動(dòng)力電池的研究進(jìn)展

1、動(dòng)力電池的研究進(jìn)展作者：胡信國(guó) 來(lái)源：化學(xué)與物理電源系統(tǒng) 編輯：樊曉琳摘要： 本文綜述了動(dòng)力電池的研發(fā)歷程，對(duì)各類車載電池的性能、價(jià)格等進(jìn)行了比較， 介紹了動(dòng)力電池在 EV HEV和EB的應(yīng)用市場(chǎng)。著重討論了 VRLA電池作為HEV和電動(dòng)自行車(EB)的車載動(dòng)力存在的問題和解決方案，以及Li-ion動(dòng)力電池的安全問題和新型安全正極活性材料。關(guān)鍵詞： 動(dòng)力電池， VRLA， Li-ion ，Ni-MH，DMFC，PEMFCAbstract ： The research history of motive power batteries was reviewed. The properties a

2、nd price of various batteries for vehicle were compared. The applications of motive power batteries in EV, HEV and EB were introduced. The emphasis lies in the problems and solutions of VRLA batteries for HEV and EB, the safety and advanced positive active material of lithium-ion power battery.Key w

3、ords ： Motive battery; VRLA; Ni-MH; Li-ion; DMFC; PEMFC1、前言40 年。但是石油消耗量的快速增長(zhǎng)圖 1 世界石油消耗趨勢(shì)全球石油危機(jī)日益嚴(yán)重，石油儲(chǔ)量?jī)H剩人類使用約 趨勢(shì)仍沒有得到緩解， 世界石油消耗量統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)如圖 1 所示。 從美國(guó)石油消耗的結(jié)構(gòu) (圖 2)來(lái)看，美國(guó)汽車消耗的石油占總消耗的60%，2004 年全球汽車消耗 8億多噸汽油，占石油總消耗的50%。汽車燃油排放大量的 CO NOx等有害氣體，嚴(yán)重地污染了人類的生活環(huán)境， 目前全球汽車飽有量約 8 億輛， 2005 年中國(guó)汽車產(chǎn)量 600 萬(wàn)輛，到 2010 年汽車飽有量也將

4、達(dá)到 7000 萬(wàn)輛，高速發(fā)展的中國(guó)汽車業(yè)對(duì)世界環(huán)境和能源的影響越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球 大氣污染 42%來(lái)源于交通車輛的污染，大城市的交通車輛更使大氣污染的比例高達(dá)60%。為此，世界各國(guó)對(duì)發(fā)展電動(dòng)車和混合電動(dòng)車高度重視，2002年美國(guó)推出“ Freedom car&Technologies ”計(jì)劃； 2000 年以來(lái)，中國(guó)政府實(shí)施“清潔汽車行動(dòng)”，電動(dòng)自行車業(yè)有了 巨大發(fā)展，電動(dòng)車列入了863計(jì)劃，加快了 EV和HEV的研發(fā)進(jìn)程，作為車載動(dòng)力的動(dòng)力電池的研發(fā)，成為 EV和HEV發(fā)展的主要瓶頸。Oi TransportzitiDnI KosidonliaJ Commercial Indu

5、s Lnal EJtJClric Power圖2 美國(guó)石油消耗結(jié)構(gòu)2、動(dòng)力電池的研發(fā)歷史與性能比較2.1動(dòng)力電池的使用特點(diǎn):1）高能量（EV和高功率（HEV2）高能量密度：美國(guó)汽車電池聯(lián)合會(huì) （USABC制定的電動(dòng)汽車電池中長(zhǎng)期目標(biāo)，質(zhì)量比能量要達(dá)到 80100Wh/kg （中期）和200Wh/kg （長(zhǎng)期）3)4)工作溫度范圍寬（-3065C）5)使用壽命長(zhǎng)，要求 510年6)安全可靠高倍率部分荷電狀態(tài)下（HR PSoC的循環(huán)使用（HEV2.2動(dòng)力電池的研發(fā)歷史根據(jù)動(dòng)力電池的使用特點(diǎn)、 要求、應(yīng)用領(lǐng)域不同，國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池的研發(fā)歷史大致如下:2.2.1 第一代動(dòng)力電池第一代動(dòng)力電池主要是閥控式

