高性能鋰電池材料的未來發(fā)展探索

李楊

摘要：當(dāng)前社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)都在飛速地發(fā)展和進(jìn)步中，而作為當(dāng)今社會(huì)中非常重要的能源行業(yè)來說同樣也獲得了良好的發(fā)展空間。目前我國的國民經(jīng)濟(jì)在不斷地提升和進(jìn)步中，同時(shí)也誕生了一系列新型的電子產(chǎn)品，此類電子產(chǎn)品的供電方式通常都是使用電池，而其中鋰電池作為一種體積小以及使用壽命長的電池類型，得到了人們的廣泛應(yīng)用和認(rèn)可。但是在現(xiàn)階段我國的鋰電池技術(shù)仍還存在一定的問題和不足之處，在未來的發(fā)展過程中，相關(guān)行業(yè)的從事人員應(yīng)當(dāng)對此類問題以及限制進(jìn)行解決和處理，從而不斷提高鋰電池的性能，為人類社會(huì)發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高性能;鋰電池;材料;未來發(fā)展

引言：

鋰電池如今已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪幸环N非常常見的電池類型，其主要應(yīng)用于一系列電子產(chǎn)品之中，通過其自身的功能來完成對電子產(chǎn)品的供電效果。而隨著社會(huì)以及科技地不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對于鋰電池的需求也在不斷地?cái)U(kuò)大，在這樣的背景之下，開發(fā)一款高效率、節(jié)能、滿足可持續(xù)發(fā)展要求的高性能鋰電池材料是鋰電池發(fā)展的必然趨勢，同時(shí)對于人們的日常生活來說也是提高幸福感的一項(xiàng)重要措施。本文也就側(cè)重于對當(dāng)前高性能鋰電池材料的未來發(fā)展進(jìn)行分析和探討，希望能夠幫助到有需要的人。

一、鋰電池的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）鋰電池的相關(guān)概念

在分析和探討鋰電池的未來發(fā)展之前，首先需要了解和掌握的是當(dāng)前鋰電池在我國的發(fā)展現(xiàn)狀，只有對此類電池的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了解和掌握才能夠更好地推動(dòng)其未來的發(fā)展，從而促進(jìn)鋰電池技術(shù)得到完善和優(yōu)化。而在這之前需要對鋰電池的相關(guān)概念進(jìn)行掌握。通常來說，鋰電池的內(nèi)部組成材料之中包含了一系列隔離材料、電解液以及正負(fù)極材料[1]。而其中正極材料發(fā)揮了非常重要的作用，通常來說，鋰電池自身的工作性能高低就是由正極材料的性能所影響和決定的，因此若是正極的材料無法擁有一個(gè)良好的性能，那么鋰電池其自身的工作性能自然也無法得到提升。在實(shí)際的工作過程中，鋰電池自身的工作原理是，充電時(shí)正極的Li+和電解液中的Li+向負(fù)極聚集，在這樣的一個(gè)過程中將會(huì)得到電子，此類電子被還原之后成為對應(yīng)Li，從而鑲嵌在負(fù)極的碳素材料之中。在放電的過程中此類向前與負(fù)極碳素材料中的Li產(chǎn)生反應(yīng)從而失去對應(yīng)的電子，那么此時(shí)Li就會(huì)進(jìn)入到電解液之中，從而促進(jìn)電解液中所含有的Li+往正極的方向移動(dòng)。

（二）鋰電池應(yīng)用范圍

在我國當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展以及工作背景之下，鋰電池的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且隨著未來我國的電子科技不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對于鋰電池的需求還會(huì)不斷地增加。目前我國的鋰電池可應(yīng)用的范圍已經(jīng)非常廣泛，例如手機(jī)、筆記本電腦以及iPad等一系列電子產(chǎn)品之中都配備了對應(yīng)的鋰電池來進(jìn)行供電，從而滿足人們對于電子產(chǎn)品的使用需求。除此之外，鋰電池也進(jìn)入到了其他領(lǐng)域之中，例如汽車領(lǐng)域，目前常見的電動(dòng)車以及綠色新型能源汽車其都在嘗試使用鋰電池進(jìn)行供電。而在這樣的社會(huì)發(fā)展背景之下，鋰電池必然會(huì)逐漸代替以往的一些舊能源電池，占領(lǐng)大量的市場份額。

