锂离子动力电池及储能电池行业研究报告(初稿)

锂离子动力电池及储能电池行业研究报告(初稿)
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锂离子动力电池及储能电池行业研究报告

目录

一.锂电池行业分析 (3)

1.1锂电池简介 (3)

1.1.1锂电池的概念 (3)

1.1.2锂电池的组成 (3)

1.1.3锂电池常用的金属材料 (4)

1.1.4锂电池发展进程和方向 (4)

1.1.5锂电池的优劣势分析 (5)

1.2锂电池产业链分析 (6)

1.2.1锂电池产业上下游概况 (6)

1.2.2锂电池产业链战略研究 (6)

1.3锂电池产业分析 (11)

1.3.1锂电池产业概况 (11)

1.3.2宏观经济波动对锂电池产业的影响 (13)

1.3.3中国锂电池行业存在的问题 (16)

1.4 2012年全球锂电池行业市场分析 (17)

1.4.1消费锂电池行业的结构变局 (17)

1.4.2快速发展的锂电池行业 (18)

1.4.3动力电池市场方兴未艾 (19)

1.4.4国际竞争对手 (19)

1.4.5核心竞争优势:成本+服务 (20)

1.5 2012年~2013年上半年中国锂电池行业市场分析 (20)

1.5.1 2012年中国整个电池行业发展概况 (20)

1.5.2 2012中国锂电池总产量概况 (22)

1.5.3 2013年上半年锂电池行业分析 (22)

1.5.4 2013年锂电池四大材料市场分析 (23)

1.5.5中国锂电池新政策新标准的影响 (25)

1.6锂电池行业发展预测 (28)

1.6.1电动车电动车革命或将提前 (28)

1.6.2储能后备电源锂电攻城略地 (29)

1.6.3性能锂电池性能全面超越铅酸 (29)

1.6.4锂电需求爆发或在2014年 (29)

1.6.5供给人为偏紧状态有望延续 (30)

1.6.6价格价格上涨缓解供应紧张 (30)

二.动力锂电池行业分析 (30)

2.1.动力锂电池行业简介 (30)

2.1.1动力锂电池相关定义和构成 (30)

2.1.2阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈 (32)

2.2动力锂电池行业现状 (32)

2.2.1动力锂电池行业发展现状 (32)

2.2.2动力锂电池行业亟待解决的问题 (33)

2.2.3 国际动力锂离子电池发展现状 (33)

2.3 动力锂电池行业市场分析 (33)

2.3.1客户需求分析 (33)

2.3.2主要新能源汽车厂商对动力电池的选择 (33)

2.3.3市场区域分布与集中度分析 (34)

2.3.4国内市场竞争格局 (34)

2.3.5行业发展趋势分析 (35)

2.3.6行业新进入者 (36)

2.3.7锂离子电池的替代产品 (36)

2.4 2012年~2013年上半年中国动力锂电池行业发展分析 (37)

2.4.1 2012年四大领域动力锂电池市场需求分析 (37)

2.4.2 2012年中国动力锂电池行业发展分析 (38)

2.4.3 2013年上半年中国动力锂电池行业发展分析 (41)

2.4.4 2013年动力锂电池行业泡沫风险分析 (42)

2.4.5 2013年动力锂电池技术提升加快的影响 (44)

2.4.6新能源汽车动力锂电池三大瓶颈待解 (45)

三.储能锂电池行业分析 (46)

3.1 2012年中国储能锂电池行业发展情况分析 (46)

3.2储能锂电池技术发展情况 (47)

3.2.1储能电池发展技术遇瓶颈寻找新材料是关键 (47)

3.2.2高能量锂离子电池系统开发项目取得重大进展 (47)

3.3储能锂电池行业发展前景 (48)

附录一动力电池与储能电池高峰论坛简介 (50)

附录二锂电池行业内国际、国内企业简介 (51)

一.锂电池行业分析

1.1锂电池简介

1.1.1锂电池的概念

锂电池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。最早出现的锂电池使用以下反应:Li+MnO2=LiMnO2,该反应为氧化还原反应,放电。

正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子);

负极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC6;

电池总反应:LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6,锂电池原理图请见图1

图1锂电池原理图(以钴酸锂为例)

1.1.2锂电池的组成

图2 锂电池的组成

1.1.3锂电池常用的金属材料

表1 锂电池常用的金属材料

1.1.4锂电池发展进程和方向

由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高,所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。但是由于锂电池的很多优点,锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是,锂电池多数是二次电池,也有一次性电池。少数的二次电池的寿命和安全性比较差。

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,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion Batteries就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫摇椅式电池。

随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用,锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用,并在近年逐步向其他产品应用领域发展。1998年,天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上,人们把锂离子电池也称为锂电池,现在锂离子电池已经成为了主流。

锂离子电池未来应用的发展方向:

①混合动力(HEV、PHEV)纯动力汽车(包括休闲车、高尔夫球车、清洁车、电动叉车等):经过十几年的探索发展,现关键技术国内已掌握,已到产业化的初期。随着电芯的发展成熟和产业相关优惠政策出台,混合动力和纯动电汽车(或PHEV)到时一定会快速发展。但目前由于电池性能还有差距和成本居高不下导致商业化进程缓慢。

②电动自行车及电动轮椅等:目前中国是全球电动自行车生产和消费大国,近年城市人口大量增加,同时政府又禁摩,导致电动自行车飞速发展,预计未来年增速也不会低于20%。

③电动工具类(包括电动工具(无线)、电钻、除草机):由于此类手握式的移动作业电动工具,只有用电池驱动才最适用和方便,所以现得到快速发展,特别在欧美等发达地区。

④电力储能(太阳能、风能、UPS、汽车启动电瓶等):由于太阳能、风能的不连续性和不稳定性,为保证供电系统的稳定性,必须加上太阳能、风能电力储能系统。将来几年国家把发展风力和太阳能等新能源放在优先发展位置,这样相应需大量储能电池。

⑤小型设备和医疗设备:电动轮椅车、电动代步车、电动玩具、航模、矿灯等市场前景也相当广阔。

1.1.5锂电池的优劣势分析

(1)锂电池主要优点

①比能量1比较高。具有高储存能量密度,目前已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;

②使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放,有可以使用10,000次的记录;

③额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;

1比能量:单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位,

④具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;

⑤自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,目前一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;

⑥重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6;

⑦高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;

⑧绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

⑨生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。

(2)锂电池的缺点

①锂原电池均存在安全性差,有发生爆炸的危险。

②钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电,安全性较差。

③锂离子电池均需保护线路,防止电池被过充过放电。

④生产要求条件高,成本高。

1.2锂电池产业链分析

1.2.1锂电池产业上下游概况

(1)上游产业

锂电上游产业主要是天然矿产资源,包括钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化合物,其中尤以钴和锂用量最大,但它们在自然界中储量有限,属于稀缺资源。

(2)下游产业

锂电产业链下游是指应用环节,包括低端的手机、笔记本电脑、数码相机、电动工具、矿灯市场,中端的风电和太阳能储能市场,以及高端的电动自行车、电动摩托车、电动代步车、电动轮椅、电动轿车及电动客车市场等。在军事航天领域如坦克、潜艇、火箭、月球车等方面,锂电也大有用武之地。