6、鉛酸電池（VRLAB，其優(yōu)點(diǎn)是大電流放電性能良好、價(jià)格低廉、資源豐富、電池回收率高。在電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車上廣泛應(yīng)用，缺點(diǎn)是質(zhì)量比 能量低，主要原材料鉛有污染。新開發(fā)的雙極耳卷繞式 VRLABB經(jīng)通過(guò)HEV試用，其能量密 度比平板涂膏式鉛酸電池有明顯提高。2.2.2 第二代動(dòng)力電池第二代動(dòng)力電池主要是堿性電池，染，歐盟各國(guó)已禁止用于動(dòng)力電池，如 Ni-Cd 電池、 Ni-MH 電池。 Ni-Cd 電池由于鎘的污Ni-MH 電池的價(jià)格明顯高于鉛酸電池，目前是HEV的主要?jiǎng)恿﹄姵亍Ｈ毡舅上履茉垂疽褳閱栴}， Ni-MH 電池在電動(dòng)自行車的應(yīng)用中缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。HEV提供了 1000萬(wàn)只以上的Ni

7、-MH電池,由于價(jià)格等2.2.3 第三代動(dòng)力電池第三代動(dòng)力電池主要是 Li-ion 電池（ LIB） 度高于VRLA電池和Ni-MH電池，質(zhì)量比能量達(dá)到 其安全問題解決以后是最具競(jìng)爭(zhēng)力的動(dòng)力電池。和聚合物 Li-ion 電池（ PLIB）200Wh/kg（ PLIB）,單體電池電壓高（3.6V）,，其能量密2.2.4 第四代動(dòng)力電池第四代動(dòng)力電池主要是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC和直接甲醇燃料電池（DMFC。其特點(diǎn)是無(wú)污染，放電產(chǎn)物為 H0,是真正的電化學(xué)發(fā)電裝置。以 H2和O或甲醇作為燃料, 直接轉(zhuǎn)化為電能作為車載動(dòng)力，而前面所說(shuō)的鉛酸電池、Ni-MH電池和鋰離子電池均屬于電能的轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)能

8、裝置， 電池本身并不發(fā)出電能， 必須對(duì)電池進(jìn)行充電， 將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能， 在使用時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茏鳛檐囕d動(dòng)力。 所以這類電池目前仍然要消耗由礦物燃料發(fā) 出的電能。燃料電池是車載動(dòng)力的最經(jīng)濟(jì)、 最環(huán)保的解決方案， 但是要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有許多問題需要解 決，如價(jià)格昂貴、采用貴金屬鉑、銠作為催化劑、氫的儲(chǔ)存運(yùn)輸、電池壽命的問題。各類電 池的性能比較列于表 1。表1各類動(dòng)力電池性能比較電池類別電壓(巧重量比能SCWkg)悴積比能S(WL)記憶效應(yīng)循環(huán)壽命(SO% DOD)價(jià)格Ct/KWh)VRLA3.035so無(wú)40093-1001.245160有5O0-L0O01000N1-MH1.27024

9、0有5O0-S001250Li-ion3.6125300無(wú)<500-10002000聚合物3.6200300無(wú)600-10002500Zn-Ni1 6575ISO無(wú)300-500Zn-空氣135J1000無(wú)可再生表2為美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合會(huì)(USABC制定的電動(dòng)汽車電池的中長(zhǎng)期研發(fā)目標(biāo)。表2 美國(guó)USABCfe動(dòng)汽車電池研制中長(zhǎng)期目標(biāo)中ffl目標(biāo)("MW年)長(zhǎng)期目標(biāo)(“2010年體積功率密度(W/L)2S0600質(zhì)功率密度(W/kg)1甸200400體積比能(W1VL)U5J00質(zhì)量比能童(Wli/gg)80700200壽命(年)510祜環(huán)次數(shù)(次)6001000價(jià)格(Holian

10、lCW'h)<150<100正常充電時(shí)間(h)<6jy工作減度心-也2002年美國(guó)又推出“ Freedom Car & Vehicle Technology”計(jì)劃，HEV用動(dòng)力電池的比功率為625W/kg，要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)仍要作出很大努力。3、動(dòng)力電池的應(yīng)用市場(chǎng)2000年的3.1電動(dòng)自行車電動(dòng)自行車作為欠發(fā)達(dá)國(guó)家的代步工具，近年來(lái)發(fā)展迅速，特別是中國(guó)。由29萬(wàn)輛發(fā)展到2005年的900萬(wàn)輛，年平均增長(zhǎng)率達(dá)到174%中國(guó)電動(dòng)自行車的動(dòng)力電池 95%上采用VRLA電池，少量應(yīng)用 Ni - MH電池和Li ion電池。電動(dòng)自行車在發(fā)達(dá)國(guó)家,為了節(jié)省汽車的油耗，也作為短