（三）鋰電池的優(yōu)勢

隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，人們的日常生活中對于物質(zhì)文化的需求也會(huì)不斷地提高。在現(xiàn)階段人們的日常生活之中基本上已經(jīng)離不開手機(jī)等一系列電子產(chǎn)品，并且由于此類產(chǎn)品自身所具備的功能以及特點(diǎn)能夠讓人們在任意時(shí)間做很多事情，方便了人們的日常生活。但是此類設(shè)備其仍然存在一個(gè)最為明顯的劣勢就是其自身的電量問題，若是在使用的過程中電量告急從而導(dǎo)致手機(jī)關(guān)機(jī)，那么對于人們來說無疑直接降低了便利性，而針對此類問題，相關(guān)人員發(fā)明了對應(yīng)的鋰電池，而此類鋰電池既然能夠代替以往的一系列舊能源電池也就表明了其自身必然具有良好的優(yōu)勢和特點(diǎn)，而其具體的優(yōu)勢主要包含了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

首先第一點(diǎn)就是有關(guān)于其自身在輸出功率方面上的優(yōu)勢，鋰電池自身的輸出功率相比較于其他電池來說更大，也就是說在日常的使用過程中其釋放電能的能力更好，那么電子設(shè)備的待機(jī)時(shí)間以及待機(jī)能力也將會(huì)得到進(jìn)一步提升和發(fā)展，從而促使電子設(shè)備的電量更加持久。其次第二點(diǎn)就是鋰電池自身相比較于其他設(shè)備來說有著更高的運(yùn)行效率。傳統(tǒng)所使用的一系列舊能源電池其自身的運(yùn)行效率較低，因此在充電以及釋放的過程中就會(huì)速度較慢的情況，而人們花費(fèi)于該方面上的時(shí)間也就會(huì)被更多的占據(jù)。而若是使用了鋰電池的話那么就可以有效地提高效率，從而使得充電時(shí)間減短，那么此時(shí)人們就可以利用此類多出來的時(shí)間來做其他的事情，以此來提高工作的效率。最后一點(diǎn)就是鋰電池的質(zhì)量更為優(yōu)良。通常來說，鋰電池相比較于以往的一系列舊能源電池有著更為良好的質(zhì)量，因此在實(shí)際的使用過程中基本上不會(huì)產(chǎn)生一系列故障等問題，從而提高了其自身的使用壽命。但是鋰電池自身同樣也會(huì)存在一定的缺陷，那就是目前用于制造鋰電池的原材料價(jià)格較高，因此成本無法有效的進(jìn)行控制。若是在未來的發(fā)展過程中能夠?qū)Υ祟愒牧系某杀具M(jìn)行控制和優(yōu)化，那么鋰電池還能夠得到更為良好地發(fā)展和進(jìn)步。

二、發(fā)展前景分析

（一）行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢分析

目前社會(huì)發(fā)展的趨勢也正是朝著環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展，而鋰電池的工作原理也正是符合了這一特點(diǎn)，因此目前大部分的人都會(huì)選擇使用此類鋰電池完成相應(yīng)的供電工作[2]。目前鋰電池的應(yīng)用范圍非常廣泛，例如新能源汽車領(lǐng)域以及航天航空領(lǐng)域等一系列領(lǐng)域都逐漸使用此類鋰電池來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的舊能源電池。并且此類鋰電池的技術(shù)內(nèi)容也得到了國家的認(rèn)可和支持，因此在國家以及人們的大力支持之下，越來越多的行業(yè)也會(huì)逐漸應(yīng)用此類鋰電池，而鋰電池的迅速發(fā)展也必然成為一個(gè)趨勢，對于人們來說，其對于鋰電池的需求也會(huì)不斷地增加和提升。而在這樣的背景之下，目前人們所使用的鋰電池也有可能會(huì)出現(xiàn)性能不符的情況，而針對于此類問題也就需要相關(guān)行業(yè)的研究人員不斷地對其進(jìn)行研究和發(fā)展，從而制造出高性能的鋰電池，在市場中占據(jù)良好的競爭地位。而作為鋰電池的上游產(chǎn)業(yè)來說，高性能的鋰電池材料也將會(huì)是未來材料市場發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。

