鋰離子電池的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

李海龍 向楷雄 鄒紅主

摘 要：分析了鋰離子電池的應(yīng)用現(xiàn)狀，并展望了鋰離子電池技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及領(lǐng)域，能夠客觀地認(rèn)識(shí)鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池；應(yīng)用現(xiàn)狀；未來(lái)發(fā)展；冶金；就業(yè)；調(diào)查與思考

1 鋰離子電池簡(jiǎn)介

鋰離子電池作為充電電池，其運(yùn)行原理為鋰離子在正負(fù)極之間實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，處于放電的狀態(tài)，鋰離子會(huì)在正負(fù)極之間嵌入或者脫出，處于充電狀態(tài)的時(shí)候，鋰離子主要是以征集脫出的狀態(tài)存在，在電解液嵌入負(fù)極之后，使其處于富鋰的狀態(tài)。由此可知，電池一般選擇的就是鋰元素材料，是當(dāng)前性能比較高的電池類型。與普通電池（鉛酸電池、鎳鉻電池）相比最主要的優(yōu)點(diǎn)是電池輸出電壓高，電池容量大，無(wú)記憶效應(yīng)，自放電小，無(wú)污染。

2 鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域及現(xiàn)狀

鋰離子電池自從1992年問(wèn)世以來(lái)，以非?？斓乃俣缺椴脊I(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、航天航空等重要領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種不可替代的能源產(chǎn)品。目前，鋰離子電池應(yīng)用最廣泛的是IT市場(chǎng)、新能源車市場(chǎng)、儲(chǔ)能市場(chǎng)。在IT市場(chǎng)，手機(jī)是第一大領(lǐng)域，其次是筆記本電腦、平板電腦等產(chǎn)品。鋰離子電池在數(shù)碼市場(chǎng)也占有一定的份額。而在新能源車市場(chǎng)中，電動(dòng)自行車占據(jù)動(dòng)力電池主導(dǎo)地位，新能源汽車相對(duì)較少。在儲(chǔ)能市場(chǎng)中，移動(dòng)電源是主要產(chǎn)品。鋰離子電池在軍事及航空航天方面也有較大的市場(chǎng)份額。在國(guó)內(nèi)企業(yè)里，新能源科技有限公司是最大的鋰離子電池生產(chǎn)商，其次是比亞迪、天津力神等公司。

目前，在鋰離子電池行業(yè)，便攜式小型電源占主導(dǎo)地位，如圓形、方形、軟包等小型電池，這得益于全球智能手機(jī)、平板電腦和移動(dòng)電源等產(chǎn)品用戶的提升。隨著4G時(shí)代的來(lái)臨，輕型、小型化、高能量的能源產(chǎn)品需求量更會(huì)加大，普通電池?zé)o法適應(yīng)這種趨勢(shì)，所以鋰離子電池的市場(chǎng)需求會(huì)大大提高。動(dòng)力電池方面增長(zhǎng)尤為迅速，這是因?yàn)殡妱?dòng)自行車在人們生活中的使用率非常高，得到了廣大客戶的認(rèn)可，而在新能源汽車方面增長(zhǎng)較為緩慢，這主要是因?yàn)樾履茉雌嚨幕A(chǔ)設(shè)施還不完善，無(wú)法大面積推廣和使用，尤其在汽車充電方面，因此還沒(méi)有得到廣大客戶的認(rèn)可。

3 鋰離子電池的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)筆記本電腦，主要使用的是圓柱電池，在平板電腦和超級(jí)本電腦進(jìn)入市場(chǎng)之后，傳統(tǒng)PC市場(chǎng)出現(xiàn)一片黯淡，因此也影響到圓柱電池的生產(chǎn)和銷售。軟包電池作為當(dāng)前平板電腦和智能手機(jī)使用比較多的電池類型，開始成為當(dāng)前使用率最高的電池類型?？梢哉f(shuō)，軟包電池將成為未來(lái)鋰離子電池的重要發(fā)展方向。方形電池主要運(yùn)用于傳統(tǒng)手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中，隨著智能手機(jī)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)漸漸退出市場(chǎng)。在數(shù)碼產(chǎn)品大洗牌的過(guò)程中，鋰離子電池也迎來(lái)了發(fā)展的春天。而移動(dòng)電源隨著智能手機(jī)和平板電腦的發(fā)展也形成了巨大的市場(chǎng)。

