鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:933次 | 2020年10月07日
鋰離子電池發(fā)展有什么障礙
一、資源緊缺
地殼中鋰元素的份額約為0.0065%,海水中鋰的總儲(chǔ)量達(dá)2600億t,但濃度太小,提煉困難。國(guó)際鹽湖鋰資源首要散布在智利、阿根廷、我國(guó)及美國(guó)?;◢弬ゾr鋰礦床首要散布在澳大利亞、加拿大、芬蘭、我國(guó)、津巴布韋、南非和剛果。印度和法國(guó)也發(fā)現(xiàn)偉晶巖鋰礦床,可是不具有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值,現(xiàn)在國(guó)際上只要少量國(guó)家具有可經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)利用的鋰資源。
中南大學(xué)化學(xué)電源與資料研究所所長(zhǎng)唐有根標(biāo)明,即便是鋰的本錢(qián)和安全性的問(wèn)題悉數(shù)解決了,今后用鋰離子電池替代汽油的話(huà),也滿(mǎn)足不了悉數(shù)需求,由于這相當(dāng)于用一種緊缺的資源去替代另一種緊缺的資源。
二、訓(xùn)練污染
鋰離子電池中含有的六氟磷酸鋰、聚丙二乙烯(醇)等化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成有機(jī)污染。其含有的鈷等重金屬元素,也會(huì)對(duì)環(huán)境會(huì)構(gòu)成損害,特別是鈷,含量相對(duì)較高,屬于稀有名貴金屬,具有很高的回收價(jià)值。盡管鋰離子電池本身的污染并不嚴(yán)峻,但鋰金屬在提取訓(xùn)練過(guò)程中,對(duì)環(huán)境的污染不亞于汽油發(fā)作的污染。金屬鋰的工業(yè)出產(chǎn)方法首要有熔鹽電解法和真空熱還原法。熔鹽電解法系選用氯化鋰為資料,在熔融電解槽內(nèi)電解時(shí)分解為金屬鋰和氯氣,在陰極分出鋰,在陽(yáng)極分出氯氣。電解進(jìn)行時(shí),氯化鋰離解為鋰離子,向陰極移動(dòng)并放電,構(gòu)成的金屬鋰通過(guò)熔鹽逐步上升到電解槽表面或到鋰收集室。在陽(yáng)極分出的氯氣通過(guò)熔鹽上升至出口排出或收集。該法的最大缺點(diǎn)是電解時(shí)發(fā)作氯氣污染嚴(yán)峻,且產(chǎn)品質(zhì)量不易控制,出產(chǎn)本錢(qián)高。
三、安全問(wèn)題
專(zhuān)家認(rèn)為,市場(chǎng)上多半運(yùn)用的高容量鋰離子電池由于化學(xué)成分的不同,在發(fā)作質(zhì)量問(wèn)題時(shí),簡(jiǎn)略呈現(xiàn)爆破傷人事端。而相對(duì)安全的是鎳氫和鎳鎘電池。鋰元素過(guò)于生動(dòng),它運(yùn)用時(shí)不太安全,常常會(huì)在充電時(shí)呈現(xiàn)焚燒、爆裂的狀況,后來(lái)通過(guò)改進(jìn)型的鋰離子電池,加入了能抑制鋰元素生動(dòng)的成分,從而使鋰電提高安全標(biāo)準(zhǔn)和高效。在鋰離子電池打開(kāi)過(guò)程中,由于選用的正負(fù)極資料及其配方不同,呈現(xiàn)過(guò)爆破、焚燒等不安全現(xiàn)象。首要是負(fù)極選用金屬鋰,經(jīng)循環(huán)后發(fā)作枝晶,致使短路,呈現(xiàn)焚燒爆破;而正極資料選用鈷酸鋰或鎳鈷鋰等,其化學(xué)生動(dòng)性較高,在石墨負(fù)極的協(xié)作下,一旦呈現(xiàn)高溫,簡(jiǎn)略發(fā)作爆破焚燒。盡管實(shí)踐發(fā)作的概率在十萬(wàn)分之一或百萬(wàn)分之一以上,但由于以手機(jī)及筆記本電腦等為主的電子消費(fèi)品數(shù)量極大,運(yùn)用范圍極廣,因而累計(jì)發(fā)作的安全事端肯定數(shù)量使人們感覺(jué)許多。由于這些電子消費(fèi)品是人們?nèi)粘H兆酉喟?,不可或缺的用品,一旦發(fā)作安全問(wèn)題,影響很大。鋰離子電池的安全規(guī)劃過(guò)火依賴(lài)其內(nèi)部電子安全維護(hù)芯片,而沒(méi)有設(shè)置必要的物理安全維護(hù)措施。在充電以及運(yùn)用的過(guò)程中,一旦呈現(xiàn)其安全維護(hù)芯片失效的缺點(diǎn),結(jié)果是無(wú)法想象的,輕則呈現(xiàn)電池內(nèi)部氣體積累引起電池體漲鼓現(xiàn)象,重則或許由于發(fā)作電池內(nèi)部短路等等異常而導(dǎo)致電池爆破的悲劇發(fā)作。
四、本錢(qián)問(wèn)題
相關(guān)于鉛酸蓄電池,鋰離子電池用于電動(dòng)助力車(chē)的本錢(qián)較高是一個(gè)杰出的特色,也是影響鋰離子電池大規(guī)模替代鉛酸蓄電池用于電動(dòng)助力車(chē)的關(guān)鍵。鋰離子電池的正極資料、負(fù)極資料、集流體、隔閡、電解質(zhì)等主材價(jià)格比鉛酸蓄電池高出許多,其拼裝輔材和外部電路系統(tǒng)本錢(qián)則是鉛酸蓄電池幾乎沒(méi)有的。盡管鋰離子電池由于能量遠(yuǎn)高于鉛酸蓄電池,因而單位功率的原輔資料本錢(qián)并沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)的本錢(qián)距離那么大,可是二者的資料本錢(qián)距離確實(shí)存在,并且距離以倍數(shù)計(jì)。由于制造工藝的原因,鋰離子電池的人工本錢(qián)比較高。在制造本錢(qián)中,鋰離子電池的人工本錢(qián)占40%以上,而鉛酸蓄電池的人工本錢(qián)一般為10%~20%.鋰離子電池在出產(chǎn)中大部分過(guò)程是不可逆的,而鉛酸蓄電池是可逆修改的,因而鋰離子電池的全體合格率較低。鉛酸蓄電池運(yùn)用之后的回收價(jià)值在40%以上,而鋰離子電池的回收價(jià)值幾乎是零。