《锂离子电池应用》word版

国海军对其使用的所有锂电池都要根据NA VSEA指南9310.1b和技术手册S9310-AQ-SAF-010进行安全性评估。描述了对战场准备自主水下航行体(BPAUV)上锂离子电池进行的安全性测试试验;也给出了由海军水面战中心(NSWC)Carderock实验室所做的

LiNi x Co(1-x)O2由LiNiO2材料改性得到，是一种高容量的锂离子正极材料，比容量比LiCoO2高30%左右，具有很好的比功率特性，价格相对低廉。但是由于这种材料的合成相对困难、吸水性较强、与电解液的相容性较差、安全性较差等原因，并未得到广泛的推广。目前世界上应用最好的是SAFT公司，其利用LiNi x Co(1-x)O2正极材料制造的各种型号的锂离子电池已广泛应用于卫星、UUV以及各类便携式电子设备上。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2是另一种高容量的正极材料，集合LiNiO2、LiCoO2和LiMnO2的优点，可逆比容量可以达到160mAh/g以上，是非常有前途的正极材料。此材料不仅有比容量高的优势，而且安全性也相对较好，价格相对较低，与电解液的相容性好，循环性能优异，是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料，甚至有在大型动力领域应用的可能。

LiMn2O4是LiCoO2外研究最早的正极材料，它具有较高的电压平台，较高的安全性和低廉的价格，在大容量动力电池领域有广阔的应用前景；但是其较低的比容量（110mAh/g），较差的循环性能（300次），特别是高温循环性能差使得其应用受到了较大的限制。尽管经过这几年的研究，LiMn2O4的性能得到了较大的提高，但高温循环性能依然是使用的一个瓶颈。目前国内以锰酸锂为正极材料制造锂动力电池最成功的厂家为北京中信国安盟固利公司。其生产的大容量动力型锰酸锂电池经过了两到三年的示范运行，成为配套2008年北京奥运会电动汽车的唯一电池。

LiFePO4是最近两年才快速发展起来的正极材料，其较高的安全性能，良好的耐高温特性，优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景。但是其也存在一些缺点，特别是其电压平台较低（3.2V），振实密度低，使其制成的电池比能量较低，而且由于磷酸铁锂制备工艺要求控制严格，批次生产质量一致性差，导致其成本居高不下。同时磷酸铁锂材料的电导率低，低温放电性能差，倍率放电差等问题也需要继续研究和改进。但是近年来在世界范围内的广泛研究已经使这些问题得到了改善，特别是低温放电性能及功率特性。日本三井造船生产的磷酸铁锂动力锂电池能够以20C的

非碳类负极材料中，主要包括锡基复合氧化物、锂过渡金属氮化物、碳硅复合材料和

Li4TI5O12等。其中Li4TI5O12在近几年获得了突破，是当前的研究热点之一。由于Li4TI5O12在锂离子嵌入和脱嵌过程中结构能够保持高度的稳定，体积变化很小，所以被称为“零应变”材料。而且，Li4TI5O12材料在电解液中不形成SEI膜，其化学扩散系数又比碳材料大一个数量级，所以充放电速度很快。例如日本东芝公司新近就开发出一款容量为20Ah，比能量达到100Wh/kg，比功率达到1000W/kg的电动汽车用锂离子充电电池单元，将在2009年秋季开始样品供货。其采用的正极为LiCoO2，负极为Li4TI5O12，循环寿命达到了5000次，而且5分钟内的充电量达到了90%。美国EnerDel公司在AABC-07上就展出了正极采用LiMnO2，负极采用Li4TI5O12的混合动力用锂离子电池，最大放电倍率达到了50C。但Li4TI5O12的电极电位相对较高（1.55Vvs.Li+/Li），所以即使它和LiCoO2、LiMnO2配对，电池平均电压也仅为2.5V，所以重量比能量相对较低。另外Li4TI5O12的价格较碳材料而言要高上许多，但相信随着工艺的成熟，价格也会随之降低，而且Li4TI5O12电池高达5000次的循环寿命，使其单次使用成本降低到比其它电池体系更低的水平，因此其应用前景还是很值得期待的。

锂动力电池的应用前景

锂动力电池可以使用在便携式设备、卫星、储备电源、电动汽车等各种领域，具有替代各种二次电源的潜力，具有广阔的前景。目前锂动力电池最热门的应用是电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车（EV）及混合动力汽车（HEV），而大部分采用的是锂动力电池。特别是我国863新能源汽车重大专项的实施，更是把我国的锂动力电池行业推向了行业前沿，为锂动力电池展开了广阔的市场前景。按照我国新能源汽车的发展目标，到2012年，国内的新能源汽车年产将达到100万辆以上，对锂动力电池的需求将达到5000兆瓦时以上。在2009年的上海车展上，国内不少厂家都推出了锂动力汽车，其中BYD的e6采用高安全性磷酸铁锂材料，将在2009年年底上市。此外，我国作为自行车大国，电动自行车用锂动力电池也在国内有着非常大的市场应用前景。

Exide科技集团宣布Onyx^TM锂离子电池将作为两台深海无人潜航器的动力，这两台无人水下潜航器将服役于加拿大联邦政府。这种研究工具是为北冰洋深海下山的大陆架绘制地图设计的。全尺寸测试的结果表明，AUV能帮助加拿大科学家和研究者提供更多详细关于海底地形地质、加拿大深海岩床北部边缘的信息。

雷天公司目前研发成功的产品包含50Ah、100Ah、200Ah、500Ah、1000Ah、10000Ah等多种规格，主要用于各种电动车、船、飞行器和军用鱼雷、潜艇及各种电源装备，经济和战略意义都极为重要，因此具备了极高的市场价值。

目前，许多大的研究机已经开展对锂离子电池空间应用的评估和开发研制工作[2～7]，如美国Yardney公司和Eagle-Picher，加拿大Blue-Star，法国SAFT等。欧洲宇航局在2000年11月16日发射的STRV-1d小型卫星上首次采用了锂离子电池作为贮能电源[8]。2000年11月英国首先在STRV-1d小型卫星上采用锂离子蓄电池组作为贮能电源，经过近十年的研究工作，到2005末为止，国际上共有二十多颗卫星采用锂离子蓄电池作为空间飞行器贮能电源，表2为锂离子蓄电池在空间的使用情况分析。

HDW公司试验潜艇用新型锂离子电池

于浩舰船科学技术2010年04期

【摘要】：

【关键词】：锂离子电池潜艇电池太阳能双体船试验电池技术新型领先地位公司常规潜艇