稀土锂电池特点

稀土锂电池调研报告毛永军主要内容1、稀土锂电池原理2、稀土锂电池与传统电池性能比较3、国内外有关稀土锂电池的专利申请4、稀土锂电池研发强力单位(TOP10)5、稀土锂电池生产强力单位(TOP10)稀土锂电池原理传统锂电池锂是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。但由于锂金属的化学性质活泼，使其加工、保存、使用时对环境要求严格。因此其应用用受到极大限制。后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂，只有锂离子，因此称为锂离子电池，简称锂电池。锂电池的正极材料通常是有锂的活性化合物组成，负极是具有特殊分子结构的碳。充电时，加在电极两侧的电势迫使正极的化合物释放出锂离子，嵌入负极分子排列呈片状结构的碳中。放电时，锂离子从层片状谈结构中析出，重新和正极的化合物结合，电子在外电路流过，产生电流。原理图如下：Li++6C+e

LiC6

LiMO2

MO2+Li++e锂电池的发展主要是由于正极材料的更新。正极材料由最初的金属锂到LiCoO2，而现在最有可能替代LiCoO2的LiMn2O4。然而当前最具有发展潜力的是稀土锂电池。所谓稀土锂电池就是在原锂电池正极材料中参杂稀土元素，如参杂在LiCoO2中可以形成LiCoReO2化合物。参杂的稀土元素不改变原材料的晶体结构，只改变其晶格常数C。由于稀土原子半径较大，会使C增加，即意味着层间距变大，那么也就具有更快的Li+嵌入和迁出能力，更优异的充放电稳定性。另外，稀土的加入，会使结晶更完整，颗粒更均匀。Li+迁出后，夹层之间的静电斥力增加，因此提高O-Co-O层的极化力有利于层结构的稳定。徐光宪认为阳离子对阴离子的极化能力和电荷的平方成正比，半径成反比。因此选择电荷高、离子半径小、极化能力强的离子能提高正极材料的电化学性能。稀土金属电荷比较高，由于具有d层或f层电子，其极化率也很强。但相比只有铈的电荷半径比较大。这也是稀土元素得到广泛应用的原因之一。下图是部分稀土元素的物理性质。锂电池性能优点：1、比能量高，开发潜力大。具有高储存能量密度，目前已达到460-600Wh/kg。2、使用寿命长，平均寿命可达到6年以上。3、自放电率很低。目前一般可做到1%/月以下，不到镍氢电池的1/20。4、绿色环保。不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。5、工作温度范围宽，可以在-20℃-60℃的环境下使用。6、纸额定阵电压盖高（亚单体讲工作石电压莲为3住.7枯V）析，约笨等于荷3只牌镍镉冶充电筋电池正的串挑联电候压。7、禽无记骆忆效零应。拍记忆趁效应饿是电每池电摸未用愁完充锋电时输容量斩下降追。传谅统电澡池记贡忆效围应很批严重稠。稀土愈锂电窑池相测对于投一般蜂锂电国池又孕具有颗如下仔优点塑：由于插稀土抽元素牲的加封入，穴充电翻稳定压性提岔高。沫同时技保证谢了材河料的酬结构宪稳定梁性,术改善屿和提转高了忙循环种性能判。稀爽土元航素在硬扩充宇了锂子离子填迁移诞的三忍维通赢道，撞有效泪提高绵了材馆料的拖电化莲学循驾环可艰逆性羡，延逮长了时电池椅寿命蒜。稀土炮锂电循池国挑内外员专利胁对比近三酿十年朝来中国公开等发表假的专绢利：国外房诚近三卫十年驳来公瞧开发梢表专艇利的滑数量烤变化个：近三梢十年点来，衣中国稼公开鸭发表咱专利项总共触有七踪蝶项，嘴到目鼻前为裙止有橡效专膨利只轧有三冤项。在这狱期间刺，国华外发恳表的磨有关刺稀土觉锂电毯池的书专利侄有1农01江项，娇其中学美国嫁有4军0项曲，日旱本有致55接项，木世界戒专利斯有5侦项。从上厨表可耕以看直出，渐各个虚国家慕都在志加强签对稀降土锂拐电池折的研盟究。研中国龙虽然辜在进修步，裹但和终日本肃与美桂国仍膛有很僵大差哄距；万很多消主要贼专利塞被日乔本和惨美国造垄断挠。稀土尸锂电蜂池研凑发强决力单斤位各单略位申叼请专猾利数栋量的绢对比通过贺分析谦各个辣研发惜机构胜申请位专利专的数傲量，俯来比姑较其奏研发塘能力耳。下面悦是研裁发能杯力较押强的尽单位浮：1、手SU抓MI劣TO虏MO倘O违SA钩KA何C吵EM穴EN教T朱CO捞L莲TD2、颜Su捡wo按n-比si碧,贷KR3、俗Se睛mi取co锄nd今uc们to轻r稠En照er光gy踢L蜜ab趴or滚at涂or醉y识Co冲.栽Lt牌d4、马NA卡TI仇ON沫AL排I恶NS景TI标TU赌TE状O责F央AD宋VA巴NC劈燕ED膏I驱ND愁US鲜TR奏IA横L渴&a石mp5、米SA下NT猫OK呆U君CO队RP6、施TE耳CH婚NO滋LO县GY7、诊HI木TA高CH爆I黎LT籍D8、我Sa足ms畜un播g演Sd贪i怖Co徐L环td9、易Au篇to增mo轻ti桌ve天T键ec斤hn葛ol翼og氏ie夫s笔In锄te积rn魂at延io劈燕na欣l介In真c10冈、M答at促su纹sh锡it兴a好El启ec牙tr繁ic宰I淹nd扎us贤tr良ia射l场Co惊L槽td全球穿稀土厦锂电伟池生饥产强砌力公辰司：日本淡：三洋冒电机索尼们公司松下况公司韩国沟：三星被SD皂I公相司LG锅化学仗公司澳大镜利亚束：A1缓23昌sy态st喇em球s灰公司中国尊：BY联D公期司以自及D凳ur乐ac利el钞l公魄司英国风：AG蜂M丘Ba密tt伟er职ie姐s拆Lt真d茄公司美国壶：Gl思ob油Te探k,贤In接c公陈司注释那：由于庆时间胃匆忙味，以鲁及收叮索信矩息的柳能力贞不足捏，得他到的