由于全球智能手機(jī)的快速發(fā)展，從全球范圍來(lái)看未來(lái)幾年智能手機(jī)將成為手機(jī)產(chǎn)品的佼佼者。除此之外，當(dāng)前可穿戴智能設(shè)備不斷出現(xiàn)，其與醫(yī)療、健康、運(yùn)動(dòng)、家庭、物聯(lián)之間的聯(lián)系變得更加密切，這些都需要鋰離子電池作為能源，所以未來(lái)幾年這也是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。

中國(guó)是全球最大的電動(dòng)自行車市場(chǎng)，因?yàn)殡妱?dòng)工具市場(chǎng)過(guò)去都是以鎳鎘電池為主市場(chǎng)。但是到2016年底，不允許電動(dòng)工具上使用鎳鎘電池，所以各個(gè)企業(yè)加快從傳統(tǒng)的鎳鎘電池向鋰離子電池過(guò)渡，所以未來(lái)幾年電動(dòng)自行車快速向鋰離子電池轉(zhuǎn)移，這是鋰離子電池企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要市場(chǎng)。未來(lái)整個(gè)鋰離子電池市場(chǎng)，電動(dòng)自行車是一個(gè)重要的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

在通信行業(yè)，電源一般采用的都是鹽酸電池。但是處于4G時(shí)代，基站朝著密集化、小型化和集成化的方向發(fā)展，對(duì)空間提出了更加嚴(yán)格的要求，此時(shí)鹽酸電池的利用就成為極大的制約，因此鹽酸電池也不再成為鋰離子電池的未來(lái)發(fā)展方向，鋰離子電池將會(huì)迎來(lái)更大的通信市場(chǎng)。

電動(dòng)汽車。今年的兩會(huì)會(huì)議上重點(diǎn)發(fā)展的方向之一就是新能源。由于環(huán)境污染和傳統(tǒng)能源減少等問(wèn)題，加速了新型能源的發(fā)展。美國(guó)是全球電動(dòng)汽車發(fā)展較快的國(guó)家，也是最大的新能源汽車市場(chǎng)。歐洲在過(guò)去的幾年里一直致力于新能源汽車的開發(fā)和推廣，而我國(guó)在過(guò)去幾年新能源汽車的發(fā)展相對(duì)較緩慢，但近幾年由于環(huán)境污染和能源枯竭等問(wèn)題日益突出，發(fā)展新能源汽車勢(shì)在必行，所以在未來(lái)的幾年里全球新能源汽車的增速將會(huì)更快。

4 小結(jié)

近年來(lái)，手機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備在人們生活和工作中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而鋰離子電池因具有能量密度大、輸出電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)在便攜式電子設(shè)備上的應(yīng)用比例越來(lái)越大，而且隨著全球?qū)Νh(huán)境污染問(wèn)題的日益重視，新能源車得到越來(lái)越多人的認(rèn)可，動(dòng)力電池將會(huì)在新能源車領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多，加之鋰離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)的進(jìn)一步開發(fā)，所以未來(lái)幾年鋰離子電池的增長(zhǎng)率會(huì)有大幅提高，鋰離子電池市場(chǎng)前景廣闊，鋰離子電池是一種潛力巨大的能源產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]劉浪浪，問(wèn)娟娟.鋰離子電池新型負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J].當(dāng)代化工，2014，43（12）：2690-2692.

[2]關(guān)云山，張愛(ài)華，李曉昆.鋰離子二次電池合金負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J].化學(xué)世界，2007，（11）：689-693.

[3]向楷雄.硅酸鐵鋰的合成及改性研究進(jìn)展[J].電源技術(shù)，2012，（7）：1065-1066.

（作者單位：湖南工業(yè)大學(xué)冶金工程學(xué)院）