1.2.2锂电池产业链战略研究

(1)2012年全球和中国锂电池规模和企业市场份额

2012年全球锂离子电池产量达到58.6亿颗,同比增长26.3%,产业规模达到207亿美元,同比增长35.3%,而中国锂离子电池在2012年产量达到39.2亿颗,同比增长32%,产业规模达到556.8亿元,同比增长39.4%。未来五年,传统小型锂离子电池将在平板电脑和超级本的带动下呈现稳定增长的趋势,动力电池和储能电池将是锂离子电池产业新的增长点。预计到“十二五”末将增长到1251.5亿元,复合增长率预计达到30%以上。

图3 2010-2015年中国锂电池产业规模及增速2

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目前,中国、日本及韩国生产的锂离子电池占全球产量的90%以上。2012年,日本由于受到其大地震的影响,其锂离子电池产量在全球的市场份额继续下降,已经被韩国所替代。赛迪经智统计数据显示,韩国锂电池产量受益于三星、LG等锂离子电池厂商出货量的增加,已经成为全球最大的锂离子电池生产国。从厂商竞争格局来看,2012年,三星已经成为全球最大的锂离子电池生厂商,其在全球的市场份额上升至23.60%,中国的力神、比亚迪、ATL和比克等公司也处于行业前列。

图4 2012年全球主要锂离子电池企业市场份额3

就汽车动力锂离子电池而言,全球主要生产企业有二十多家,而日本则走在全球前列。目前主要有美国的A123(已被中国万向收购)、江森自控;中国的比亚迪、力神、中信国安、万向、中航锂电等,韩国的LG化学,日本的东芝、日立制作所、日本电气(NEC)、GSYuasa、丰田汽车和松下电器产业的合并公司Panasonic EV Energy等十来家相关企业。

(2)2012年正极材料经济运行情况分析

正极材料是锂电池的核心关键材料,其占锂电池30%-40%的成本,其决定了锂电池的能量密度、寿命、安全性等指标,成为锂离子电池的核心关键材料。目前市场化的锂电正极材料主要有钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂等产品类

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型,其他新型的锂电正极材料比如富锂锰基材料,富镍固溶材料、磷酸锰锂等也在陆续开发之中。赛迪经智最新统计数据显示,2012年全球正极材料产量为10.2万吨,同比增长34.21%,而中国2012年正极材料产量为4.4万吨,同比增长39.37%,增速快于全球。

图5 2009-2012年全球及中国正极材料产量及增速4

在中国,经过近十年的发展,已经形成了以京津地区、华中地区和华南地区为三大聚集地的锂电正极材料产业集群,并分别以北京和天津、湖南、广东为发展中心。从企业来看,日本的正极材料企业主要有日亚化学、户田工业、田中化学、日本化学、三菱化学、住友矿山、日本触媒和日本电工等企业。韩国的正极材料企业主要有L&F新素材、优美科、Ecopro、LG化学以及SDI釜山工厂等。中国的正极材料企业主要有当升科技、湖南瑞翔、天津巴莫、北大先行、湖南杉杉、余姚金和、国安盟固力、青岛乾运、深圳天骄、厦门钨业、深圳振华、台湾立凯以及台湾长远等。

图6 2012年中国正极材料主要企业销量5

从国内企业2012年销量来看,巴莫科技以5000吨的销量暂列第一,其次分别为湖南杉杉、湖南瑞翔、青岛乾运、北京当升、北大先行、深圳振华、厦门钨业、中信国安、深圳天骄等。赛迪经智认为整个正极材料产业主要包括前驱体和

4资料来源:赛迪经智。

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正极材料两部分,并且由于高端的正极材料都需要性能各异的前驱体产品,占据正极材料的80%左右的成本,因此未来前驱体在正极材料产业链中的地位会进一步强化。

(3)2012年负极材料经济运行情况分析

与正极材料相比,负极材料占锂电池成本比重较低,而且国内已经实现产业化,负极材料以石墨、固体碳粒为主,也有使用金属化合物的,但绝大多数负极材料仍然以碳系材料为主,其中尤其以改质天然石墨以及人造石墨为主。赛迪经智统计数据显示,2012年国内负极材料总体销量为2.8万吨,同比增长23.6%,产业规模达到23.6亿元,同比增长17.4%。

图7 负极材料主要企业市场份额6

从全球企业来看,整个负极材料的市场份额主要集中在日本日立化成、日本精工碳素、JFE日本钢铁、三菱化学等厂家。在国内,负极材料的领先企业主要包括贝特瑞、上海杉杉和长沙海容等。其他生产负极材料的企业主要有汕头诚翔、湖南辉宇、青岛大华、远东、弘光、红顶、金卡本、瑞富特、华容、斯诺、湖南星光、余姚宏远、北京创亚、佛山三高、大阪石墨、长沙星城和金润等。

(4)2012年隔膜经济运行情况分析

在锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一,目前市场化的锂离子电池隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜,包括单层PE、单层PP、三层PP/PE/PP复合膜。现有的聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法和湿法分为两大类。干法工艺又可以细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。

图8 2009-2012年全球隔膜产量及增速7

赛迪经智统计数据显示,2012年全球隔膜产量达到6.54亿平方米,同比增长34.3%,产值达到15.97亿美元,同比增长27.2%。产值增幅低于产量增幅的

6资料来源:赛迪经智。

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主要原因是随着锂离子电池隔膜的逐步产业化和产量的逐步增加,其单价保持着逐步下降的趋势,从而导致整个隔膜的市场规模增幅出现一定程度的下降。预计未来整个隔膜的平均单价将继续保持3-5%的递减趋势,但是产量的快速增长仍将带动全球隔膜的市场规模保持较快的增长趋势。

图9 国内主要隔膜生产企业情况8

在中国市场上,2012年国内隔膜的市场规模为41.75亿元,同比增长32%,但是由于中国隔膜大约75%左右需要依赖进口,国产隔膜的市场规模仅为10亿元左右,并且集中在中低端市场。随着大量企业进入隔膜领域,该领域高毛利的神话将逐步被打破。赛迪经智研究表明,虽然目前有大量的企业进入隔膜领域,但是仅有少数几家企业实现了量产,大部分企业均是“雷声大,雨点小”,未来的隔膜市场将大幅度降价。

(5)2012年电解液经济运行情况分析

电解液是锂离子电池的重要组成部分,一般由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料在一定条件下、按一定比例配制而成,对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要。电解液的主要核心电解质为六氟磷酸锂,技术含量高,占整个电解液成本的50%左右,毛利高达60%左右。2012年,全球锂离子电池电解液的需求量约为6.05万吨左右。预计2020年,全球锂离子电池电解液的需求量约为40万吨左右。价格来看,目前电解液的平均价格约为7.5万元/吨,整体市场规模约为45亿元左右。

目前,全球锂离子电池电解液的供应商主要集中在中日韩三国。日本电解液的主要供应商是宇部兴产(基本供给日本三洋)、三菱化学、富山药品工业等,主

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要供给日本本土以及部分在华日资企业;韩国电解液的主要供应商是韩国三星,主要供应韩国本土企业和部分在华韩资企业。国内电解液厂商包括华荣化工、天津金牛、东莞杉杉、珠海赛纬电子、广州天赐、北京创亚化工公司等10余家,其产品涵盖了高、中、低端市场,基本满足中国锂离子电池生产的需要,并有部分出口。