11、距離的便捷交通工具，或作為鍛煉使用。如日本 產(chǎn)量是100萬(wàn)輛，2005年增加到130萬(wàn)輛。2004年的除中國(guó)以外，世界各國(guó)1997年生產(chǎn)電動(dòng)自行車 38.1萬(wàn)輛，到2005年達(dá)到200萬(wàn)輛,占世界總需求的2%美國(guó)克萊斯勒公司目標(biāo)年銷售電動(dòng)自行車100萬(wàn)輛。據(jù)國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)， 到2015年中國(guó)電動(dòng)自行車的產(chǎn)值將達(dá)到1000億元，其中配套電池160億元，二級(jí)市場(chǎng)的替換電池達(dá)480億元。3.2混合電動(dòng)汽車（HEV世界各國(guó)將HEW為最現(xiàn)實(shí)的發(fā)展目標(biāo)，并且已經(jīng)大批量生產(chǎn)和銷售，市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速,如圖3所示。Sales 2004(A)-2010110070eo503010中國(guó)也將發(fā)展17502004A200

12、5E2006E200 ?£2009E2010E圖3 HEV的銷售預(yù)測(cè)（20042010年）HEW為重要目標(biāo)，2006年將有多款HEV下線?；旌想妱?dòng)車可分為微型混合、輕度混合、中等混合及全混合。電池和燃油兩種動(dòng)力的混合程度不同，對(duì)電池的要求 也不同。HEV的動(dòng)力電池要求如表 3所示1。表3混合電動(dòng)車的動(dòng)力電池黴型輕度混合中等混合全混合電池英型鉛K電池VRLA電池Ni-MH電池 卷繞式TtLA電池NiAlH電池 Li-ion電池電池電壓(v12144>200電池容a<Aii>?06015-206864、動(dòng)力鉛酸電池5億美4.1 HEV動(dòng)力鉛酸電池鉛酸電池作為車載動(dòng)力，占

13、有主要的市場(chǎng)。目前全球鉛酸動(dòng)力電池的年銷售額約極少元，預(yù)計(jì)到2009年將達(dá)到10億美元。中國(guó)的電動(dòng)自行車電池幾乎全部采用鉛酸電池， 數(shù)采用Ni-MH電池和Li-ion 電池，Ni-MH電池的價(jià)格是鉛酸電池的3倍，國(guó)內(nèi)電動(dòng)自行車較少采用Li-ion 電池，只有少量的出口輕型電動(dòng)自行車配套用Li-ion 電池。VRLA電池用于HEV的動(dòng)力，目前僅限于輕度混合的 HEV電池電壓為36V,中等混合和 全混合的HEV只有Ni-MH電池在正式運(yùn)行(見表 3),中混合和全混合的 HEV其電池使用 特征是部分荷電下的循環(huán)使用( Part State of Charge )即PSoC VRLA電池在PSoC犬態(tài)

14、下的主要失效模式為負(fù)極嚴(yán)重的硫酸鹽化，負(fù)極表面形成堅(jiān)硬粗大的PbSO4結(jié)晶，使HSO向Prius、本田 In sight 等 HEVVRLA電池代替了 Ni-MH電負(fù)極內(nèi)部擴(kuò)散受阻，電池放不出電。對(duì)VRLA動(dòng)力電池ALABC組織了澳大利亞 CSIRO美國(guó)Hawker公司進(jìn)行了幾年的攻關(guān)，提出了解決方案，并在豐田 上作了兩年多的道路運(yùn)行試驗(yàn)，證明性能良好，成功的用卷繞式 池，ALABC的解決方案包括三方面的內(nèi)容：4所示，這種電池能量密度1)采用新型VRLA電池結(jié)構(gòu)目前成功的VRLA動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)是雙極耳卷繞式電池，如圖 高于平板式電池，高低溫性能好，適宜大電流放電。圖4雙極耳卷繞式VRLA電池2V