（二）存在的問題

雖然鋰電池在我國已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用以及發(fā)展，但是對于其自身的制造技術(shù)來說仍然還是存在一定的限制以及問題，若是無法將此類問題進(jìn)行有效解決和處理，那么鋰電池也無法獲得一個(gè)良好的發(fā)展，而在當(dāng)前我國的高性能鋰電池制造方面上所存在的問題包含了以下幾個(gè)方面內(nèi)容。首先就是鋰電池的制造材料，前文提到目前鋰電池所存在的缺陷就是其自身制造材料的問題，由于大部分的制造材料需要耗費(fèi)較高的成本，因此整體的制造成本無法得到控制。而導(dǎo)致這一問題的原因主要就是因?yàn)榇祟惒牧蠠o法在我國實(shí)現(xiàn)自給自足，大部分的核心技術(shù)都掌握在外國手中，因此想要獲得此類材料通常還需要借助出口的方式來進(jìn)行獲取，從而無法對成本進(jìn)行有效控制。其次就是我國位于鋰電池行業(yè)的人才非常稀缺，我國的鋰電池發(fā)展進(jìn)程相比較于國外發(fā)達(dá)國家來說仍然處于弱勢階段，我國的起步時(shí)間較晚，而相關(guān)行業(yè)的人才也非常少，因此導(dǎo)致了人才培養(yǎng)工作難以順利開展和進(jìn)行，同時(shí)也因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)的缺失，無法在短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才，從而減緩了鋰電池發(fā)展的進(jìn)度和速度。對于我國的鋰電池制造行業(yè)來說，只有擁有了大量的優(yōu)秀人才才能夠快速地提高發(fā)展的速度，從而在短時(shí)間內(nèi)彌補(bǔ)與國外發(fā)達(dá)國家之間的差距，以此來完成材料的自給自足。未來，鋰電池產(chǎn)業(yè)一定可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，提高中國在世界上的競爭力，從而不斷促進(jìn)和推動(dòng)社會(huì)的穩(wěn)定與和諧。

（三）發(fā)展前景分析

早在2012年，我國使用鋰電池的動(dòng)力汽車數(shù)量就已經(jīng)達(dá)到了100萬輛以上，而在未來的發(fā)展過程中，我國的科學(xué)技術(shù)還會(huì)不斷地發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的行業(yè)以及領(lǐng)域也會(huì)開始對此類鋰電池產(chǎn)生大量的需求，特別是針對于軍事、醫(yī)療、航天等領(lǐng)域來說對于此類鋰電池的需求也會(huì)進(jìn)一步提高[3]。而鋰電池在目前的國際市場中已經(jīng)占據(jù)了非常重要的地位，并且同時(shí)也獲得了較長一段時(shí)間的發(fā)展和進(jìn)步，在這樣的背景之下，著手于鋰電池的研究已經(jīng)成為了發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。著眼未來，相關(guān)單位以及人員也需要不斷地研發(fā)以及制造此類高性能的鋰電池，以此來獲取國際市場的地位，而此類高性能的鋰電池也會(huì)逐漸地進(jìn)入到各個(gè)重要領(lǐng)域之中，因此可以得知，未來的市場非常大。而作為高性能鋰電池的材料來說，其也會(huì)在未來的發(fā)展過程中隨著鋰電池市場占有率的不斷提高而不斷提升，并且也將會(huì)迎來其自身發(fā)展的巔峰期。

三、結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)前我國社會(huì)的發(fā)展背景以及趨勢之下，高性能鋰電池的制造以及發(fā)展必然會(huì)成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢，而作為從事該行業(yè)的相關(guān)人員來說，其也應(yīng)當(dāng)對當(dāng)前發(fā)展過程中所存在的一系列問題進(jìn)行研究和探討，制定對應(yīng)的策略和手段來進(jìn)行處理和解決，同時(shí)也需要對其自身的原材料制造技術(shù)進(jìn)行研究和探索，從而不斷推動(dòng)我國高性能鋰電池材料的發(fā)展和進(jìn)步。進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)以及相關(guān)行業(yè)的共同發(fā)展和進(jìn)步，形成良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳怡芳，崇少坤，柳永寧，等.碳納米材料構(gòu)建高性能鋰離子和鋰硫電池研究進(jìn)展[J].材料工程，2020，48（4）：11.

[2]楊夢楚.高性能層狀富鋰錳基鋰離子電池正極材料的制備與改性研究[D].華東師范大學(xué)，2019.