作为电解液首选的电解质六氟磷酸锂,也是电解液中利润最高的关键材料,由于其较高的技术壁垒,中国仅有少数企业能够规模化生产。从全球市场来看,目前,日本森田化学、关东电化和SUTERAKEMIFA三家公司是全球六氟磷酸锂的主要供应商;韩国有少量的六氟磷酸锂供给三星电子。2010年全球六氟磷酸锂需求量约为0.45万吨,2012年全球六氟磷酸锂需求量增长至0.86万吨,2020 年预计将达到5.59万吨。目前,全球六氟磷酸锂的均价在25-30万元/吨,因此整体市场规模约为25亿元左右。

图10 中国现有六氟磷酸锂产能及技术来源9

中国所需的六氟磷酸锂电解质基本都从日本采购,关键原材料缺失严重阻碍了中国整个电解液产业的发展。近期,国内企业已经充分认识到这点,纷纷加大对六氟磷酸锂的研发和投资力度。目前能够产业化生产六氟磷酸锂的企业主要包括天津金牛、多氟多、广州天赐、九九久等企业。未来几年内,中国企业在六氟磷酸锂技术上的突破将打破其高毛利的神话,六氟磷酸锂的价格将呈现出较快下降的趋势。

1.3锂电池产业分析

1.3.1锂电池产业概况

目前,全球锂电池市场的竞争已趋白热化,市场日趋饱和,增幅变缓。同时,随着能源和环保压力的不断加大,新能源电动汽车的呼声日益高涨,各国政府对电动汽车的政策扶持力度也在加大,从发展趋势来看,新能源汽车无疑是未来汽车发展的方向,而汽车锂电池则是新能源汽车的核心部件之一。

当前,随着汽车锂电池技术的成熟和价格的下降,越来越多的消费者开始把目光投向电动汽车,同时厂商也逐渐把新能源电动汽车作为今后的销售重点。这是一个新兴市场,未来汽车锂电池的规模将随着电动汽车的普及出现爆炸式的增

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长机会。对于产业链的相关企业而言,有必要对汽车锂电池的生命周期做出基本判断,以准确的把握进入市场的关键时机。

从发展周期看,目前汽车锂电池市场正在走出导入期,开始跨入成长期。

1、产业生命周期分析

根据产业生命周期理论,对于一般产业来说,从产业的产生到消亡一般要经过产业的形成、成长、成熟和衰退四个阶段,这四个阶段形成了产业的一个生命周期。

产业的形成期是指产业的形成阶段。在这一阶段,产业的产品刚刚投入市场,只有样品,并没有最终产品,没有利润,对国民经济的贡献为零,并且技术还不成熟,还不足以形成批量生产。而产业的成长期则是指产业在形成以后以加速度增长的阶段。从这一阶段开始,产业的市场规模已经达到了成为产业的规模性要求,而且整个产业的规模以加速度继续扩大。

汽车锂电池产业正从导入期进入成长期。目前,汽车锂电池的产品设计已趋于稳定,工艺过程从松散变为有组织性,逐步形成分工社会化,形成合理的产业链,电池企业也正开始由亏损走向盈利。但是,当前相关企业也仅是处于小批量生产阶段,生产和销售成本高,并且品种、品牌相对单一,企业的主要任务是让社会接受该产品,打造先发优势和品牌的效应。

比如,国内最大的锂电池材料供应商杉杉股份日前正牵手澳洲矿企,计划进入锂电池上游产业;而作为目前在国内拥有最先进动力锂电池技术的比亚迪则正在与通用汽车进行磋商,计划给通用提供混合动力的车用电池,为今后大规模生产车用锂电池做市场铺垫。

不过,由于基础建设的投资主要集中在这一阶段,特别是对厂房、流水线等基础设施的投入,整体产业处在亏损阶段,对国民经济的贡献为负数,相应的配套设施尚不能跟上,例如充电站,售后服务体系脱节,几乎没有维修电动汽车的企业等;其从零部件的生产到整车生产最终到产品的维修全部由一家企业集团完成,只而并没有形成在社会化的分工和服务体系,企业承担的成本居高不下。

2、产业竞争加剧群雄逐鹿

目前,越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。当前许多知名的汽车制造商都致力于开发采用锂离子动力电池的电动汽车,如美国福特、克莱斯勒,日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury 等。

日本在研发锂电池方面走在世界前列。日本力争在2010年将新型锂电池用于下一代电动汽车。丰田、日产汽车及松下电器等相关企业签署协议,合力开发统一规格的新一代汽车锂电池,并计划在2年内实现量产。东芝公司决定,斥资500亿日元开发电动汽车用的锂离子电池,这种高效动力将于两年内进入半商品化生产。

近几年来,我国的汽车锂电池产业,从无到有,从小到大,发展很快,生产能力仅次于日本。中国的锂离子电池产业起步虽晚于日本,但发展非常快,在动力锂离子电池的研发上也投入了大量财力、物力。我国的汽车锂离子电池研发项目一直是国家“863”的重点项目,大部分材料实现了国产化,国内已自建和引进多条生产线,配套材料厂也有多个,均已形成大规模生产,市场竞争激烈,主要是产业投资推动。国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。

美国的电池企业也加紧对汽车锂电池的投资,如江森自控动力方案公司

(Johnson Controls Power Solutions)称,该公司计划投资1亿美元,在美国加利福尼亚州南部的Florence建造可回收汽车电池制造厂。美国政府也重金资助Boston-Power投资电动车电池厂。

1.3.2宏观经济波动对锂电池产业的影响

自爱迪生发现锂电池反映方程式到1992 年sony 成功发明锂电池,锂电池最初被用于心脏博起器中,随着20 世纪微电子技术的发展,小型化的设备越来越多,锂电池被广泛应用于计算器、手提电脑、手表、手机中。目前,锂电池在交通上应用的最主要方向是电动车,据国家《汽车产业调整和振兴规划》估计,在未来三年,我国纯电动充电式混合动力和普通型混合动力新能源汽车产值将达到5 000 亿元,其中锂电池的产值将超过1 000 亿元;同时由于大众对环保的追求,混合动力车及电动汽车必将走俏,今后几年,车用锂电池市场将迅速扩大,预计到2014 年,锂电池市场的规模将迅速扩大至248 亿美元,约是2008 年的215 倍。据预测到2015 年,锂离子电池在电动自行车领域的渗透率将达到20%~30%,形成60~90 亿元的市场规模,对整个锂离子电池市场规模的提升幅度将达到15%以上。

2011年锂电池在电动自行车市场的渗透率约为2.5%,在价格大幅下降和铅酸电池行业整顿的背景下,锂离子电池的性价比优势将愈发明显,渗透率将出现快速增长。未来锂电池将更加广泛地应用于人造卫星、航空航天、储能、军事装备等方面,预计未来锂电池将呈现井喷式发展;而目前,全球锂资源储量为2 886 万吨,其中20%经济可采,相对于目前全球每年约10 万吨的碳酸锂的需求量,全球锂资源的储备量还算充足。我国锂存量十分丰富但开采力度不足,四川和江西的锂矿石占据全国储量的80%以上,珠穆朗玛峰的锂矿存量也十分巨大,截至2008 年底,全国已查明的矿石锂矿区42处,查明资源储量241.21 万吨。四川占52.8%,江西占24.1%,湖南占15.0%,贵州占2.9%。新疆原为矿石锂资源大省,但因主要矿区经过40 多年来的大规模开采,保有储量大量减少,目前的保有资源储量仅占全国的2.4%。目前,国内规模较大的金属锂生产厂仅有4 家,年产量约400 吨左右,全国每年的金属锂使用量已超过500 吨,并且保持着20%的年均递增速度,可见国内金属锂的市场缺口还在不断增大。