15、-8Ah卷繞式電池250A大電流放電曲線如圖 5所示。Time in seconds圖5 2V-8Ah 電池的250A放電曲線從圖中可以看出，雙極耳卷繞式電池比單極耳卷繞式電池的大電流放電性能有明顯改7)，結(jié)果令人滿意，可以取代Ni-MH電善。用2V-8Ah雙極耳卷繞式電池組裝的36V-8AhX4 （見圖6）,其性能已達(dá)到144V中等混合的HEV要求。經(jīng)本田In sight HEV道路測(cè)試（圖 池，這樣可以降低 HEV的成本，有利 HEV的銷售。* n八ffli1(1 & iclit HEV中的：iOVBAh詈式電曲 ZOPTIMA與 VOLVOS車制造商合作，開發(fā)了一種全新結(jié)構(gòu)的鉛酸

16、蓄電池，稱為Effpower雙極式陶瓷隔膜密封鉛酸蓄電池，已安裝在本田的In sight HEV作為動(dòng)力電池，其優(yōu)點(diǎn)是輸出功率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，如圖8、9所示。Monopolar 4 7eipdar 4 Va圖 8 Effpower Battery 的結(jié)構(gòu)10。Vottage36 VVottage:200 VWiOlh-260 (mm憫冊(cè)：260 mn>210 mmHeight.2li0<nmLength115 inmLength:4 to mmwergnt11 kgWeiglir48 6 kgetfpower bsmtry 曲 V, G AhETFpower battery 200

17、 V, 6 AhEffpower Battery 規(guī)格2）負(fù)極導(dǎo)電添加劑P SoC犬態(tài)下的負(fù)極硫酸鹽化，例如，負(fù)極中添加負(fù)極添加導(dǎo)電碳黑和石墨可以有效解決0.6%Vanisperse-A木素磺酸鈉2.0%碳黑和2.0%石墨，電池經(jīng)過(guò)71880次模擬HEV運(yùn)行的循 環(huán)壽命試驗(yàn)，電池容量沒有下降，測(cè)試結(jié)果示于圖3)低頻脈沖充電20000 30000 40000 50000 SgOO 70TO010000Cycles0圖10雙耳卷繞式電池的循環(huán)壽命試驗(yàn)采用脈沖充電方式也可以解決P SoC狀態(tài)下因充電不足造成負(fù)極硫酸鹽化的問題。4.2電動(dòng)自行車電池國(guó)內(nèi)動(dòng)力VRLA電池主要應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車。

18、極少數(shù)單位研發(fā)電動(dòng)巴士、 電動(dòng)汽車的鉛酸電池。 但是應(yīng)該看到未來(lái)全球 HEM力電池的巨大市場(chǎng)。 國(guó)內(nèi)電動(dòng)自行車鉛 酸電池分為兩類： AG VRLA電池和GeL VRLA電池。AG VRLA電池是市場(chǎng)的主流，約占 95%上，GeL VRLA電池的市場(chǎng)份額不足 5%原因是AGW VRLA電池的高倍率放電性能好,GeL內(nèi)阻小，深循環(huán)壽命已達(dá)到400 500次，另外，其制造工藝簡(jiǎn)便，成本低，技術(shù)成熟。AGMfe 池。VRLA電池內(nèi)阻較大，制造成本高于 AGMfe池，而循環(huán)壽命略高于近年來(lái)國(guó)內(nèi)電動(dòng)自行車用 VRLA電池技術(shù)有了較大進(jìn)步，其性能基本滿足了市場(chǎng)需求。但是質(zhì)量上還是良莠不齊。 主要問題是循環(huán)壽

19、命和電池均一性問題，兩者又有關(guān)聯(lián)。有的循環(huán)壽命可以達(dá)到500次(C/2 80%DOD，而有的不足100次。盡管單只12V-10Ah電池的循環(huán)壽命可以達(dá)到500次，但是3或4只電池串聯(lián)使用,由于電池制造的均一性差，使組合使用的循環(huán)壽命大大下降。壽命終止時(shí)電池的電壓差高達(dá)1000 2000mV。電動(dòng)自行車電池的主要失效模式是正極活性物質(zhì)的軟化、失水干涸、早期容量損失(PCL),少數(shù)電池出現(xiàn)鼓脹熱失控現(xiàn)象。解決電動(dòng)自行車電池循環(huán)壽命短、一致性差的措 施，主要從以下幾方面考慮2。用，PAMNAM = 1:電過(guò)程中,NAM= 1.0 : 1.10 ,而電動(dòng)自行車電池屬于深循環(huán)使用，根據(jù)大量的研究認(rèn)為，P

