LiNiO理论W=W'o叼77，77(1)比容量274mAh／g，性能与LiCoO接近，实验室实际比容量达式中：为实际能量密度；190～210m