从宏观经济环境看,当下的中国是电动自行车行业、手机行业、家电行业大变革、大发展的时代,锂电池对这些行业发展所起的作用越来越巨大。锂电池凭借其环保、电量稳定、寿命长、重量轻等特点而被广泛的应用。然而,近年来随着宏观经济的波动,锂电池行业受到不小的影响,尽管拥有庞大的市场规模,但锂电池制造企业的营业状况却很不稳定。宏观环境的制约,使得锂电池制造行业发展速度放缓,纵然全球经济在复苏,我国锂电池制造业在应对宏观经济变动的能力上还有待加强。

锂电池是由一些有色金属构成,其中正极包括二氧化锰或亚硫酰氯,正极的活性物质一般为锰酸锂、钴酸锂等,负极是锂,内部的隔膜是一种特殊的金属复合膜,作用是让离子和电子在正负极间自由通过,而有机电解液主要是六氟磷酸锂,电池外壳可以选用钢壳、铝壳、镀镍铁壳等。正是由于锂电池内含有大量的有色金属物质,从而锂电池制造业对原材料的依赖较大,以致宏观经济的波动就很容易影响锂电池制造业的发展,其具体体现在以下五点:

(1)人民币币值变化对锂电池制造业的影响

虽然我国目前锂矿石资源的储备量较为丰富,进口依存度小,但随着开采力度的加大,保护力度的不足,锂矿石资源也将逐步短缺,同时锂电池生产所需的其它原材料我国存量不足,较大程度上依赖进口,所以人民币升值对锂电池制造业影响较大。目前人民币升值对于有色金属的影响主要有以下几个方面:对金属价格的影响,对金属进出口数量的影响,按汇率进行货币兑换损益的影响等。总体来说,人民币的升值无疑将降低原材料的进口成本,从而降低锂电池企业的制造成本,提高企业的盈利水平。目前,我国铝矿的进口量每年都超过50%,镍矿的进口量基本在15%左右,锰矿每年进口量也较多。人民币的升值,对于像铝矿的进口来说,能够很大程度地减少依赖铝生产的企业的进口成本,提升企业的盈利水平,也能降低下游企业的成本压力。而对于随着我国经济的发展,全球锂电池需求量随着应用领域的不断扩展而逐年递增。中国已是仅次于日本的锂电池生产大国,市场增长空间巨大。目前我国锂电池行业已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展。像锂、镍、锰的进口量来说,人民币的升值对于成本的影响较小,无论是进口锂电池的生产成本还是下游企业的购买成本,价格的变化不会太大;相反,倘若人民币贬值,其影响刚好相反,即将抬高企业进口成本,下游企业中间产品的进购价格也将会提高。

(2)金融危机对锂电池制造业的影响

2008 年由美国引发的次贷危机演化为全球性的金融危机,对全球经济的影响无疑是巨大的,尤其是对我国这个出口导向型的国家来说。随着我国有色金属工业的发展,原材料的供给上很难实现自给自足,原材料的进口数额也逐年增大,然而受经济危机的影响,2009 年我国第一节度有色金属的净进口额相比2007 年、2008 年明显减少,而原材料进口量的稍增,有色金属的价格在金融危机后的十几个月的下降,致使国内锂电池制造业的生产成本降低,但由于需求不足,经营状况不是很好。特别是对于大部分依赖锂电池生产的企业来说,虽然成本有所降低但出口的锐减,很多下游企业生存状况仍然履步维艰。但由于我国政府实施宏观干预、放宽信贷等措施,我国锂电池企业经营在金融危机中有所好转,但过程较为缓慢。

图11 2003—2013年电动车电池需求量示意图

从图11 中可以看出,在2009 年以前使用电池做替代能源的车明显小于生产的总量,但随着全球经济的逐渐复苏,电动车的需求量明显增加。

(3)国内电荒对锂电池制造业的影响

近年来我国每年都在夏冬两季发生全国普遍的电荒,煤炭供应不足是主因。但从长期看来,我国经济发展过度依赖于投资和重工业的发展是发生电荒的根本原因。电荒的发生造成了煤炭价格上涨的趋势日渐强势,使得更多的人将缓解电荒的目光聚焦在新能源上,锂电池就是其中之一。根据历史经验,以往的电荒对有色金属产业整体影响不是很大,但是从短期来看,民间投资资金的涌入可能会造成价格的炒作,电荒不会改变有色金属的价格趋势,但是可能会变成价格炒作的因素或诱因。

从另一个方面来看,电荒对价格的正面冲击可能性不大,但是对于有色金属的企业来说,由于电荒造成企业不能正常生产,从而造成金属制品的供给不足,造成下游企业产品价格的上升,但从总体上来看,市场出现短暂的限电对有色产量和有色金属加工材料的影响较小。

(4)通货膨胀对锂电池制造业的影响

在经济的初期,适度的通货膨胀对于经济有很强的助推作用,能够刺激经济的增长,流通货币的增多,引起股市对资金的需求扩大,推动股市的上涨,股价的上涨使得企业市值上升。适度的通货膨胀相对于收入的增长来说对需求的影响很小;但是,当通货膨胀到一定强度,会造成企业生产成本上升,货币的供给大于需求,使得货币贬值,实际购买力下降。成本和价格的上升,名义工资的增长缓慢致使对于电动摩托车、电动车、手机等产品的需求下降,从而间接造成锂电池企业产品需求的下降,使得锂电池企业盈利水平下降。同时,工资的提升也会造成企业生产成本的上升。

(5)新能源产业的推广对锂电池制造业的影响

国家宏观层面对于新能源的宣传与推广,政策性的支持必然使得新能源产业

在未来能够获得飞快的发展,锂电池作为一种环保、供电能力强的便携式二次能源,在未来必然会有广阔的发展空间。随着石油、天然气等非可再生资源的渐渐减少,汽车等耗油量大的机械装置必然会逐渐被电动车等其他非耗油运输器械代替,那时将带来锂电池产业的快速发展,产值、规模会不断的提高10。

1.3.3中国锂电池行业存在的问题

我国锂离子电池的生产处于起步时期,目前还没有一家企业进入规模化生产阶段。但是,由于国家鼓励发展锂离子电池的生产,我国不少电池厂以及一些有实力的企业集团均看到了中国锂离子电池的潜在市场,正准备或已不惜投巨资生产理离子电池,这些作法无疑会促进族锂离子电池工业的发展。

目前我国理离子电池生产主要分布在南方和北方,各有数家企业准备进行大规模的投入。北方以京、津、山东为主,南方以广东为主。

但是,我国作为锂电池的需求大国和生产大国,技术水平却相对落后。

1.隔膜和电解液严重依赖进口

现在锂电池的关键材料如隔膜和电解液都是从国外进口的,仅隔膜要占成本的20%—30%,如果将来有国内企业研发成功了国产化的隔膜和电解液,价格将进一步大幅下降。中国科学院广州化学有限公司承担的广东省重大科技专项、广州市重点科技项目“锂离子电池隔膜材料”,目前取得突破性进展。已建立起年产15万平方米的锂离子电池隔膜中试生产线,解决了结构均匀的膜前驱体的制备工艺与技术难题,掌握了微孔膜的连续拉伸制备工艺与技术,特别是掌握了膜结构的控制工艺与技术,申请了相应的发明专利。它将对降低锂离子电池的价格作出贡献。