20、AM1較為合理，可使使用壽命增加。如果負(fù)極活性物質(zhì)（NAM過(guò)量，在深循環(huán)充放會(huì)造成負(fù)極充電不足，引起負(fù)極硫酸鹽化3。(1)正確的設(shè)計(jì)正負(fù)極活性物質(zhì)的比例：以往通信后備電源用 VRLA電池，屬于浮充使（2）正極板柵合金的選擇：Pb-Sb-Cd合金有良好的充電接受能力，電池的循環(huán)壽命高，但是鎘對(duì)人體危害極大。歐美各國(guó)已禁止使用及進(jìn)口含鎘電池，我國(guó)應(yīng)屬禁用，但控制不嚴(yán)格。VRLA電池一般采用Pb-Ca合金，適合于浮充使用電池。在循環(huán)使用時(shí)易造成早期容量 損失，原因是P b-Ca/PbO2界面腐蝕層的電子導(dǎo)電性差，充放電反應(yīng)的電子傳遞受阻，提高Sn含量，界面層的電子導(dǎo)電性明顯增加，充電接受能力得到改善

21、，避免了早期容量損失。圖11可以看出Sn對(duì)Pb-Sn-Ca/PbO2界面導(dǎo)電性能影響。無(wú)鎘超低銻合金是新型深循環(huán)電池的板柵合金，合金主要成分：Sb 0.8%、Sn 0.2%、As 0.07%、Cu0.05%、Ag 0.03%和 Se 0.02%。252015502354TI n content /wt %W圖11錫含量對(duì)界面導(dǎo)電性的影響（3）高溫高濕固化工藝：相對(duì)濕度95%上，70 - 80C的固化濕度，使固化后極板中4PbO?PbSO4BS）的含量大大增加。4BS在生成時(shí)易轉(zhuǎn)化為 a -PbO2,因而可以克服正極活性 物質(zhì)的軟化。低溫固化形成 2BS, 3BS,化成時(shí)轉(zhuǎn)化為 3 -PbO2，

22、循環(huán)使用時(shí)易軟化使壽命終 止。正極活性物質(zhì)軟化的實(shí)質(zhì)是晶體-膠體結(jié)構(gòu)的破壞。（4）嚴(yán)格控制生產(chǎn)工程，特別是一些關(guān)鍵程序，控制其半成品的一致性，如鉛粉的一 致性，涂片膏量的一致性，極板厚度的一致性，電池注酸化成及最終電池內(nèi)部吸酸飽和度的 一致性。加強(qiáng)過(guò)程控制使生產(chǎn)的電池均一性提高。5、鎳一金屬氧化物（Ni-MH）動(dòng)力電池Ni-MH電池的工作原理：MH + NiOOHM + Ni(OH) 2HEV勺首選。豐負(fù)極為儲(chǔ)氫材料，代替了 Cd-Ni電池的鎘負(fù)極，因而成為綠色電源。其優(yōu)點(diǎn)是能量密度較 高，無(wú)鎘污染，可大電流快速充放電，電池使用壽命長(zhǎng)。目前國(guó)際上已成為 田HEV “Prius ”采用7.2V-

23、6.5Ah（C/3）28 個(gè)Ni-MH組成201V車載電源。電池總重量 39Kg,功率20kW配備的Ni-MH電池具有世界最高水平的輸出功率密度540W/Kg,重量輕，壽命長(zhǎng)（見圖12）。圖12 Prius HEV 安裝的Ni-MH電池日本Panasonic公司已為各類 HEV供應(yīng)動(dòng)力Ni-MH電池超過(guò)1000萬(wàn)只。Ni-MH電池是性能較佳的電動(dòng)自行車用動(dòng)力電池，使用壽命高于VRLA電池，但是單體電池電壓低，影響了電池組合使用的一致性1。近年來(lái)，電池的主要原材料鎳的價(jià)格大幅上漲，使Ni-MH電池成本也大幅提高，其價(jià)格難以被市場(chǎng)接受，因而Ni-MH電池在電動(dòng)自行車的應(yīng)用受到限制4。6、Li-io

