锂离子电池有哪些缺点？

尽管技术前景广阔，但锂离子电池仍然存在许多缺点，尤其是在安全性方面。锂离子电池有过热的倾向，并且在高电压下可能会损坏。在某些情况下，这会导致热失控和燃烧。这造成了重大问题，特别是在报告机载电池起火后波音 787 机队停飞。由于与这些电池相关的风险，许多航运公司拒绝通过飞机批量运输电池。锂离子电池需要安全机制来限制电压和内部压力，这在某些情况下会增加重量并限制性能。锂离子电池也会老化，这意味着它们会在多年后失去容量并经常出现故障。限制其广泛采用的另一个因素是它们的成本，比 Ni-Cd 高约 40%。解决这些问题是当前对该技术进行研究的关键组成部分。最后，尽管与其他类型的电池相比，锂离子电池具有高能量密度，但它们的能量密度仍比汽油低约一百倍（汽油含有 12,700 Wh/kg 质量或 8760 Wh/L 体积）。

CEI 贡献

研究亮点

CEI 致力于实现这一目标的一种方法是通过直接成像，特别是使用 X 射线光谱学。最近，Jerry Seidler 教授的实验室开发了一种在台式上进行 X 射线吸收近边结构 (XANES) 光谱的方法。该技术可以允许对电池内部状态的某些特性进行相对详细的测量，而无需打开电池从而破坏系统。以前，XANES 只能通过来自同步加速器等仪器的极高辐射通量来实现。这些都是极其庞大、昂贵的设施，耗资高达 10 亿美元，科学家们的需求如此之高，以至于长达数月的等待名单是常态。利用新的尖端光学技术，Seidler 的实验室已经能够制造出价值 25 美元、000 仪器，可以模拟在同步加速器上进行的测量。有了这种新仪器，科学家们可以在数小时内得出结果，而无需等待很长时间，从而大大加快了应急技术的开发速度。

CEI 电池研究的另一个方面涉及为电池的内部状态创建物理、数学和计算模型。这有助于优化电池性能和充电/放电循环，并有助于预测和防止危险的电池故障。负责电化学系统建模、分析和过程控制实验室 (MAPLE) 的 Venkat Subramanian 教授负责开发和重新制定物理电池模型，并研究以更高效率和准确性模拟和求解这些模型的方法。通过为锂离子电池技术提供更有效、通用和准确的模型，MAPLE 实验室的研究可以帮助更精确地设计电池，以实现更安全、更高效的运行。

其他焦点

CEI 目前的大部分研究都涉及开发更好地理解和操纵锂离子电池关键内部状态的方法。了解电池的内部工作原理有助于改进设计和评估其故障模式。

CEI 研究的另一个重要组成部分涉及开发新型材料以提高电池性能。CEI 的重点包括高水平材料科学，例如锂离子电池替代材料的开发和替代，以及纳米结构材料或即使在纳米级精度下也能确定其特性的材料的表征和设计. CEI 研究人员还在探索可以提供锂离子电池技术替代品的材料。

正在研究将硅用作阳极材料，因为它可以形成具有更大吸收锂能力的 3D 笼。

    上一篇我们送上的文章是 锂离子电池有哪些优点？ ， _!在下一篇继续做详细介绍，如需了解更多，请持续关注。
本文由韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2023-02-09 21:47:28 整理发布。
转载请注明出处.