2.生产工艺参差不齐

由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。

3.知识产权缺失

目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。

4.原材料国际认证极少

现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。

10

1.4 2012年全球锂电池行业市场分析

1.4.1消费锂电池行业的结构变局

(1)锂电池行业空间广阔

传统锂电池主要应用于消费电子产品市场,经过多年发展,逐渐走向成熟,而伴随着技术进步、成本降低,特别是对绿色新能源的强烈需求,应用于电动工具、汽车、甚至是储能需求的锂电池市场正在快速成长。

根据测算,应用于消费电子产品的锂电池市场在2011年达到22.9GWh,价值大约101.1亿美元,预计到2020年,应用于消费电子产品的锂电池市场将达到44.5GWh,价值超过133.3亿美元。

而伴随着汽车类电池需求的爆发,整个锂电池市场将从2011年的113.3亿美元成长到2020年的366.7亿美元。

(2)本土企业立足产业链中下游

从产业结构来看,锂电池产业主要可以分为上游的锂电池材料产业,包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液等,目前主流市场基本被日本、韩国企业所垄断,大陆企业虽然正在努力寻求突破,但是目前技术水平仍有较大差距。

中游企业主要生产电芯产品,依然是以日韩企业为主导,但是中国企业已开始有所突破。而下游企业主要是电池模组的组装制造,包括台湾、大陆、以及日韩上游企业的组装工厂。

(3)中上游环节日韩企业优势突出

从全球来看,日本、韩国是目前在锂电池行业中占据较大话语权,特别是在上游材料和中游电芯领域。

目前全球电芯市场中,领先者松下(包括三洋)占据25%的市场份额,其次为韩国的三星SDI占据23%,LG化学占据16%,SONY占据8%。中国企业比亚迪、比克、力神、新能源经过多年努力,已经取得一定的市场地位。

在传统圆柱型电芯市场,日本企业索尼、松下、三洋分别占领了9%,10%和26%的市场份额;而韩国企业三星、LG则已经成为市场领导者,分别拥有30%,22%的市场份额,优势突出。

而在聚合物电芯市场中,由于苹果公司是全球最大的聚合物电池采购厂商,苹果公司的订单对市场份额有着非常巨大的影响。东莞新能源(日本TDK子公司)目前在全球锂聚合物电芯市场占据了48%的市场份额。之后则是占24%份额的三星SDI、占11%份额的LG化学,以及三洋、索尼等厂商。

相比之下,下游电池模组制造更偏向于电子制造业,讲求规模优势、快速响应、生产管理与成本优势,作为相对ROE、利润率较低,人力较为密集的产业,是上游企业逐渐放弃的制造环节。

在圆柱电池模组市场上,三洋依然保持较大优势,拥有25%的市场份额,而台湾企业由于贴近笔记本供应体系,拥有一定优势,新普作为龙头企业在圆柱电池模组市场站巨额22%的市场份额。

而在聚合物电池模组领域,新普、顺达两家公司作为苹果平板电脑、笔记本等产品的模组生产商,拥有最大的市场份额,分别达到49%和26%。

1.4.2快速发展的锂电池行业

(1)智能手机平板电脑成为行业发展驱动力

在应用于消费电子产品的锂电池市场中,曾经作为主力的功能型手机和笔记本电脑随着市场增速的放缓,和替代产品的影响,整体增速逐步放缓。而智能手机、平板电脑已经成为驱动消费电子锂电池市场成长的核心动力。

特别是近2年,伴随着产品尺寸的不断放大,在5寸以上智能手机快速走红的背景下,电池容量也水涨船高,一方面需要更大的电量支撑更大尺寸的屏幕消耗,另一方面大尺寸产品也增加的电池的体积。

相比于智能手机对功能手机的替代作用,平板电脑作为全新的产品市场,具有更大的增长爆发力。

特别是由于平板电脑定位于满足消费者移动、便携的娱乐需求,故而在电池设计上着重于超轻薄、大容量的产品设计,使得应用于平板电脑的电池产品具有更高的技术水平和价值。

由于平板电脑用锂电池容量大大高于智能手机,伴随着平板电脑市场的爆发,2012年平板电脑用锂电池市场已经接近智能手机用锂电池市场,而到2013年,平板电脑锂电池市场将完成对智能手机锂电池市场的超越。

(2)轻薄化要求推动聚合物锂电池快速兴起

锂离子电池在结构上主要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

钴酸锂是目前最成熟的,商品化最好的锂离子电池正极材料,主要应用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式数码产品以及电动玩具等。负极材料一般都是碳素材料,如石墨、软碳(如焦炭等)、硬碳等。

目前锂电池电解液基质绝大多数使用六氟磷酸锂,其分子式为LiPF6,白色晶体,稳定性较差,易与水反应,加热分解。随着技术的进步,聚合物电解质快速成熟,由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题,因此外壳材质可以更轻,从而可以提高整个电池的比容量。

采用圆柱形封装的18650、16650电芯是笔记本电脑市场的主流选择,价格便宜,但是随着超极本的兴起,聚合物电芯正在高端笔记本市场开始渗透。而方形电池主要用于智能手机应用,在苹果首先采用聚合物电池之后,也开始出现向聚合物转变的趋势。

从产品设计和生产的角度看,聚合物拥有最大的设计弹性,完全可以根据终端产品的设计要求进行定制化设计和生产,充分利用产品空间,其生产自动化水平也正在不断提升之中。

从价格来看,聚合物电池的单位电量价格约为传统圆柱型电芯的2倍,而方形电芯价格则介于两者之间,随着锂聚合物电池逐渐成为市场主流,电池总体价格将持续提升。

目前来看,方型电池与圆柱型电池占据市场主导地位,分别达到41%和37%,聚合物电池份额目前为22%。随着产品技术度不断提升,聚合物与传统的方型、圆柱型电芯的相比优势越来越突出。长远看,聚合物锂电池将成为锂电池未来的

发展方向。

(3)廉价轻薄:方形电池尚存空间

由于目前锂聚合物电芯的价格相对较高,在一些低端产品上并不适用,为了满足轻薄化的需求,在低端产品上,替代传统圆柱型18650电芯的圆柱型16650电芯和方型电芯同样将取得快速成长。

16650电芯和方型电芯既可以满足产品厚度降低的要求,又不会增加太多的产品成本,是中低端产品的主要解决方案。

目前方形电电芯的市场依然以日韩企业为主,三星SDI和LG化学分别占据22%和16%的市场份额,日本松下和日立Maxwell占据19%和8%。而由于适用于手机产品,贴近手机产业链,中国电芯企业在方型电芯领域拥有一席之地。包括比亚迪、力神等企业占据了一定的市场份额。

1.4.3动力电池市场方兴未艾

相比锂电池在消费电子产品市场的应用。动力电池市场方兴未艾,目前主要的应用方向包括电动工具、电动自行车、电动汽车和储能电站。特别是电动汽车和储能电站应用,处于市场培育期,未来空间广阔,具有广泛的发展潜力。