24、n動(dòng)力電池Li-ion電池在手機(jī)、PDA筆記本電腦的應(yīng)用已經(jīng)成熟，Li-ion電池作為車載動(dòng)力也已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外開發(fā)的熱點(diǎn)，原因是 Li-ion 下優(yōu)點(diǎn)：電池作為車載動(dòng)力與鉛酸電池、Ni-MH相比有以1）單體工作電壓高，達(dá)到 3.6V，是Ni-MH電池的三倍。2）體積小、重量輕，體積能量密度達(dá)340Wh/L,同樣容量體積比 Ni-MH電池小30%質(zhì)量是鉛酸電池的1/4。3）能量密度高，達(dá)到 160Wh/kg，是Ni-MH電池的2倍，鉛酸電池的 4倍。4）循環(huán)壽命長(zhǎng)（500 1000次）。5)無(wú)污染，電池材料沒有有毒物質(zhì)。6)工作溫度范圍寬,-40 70C。7）無(wú)記憶效應(yīng)。8）儲(chǔ)存期長(zhǎng)（可達(dá)101

25、5年）。圖13聚合物鋰離子電池Li-ion電池的缺點(diǎn)是大容量和高電壓串聯(lián)使用的安全性問題。這正是目前國(guó)內(nèi)外Li-ion動(dòng)力電池的研發(fā)重點(diǎn)。另外一個(gè)問題是價(jià)格偏高。但已和Ni-MH電池接近，并且還有較大的下降空間。目前，動(dòng)力Li-ion 電池有兩類，一類是液態(tài)Li-ion 電池，卷繞式電極,外加鋼殼保護(hù)，另一類是聚合物L(fēng)i-ion電池，包括液態(tài)鋁塑軟包裝電池。聚合物L(fēng)i-ion電池（PLIB）安全性能優(yōu)于鋼殼Li-ion 電池(見圖 13)。加拿大 Liion Powetr Products公司開發(fā)的電動(dòng)自行車用24V、10AhPLIB電池如圖14所示，電池性能如下：最大充電電流10A;最大放電

26、電流 30A;高倍率30A放電容量9Ah;高溫60C容量9Ah;低溫0C容量9Ah;循環(huán)壽命500次。圖14 電動(dòng)自行車 Li-io n 電池日本電池儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)會(huì)研發(fā)的電動(dòng)車（EV）用lOOWh大容量Li-ion動(dòng)力電池的性能如表4所示。表4 EV用lOOWh大容量Li-ion 動(dòng)力電池的性能型號(hào)電也設(shè)計(jì)電池性能1電池組性能正極！ LiCoo.sef.oiNio.oiOi35ewh13.3KWA型負(fù)極！石SHOWh/Kg132 WK g電解質(zhì)；LiPF/EC-DMC-PC；310WL !21 SWh/L111形狀！橢形 鋼殼）500W/Kg正極！ LiMnO370Wh2.95KWhB型負(fù)極！石

27、墨1 117Wh/Kg1 102WKg1 電細(xì)氐 LiPFs/EC-EMCI 方航L1 17SWLf形狀：圓枉形（鋼殼）解決動(dòng)力Li-ion電池安全性的關(guān)鍵在于電池?zé)嵝?yīng)的設(shè)計(jì)、安全的正極材料和電解液，以 及防止濫用條件下的熱失控。安全的正極材料的研發(fā)有很大進(jìn)展，原來(lái)使用的正極材料是LiCoO2, LiNiO 2, LiNi xCcyMn-x-y Q材料，其能量密度高但安全性差，作為動(dòng)力電池材料，存 在極大的安全隱患。較安全的正極材料有LiMn2Q、LiFePO4、LiVPO4,這些正極材料的容量密度如表5 所示5。0 5 0rKV0505-_ 丘 £ 電 3 2 2 LEss豈是ss-1 I2>表5 Li-ion電池正極材料的比容量材料比容量CmAh/g）密度（翫說(shuō)）LiCoOs1505 00L1N1O2ISO4 78LlM 112041484,28LiF 巳 PO41702.2L1VPO4ISOMalm 50Q600圖15 Li-ion電池正極活性物質(zhì)材料的質(zhì)量能量密試比較15所示，從圖中可以看出LiVPOLi-ion電池正極活性物質(zhì)材料的質(zhì)量能量密度如圖具有與LiCoO2同樣的放電平臺(tái)和能量密度，而LiVPO的熱穩(wěn)定