根据研究机构预测,2011年全球可充电电动工具出货量将达到6300万只,其中锂电池占比达到38%,对应需求2394万只。目前电动自行车主要应用为铅酸电池,随着锂电池成本的降低,锂电池将逐步完成对铅酸电池的替代。预计到2015年,电动自行车出货量超过6750万台,对应锂电池需求超过6GWh。

尽管目前汽车用锂电池仍存在诸多问题有待解决,但是锂电池作为未来汽车的重要能源已是必然趋势。随着技术进步,市场有望快速打开,预计到2015年,全球汽车锂电池市场将达到1.25万亿日元,逼近便携锂电市场的1.55万亿日元。

随着中国制造业的快速成长,特别是在新兴的手机、平板电脑行业中,中国手机制造产业成为全球制造中心,中国2011年生产的手机接近9亿支,预计到2013年,中国地区生产的手机将达到11亿支,占到全球产量的60%。

伴随着终端制造向中国地区的转移,中国大陆电子产业链逐步建立、发展、完善,形成了一条完整的电子产业链,大批中国企业在这一趋势中成长、壮大,成为细分行业内的优势企业,进入国际市场竞争。

中国本土品牌也利用产业链优势,开始了在全球范围内的扩张,中华酷联等本土品牌纷纷进入国际市场,成为国际大厂不可小视的竞争对手。他们的成功也反过来促进了中国电子产业链企业的发展,消化了近些年来不断投资形成的新产能。

这一趋势中,电池产业,特别是中下游的电芯和电池模组制造行业也正在进行着这一阶段,包括比克、力神、比亚迪等电芯企业和德赛、欣旺达等电池模组企业开始获得一定的市场份额,进入国际大厂如苹果、亚马逊、三星等供应链,迎来快速的成长。

1.4.4国际竞争对手

目前中国企业在锂电池行业的主要竞争对手有两类,一类是具有完整产业链制造能力,从部分上游原材料到电芯再到电池制造的一体化企业,以三星SDI和

LG化学为典型。

其中三星作为产业链最完整,拥有全球最高市场份额的手机产品,自我消化能力强,竞争优势显著,一般企业难以直接竞争。部分企业可以凭借局部优势,进入某一零部件制造环节,赢得突破。

特别是三星也已经在逐步加强锂聚合物电池的出货,而逐渐淡化传统电池的地位,加上三星正着力加强越南制造基地的发展和建设,中国企业可望借此机遇凭借资本优势,积极响应与配合,获得较好的供应链地位。

与此同时,恰恰由于三星在终端产品品牌上的强势地位,引起了苹果等众多其他品牌厂商的警惕,特别是作为最大的竞争对手的苹果正在努力在供应链去三星化,这也将为中国、日本、台湾企业迎来发展机遇,包括新能源、力神在内的苹果供应商可望获得更高的市场份额。

另一大类的竞争对手是与中国电池模组企业有着类似商业模式的台湾电池模组制造企业,新普、顺达是其中的佼佼者。凭借着台湾企业在PC、NB上的优势地位,一系列台湾电子企业寄生于PC、NB产业链,藉着台湾PC、NB制造业的崛起,成为市场主导者,其中新普作为规模最大的电池模组制造企业,在圆柱型电池和聚合物电池市场中,分别占据22%和49%的市场份额。

特别是随着苹果Macbook系列笔记本和iPad系列以及iPadMini平板电脑产品的热销,聚合物电池业务快速成为公司最主要的收入来源。

目前在新普的客户结构中,传统圆柱型电池客户主要为HP29%,Dell26%,Asus22%,Lenovo10%,Acer9%。聚合物电池客户则是苹果一家占到公司的83%。

1.4.5核心竞争优势:成本+服务

从成本结构来看,目前圆柱型电池模组的成本中,电芯占到了68%,是最大的成本来源,其他的成本包括包装、电源管理模块BMS(PCB、IC..)以及制造成本。

所以对于电池的制造成本竞争,主要在于:1、电芯的采购价格;2、BMS模组的设计与制造;3、制造规模和人力成本。随着国内企业的采购规模的放大以及国产电芯的逐步成熟,大陆电池模组制造企业在成本方面相比国际竞争对手仍具有较为明显的比较优势。

除此之外,在对于电子产业链非常重要的快速响应、售后服务以及市场营销方面更,大陆企业也具有较大优势,成为赢得更大市场份额的重要推动力量。

1.5 2012年~2013年上半年中国锂电池行业市场分析

1.5.1 2012年中国整个电池行业发展概况

2012年,对于电池行业来讲充满了挑战。摩擦、困境、充足、扶持,构成了整个2012年电池行业发展现状的关键词。

(1)国际贸易摩擦升温

2012年,随着欧债危机的加深和蔓延,国际市场需求萎缩,国际商品市场价格疲软,国际贸易保护主义倾向严重,我国面临的外部形势极为严峻。

静止式锂电池储能系统安全要求示范文本

静止式锂电池储能系统安全要求示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

静止式锂电池储能系统安全要求示范文 本 使用指引:此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 锂离子储能大概是什么样的组成和框架,简单介绍一 下。目前典型的锂离子储能单元配置基本都是用18650型 锂离子电池,圆柱型的,它可能是几十个,甚至几百个组 合在一起变成一个电池模块,这个电池模块再加上电池管 理单元就作为一个基本的储能单元配置。 关于储能装置的技术方案,我只是简单的来分分类, 不是一个非常标准化的分类。从应用规模大小来看,通常 情况下有三种类型。 第一种类型,属于小规模的运用,小规模的运用跟系 统的配置大概不大于10个千瓦的范围,当然电池储能是按 照容量来定,这里我们只是简单的粗略来分一下,按照功

率,按照装置和发电功率的大小。 这个上面是一个电池管理系统,下面是有多个电池模块这样组成一个系统。 第二种类型是中规模装置,这个电池模块跟小规模的电池模块结构可能不一样,但是总体来说它的组成还是类似的。 第三种类型是大规模装置,就是把各种各样的模块集成的多一点。 目前的大致应用领域,现在锂离子储能系统在德国也受到了国家政策的鼓励,因为德国目前来说,光伏装机容量已经达到了一定程度,再发展的空间也受到了限制。目前来说,光伏发电毕竟还是一个辅助的能源,还不是主要的能源,这跟能源特点有关系,有光了才能发电,没光了就没有,太阳好了发的就多一点,太阳少了就发的少一点,那么这个时候就要有一个类似水库的东西进行消纳,

锂电池负极材料的研究进展

锂离子电池负极材料研究进展介绍 来源:中国燃料电池网时间:2015-09-08 09:11 编辑:周奕 我国能源生产量和消费量均已居世界前列,但在能源供给和利用形式上存在着一系列突出问题,如能源结构不合理、能源利用效率不高、可再生能源开发利用比例低、能源利用安全水平有待进一步提高。总体上讲,我国能源工业大而不强,与发达国家相比,在技术创新能力方面还存在较大差距。因此,提高能源利用效率,调整能源结构,开发和利用可再生能源将是我国能源发展的必然选择。为了解决我国能源工业所面临的难题,寻求替代传统化石燃料的可再生绿色能源显得尤为迫切。与此同时,随着人们环保意识的日益增强和对资源利用率的关注,可充电电池逐渐成为研究的焦点,而锂原电池的成功应用大大推动了锂离子电池的研究和发展,使锂离子电池成为关注的重点。 1锂离子电池发展状况 锂电池最早出现于1958年,20世纪70年代开始进入实用化[2]。由于具有重量轻、体积小、安全性好、工作电压高、能量密度高、使用寿命长等优点成为近年来最受关注的储能器件之一。随着世界全面步入信息时代,电子化和信息化己经成为各个领域的共同发展趋势,锂离子电池也被越来越多地应用于多个方面。医疗上,锂离子电池可以为心脏起搏器、助听器等设备供能,对于病人更安全、更便捷;交通上,锂离子电池己经被广泛应用于电动单车、电动汽车上;军事上,锂离子电池可为电磁武器充能,为小型定位系统供能,甚至作为潜艇等大型作战设备的备用动力源;航天上,锂离子电池可作为航天器及各种仪器设备的电力补充单元。 电池按工作性质可以分为一次电池和二次电池[3]。一次电池是指不可循环使用的电池,如碱锰电池、锌锰电池等。二次电池指可以多次充放电、循环使用的电池,如先

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之和,超过奥迪 A3/4/5/6 销量之和,超过奔驰 C 级、CLA、CLS、E-class 销售之和,同时在国内市场,Model 3 上险数量也超过了 4600 辆,力压蔚来 ES8/6、小鹏 G3、威马 EX5 等国内造车新势力。 3、国内销量节节攀升,规模效应促使Tesla 国内建厂。Tesla 入华,整车销量不断攀升,占全球的比重也逐步提升,预测今年中国的市场份额占全球的20%以上。对应公司在在国内的营收也是逐步增加,营收中有相当一部分就是物流和整车进口关税,预估国产化后能节省物流及关税费用约 45%(根据此部分比例进行测算)。规模体量小的时候,影响很小,可以沿用全进口模式,但是规模销量大的时候,就必须要考虑在当地投资建厂,对比全球一线整车,比如奔驰,宝马,奥迪等车型,在国内车型销量达到一定规模,超过 10 万以上,考虑经济性,体积大,运输成本高的商品就需要考虑经济性了;从另一方面,中国有完整的新能车产业链,经过多年的发展,从2014 年-2019 年整个电动车的制造成本五连降,所以 Tesla 国产化是必然趋势。工厂一期建成建筑面积15.7 万平方米,规划产能 25 万辆,Model3 一月份产量 1000 辆/周,正在进行产能爬坡,2020 年 5 月有望爬升至 3000辆/周;下半年 Model Y 正式导入,10 月份达到周产量 1000 辆/月,年底有望升至 2000 辆/月。

静止式锂电池储能系统安全要求详细版

文件编号:GD/FS-7030 (操作规程范本系列) 静止式锂电池储能系统安 全要求详细版 The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

静止式锂电池储能系统安全要求详 细版 提示语:本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中,包含所有的执行事项,并作用于规范个体行动,规范或限制其所有行为,最终实现简化管理过程,提高管理效率。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 锂离子储能大概是什么样的组成和框架,简单介绍一下。目前典型的锂离子储能单元配置基本都是用18650型锂离子电池,圆柱型的,它可能是几十个,甚至几百个组合在一起变成一个电池模块,这个电池模块再加上电池管理单元就作为一个基本的储能单元配置。 关于储能装置的技术方案,我只是简单的来分分类,不是一个非常标准化的分类。从应用规模大小来看,通常情况下有三种类型。 第一种类型,属于小规模的运用,小规模的运用

跟系统的配置大概不大于10个千瓦的范围,当然电池储能是按照容量来定,这里我们只是简单的粗略来分一下,按照功率,按照装置和发电功率的大小。 这个上面是一个电池管理系统,下面是有多个电池模块这样组成一个系统。 第二种类型是中规模装置,这个电池模块跟小规模的电池模块结构可能不一样,但是总体来说它的组成还是类似的。 第三种类型是大规模装置,就是把各种各样的模块集成的多一点。 目前的大致应用领域,现在锂离子储能系统在德国也受到了国家政策的鼓励,因为德国目前来说,光伏装机容量已经达到了一定程度,再发展的空间也受到了限制。目前来说,光伏发电毕竟还是一个辅助的能源,还不是主要的能源,这跟能源特点有关系,有

锂离子电池三元正极材料的研究进展

锂离子电池三元正极材料的研究进展 2009年09月01日作者:丁楚雄/孟秋实/陈春华来源:《化学与物理电源系统》编辑:樊晓琳 摘要:本文综述了锂离子电池正极材料层状三元过渡金属氧化物 Li-Ni-Co-Mn-O的研究进展,讨论了三元材料的结构特性与电化学反应特征,重点介绍了三元材料的制备方法和掺杂、表面修饰等改性手段,并分析了三元材料目前存在的问题和未来的研究重点。 关键词:锂离子电池;Li-Ni-Co-Mn-O;层状结构;制备方法;改性 Abstract: The research progress of the ternary transition metal oxides LiNi1-x-yCoxMnyO2 as layered cathode materials for lithium ion batteries is reviewed. The structure and electrochemical performances of the materials are discussed. Various synthesis methods, doping and surface-modification approaches are introduced in detail. Finally, the current main problems and further research trend of the materials are pointed out. Key words: lithium ion battery; cathode; layered structure; synthesis methods; modification 1、引言 锂离子电池因其电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点倍受青睐[1, 2],但随着电子信息技术的快速发展,对锂离子电池的性能也提出了更高的要求。正极材料作为目前锂离子电池中最关键的材料,它的发展也最值得关注。 目前常见的锂离子电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂、镍酸锂,尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂。其中,钴酸锂(LiCoO2)制备工艺简单,充放电电压较高,循环性能优异而获得广泛应用。但是,因钴资源稀少、成本较高、环境污染较大和抗过充能力较差,其发展空间受到限制[3, 4]。镍酸锂(LiNiO2)比容量较大,但是制备时易生成非化学计量比的产物,结构稳定性和热稳定性差[5]。锰酸锂除了尖晶石结构的LiMn2O4外,还有层状结构的LiMnO2。其中层状LiMnO2比容量较大,但其属于热力学亚稳态,结构不稳定,存在Jahn-Teller效应而循环性能较差[6]。尖晶石结构LiMn2O4工艺简单,价格低廉,充放电电压高,对环境友好,安全性能优异,但比容量较低,高温下容量衰减较严重[7]。磷酸铁锂属于较新的正极材料,其安全性高、成本较低,但存在放电电

(研发管理)MW级大容量锂电池储能电站自主研发集成报告

MW级大容量锂电池储能电站自主研发集成报告 中国智能电网在线 2011-9-20 18:55:35 (阅266次) 关键词:锂电池储能电站储能系统储能技术 MW级大容量锂电池储能电站自主研发集成报告 1 国内外大容量锂电池储能系统发展现状 近年来,储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。电能的储存形式可具体分为机械、电磁、电化学电池三大类型。其中电池储能近年来受到越来越多的关注。铅酸电池作为最早的电化学电池之一,已经历了近150年的发展历程。利用铅酸电池构建大容量储能系统接入电网,作为移峰填谷的应用,最早开始于1980年代。然而,铅酸电池循环寿命较短(平均循环寿命为500~1500次)而且在高温下寿命会缩短,能量密度和功率密度较低(30~50Wh/kg、75~300W/kg),且在制造过程中存在一定的环境污染,这使得常规电池远远满足不了大容量接入电网的要求。因此,近年来世界各国大力研究高级电池(advanced battery),例如,钠硫电池,液流电池等,其中锂离子电池是高级电池中一种有广泛应用潜力的电池。《2009年美国复苏与再投资法案》中预算20亿美元,用于鼓励高级电池在电力系统中的应用,其中,就包括锂离子电池。 随着锂离子电池性能和安全性的提高,以及成本的降低,由于其具有能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长的特点,逐步受到业界的关注和重视。从锂离子电池使用的正极材料角度可以将目前的锂离子电池分为:(LiCoO2) 钴酸锂电池、(Li(NiCoMn)O2)三元材料电池、(LiMn2O4)锰酸锂电池以及(LiFePO4)磷酸铁锂电池等。钴酸锂电池由于在充电和高温状态下存在安全问题,且钴是稀贵资源,其成本高,因此钴酸锂电池不宜在大容量电池储能中采用。锰酸锂电池正极材料资源丰富、价格低廉,安全性好,无环境污染,近年来取得重大突破,已在电动公交车中尝试应用。三元材料锂电池是钴酸锂电池的替代产品,其相对安全、成本较低,钛酸锂电池是三元材料锂电池的一种。磷酸铁锂电池,与传统的钴酸锂电池相比,能量密度为钴酸锂电池的75%,但在制造成本、安全性、循环寿命等方面有明显的优势。 目前,锂离子电池在交通行业(电动汽车)得到了广泛应用。2007年美国锂离子电池的市场销售量为10亿美元,并且预计每年有50-60%的增长幅度。但是,锂离子电池大容量集成接入电网的应用直到2008年10月后才开始有报道。美国

电力储能产业上市公司

电力储能产业上市公司 1.阳光电源 是一家专注于太阳能、风能、储能等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。主要产品有光伏逆变器、风能变流器、储能系统、电动车电机控制器,并致力于提供全球一流的光伏电站解决方案、储能及微电网解决方案。其中光伏电站解决方案包括:荒漠电站、屋顶电站、山丘电站。能及微电网解决方案主要有储能并网系统、光储微电网系统、燃料节约系统,主要应用与厂矿、企业、村落、通讯基站、光伏、风能发电站、地铁、港口医院等。 太阳能光伏逆变器产品继续稳居国内市场占有率第一,光伏电站系统集成业务也快速发展。 公司布局储能电源领域公司与三星SDI株式会社与2014年11月在韩国釜山签订了正式的合资合约,双方将在合肥建立合资公司,携手开展电力用储能系统相关产品的研制、生产和销售。依据计划,双方将在合肥高新区新设立储能电池和储能电源两个合资公司,分别从事电力用锂离子储能电池包的开发、生产、销售和分销,及电力设施用变流设备和一体化储能系统的开发、生产、销售和分销。双方约定,将充分利用各自优势,强强联合,共同开拓电力储能市场,并致力于成为全球领先的储能产品及系统解决方案供应商。 2.南都能源 公司主营业务为通信后备电源、动力电源、储能电源、系统集成及相关产品的研发、制造、销售和服务;主导产品为阀控密封蓄电池、锂离子电池、燃料电池及相关材料。产品广泛应用于通信、电力、铁路等基础性产业;太阳能、风能、智能电网、电动汽车、储能电站等战略性新兴产业;电动自行车电池、通讯终端应用电池等民生产业。 公司战略目标:致力于成为全球的通信后备电源、储能应用电源、动力电源和新能源应用领域系统解决方案的领导者。在储能应用领域,拥有大型储能、离网储能、分布式储能的系统设计及集成技术;在动力应用领域,拥有电动汽车、电动叉车、电动自行车等车用超级电池、锂离子电池技术;在通信应用领域,拥有IDC等交换机房用、基站用、UPS用等阀控电池、锂电池、燃料电池技术,其

2017年动力锂电池市场研究报告

2017年动力锂电池市场研 究报告 2016年12月

目录 前言 (6) 1.动力锂电池产能阶段性过剩,高能量密度三元电池是发展方向 (8) 1.1磷酸铁锂电池市占率暂时领先,高性能三元电池后来居上 (8) 1.1.1 14-15年国内新能源汽车行业维持高增长 (8) 1.1.2新能源客车和乘用车对动力电池需求量较大 (9) 1.1.3磷酸铁锂动力电池装载比例暂具优势 (10) 1.1.4三元材料动力锂电池能量密度优于磷酸铁锂 (11) 1.22020国内动力锂电池需求84GW H,其中三元需求65GW H (13) 1.2.1预计2017年国内新能源汽车产销量达到66万辆 (13) 1.2.2预计2017年国内动力锂电池需求量约30GWh (14) 1.316年底国内动力锂电池产能估算超过100GW H,其中三元产能约39GW H (17) 1.3.1动力锂电池产能主要以磷酸铁锂和三元为主 (17) 1.3.2达到8GWh产能锂电池企业目前仅3家 (17) 1.4锂电池产能过剩推动行业洗牌,高镍NCM和NCA三元电池迎来发展 .. 19 1.4.1 17-18年国内磷酸铁锂和三元锂电池产能均处于过剩 (19) 1.4.2三元需求仍有增长空间,看好高镍NCM和NCA三元材料电池 (20) 1.4.3 17年动力锂电池价格下调压力较大,预计毛利率可维持相对稳定 (21) 2.政策护航,引导锂电池行业健康可持续发展 (23) 2.1新能源汽车补贴政策调整,对电池系统能量密度提出更高要求 (23) 2.1.1新能源客车补贴退坡较大,能量密度要求提升推动磷酸铁锂电池行业洗 牌 (23)

静止式锂电池储能系统安全要求标准范本

操作规程编号:LX-FS-A11799 静止式锂电池储能系统安全要求标 准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写:_________________________ 审批:_________________________ 时间:________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

静止式锂电池储能系统安全要求标 准范本 使用说明:本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。 锂离子储能大概是什么样的组成和框架,简单介绍一下。目前典型的锂离子储能单元配置基本都是用18650型锂离子电池,圆柱型的,它可能是几十个,甚至几百个组合在一起变成一个电池模块,这个电池模块再加上电池管理单元就作为一个基本的储能单元配置。 关于储能装置的技术方案,我只是简单的来分分类,不是一个非常标准化的分类。从应用规模大小来看,通常情况下有三种类型。 第一种类型,属于小规模的运用,小规模的运用

动力电池BMS和储能电池BMS的差异【详解】

动力电池BMS和储能电池BMS的差异 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 1、大规模储能系统的应用场景 新能源电站,风力发电或者太阳能发电站,为了实现平抑输出功 率波动的目的,越来越多的发电厂开始配备储能系统。 独立储能电站,随着电力制度改革逐渐进入人们的视野,以倒卖 电力为生的独立储能电站逐渐出现。 微电网,系统内部包含分布式电源,用电负荷,储能系统和电网 管理系统的一个小型供配电网络。为了确保负荷的用电连续性和 稳定性,每个微电网都会配备储能系统。 2、储能电池管理系统(E S B M S)与动力电池管理系统(B M S) 的不同之处 储能电池管理系统,与动力电池管理系统非常类似。但动力电池 系统处于高速运动的电动汽车上,对电池的功率响应速度和功率 特性、S O C估算精度、状态参数计算数量,都有更高的要求。 储能系统规模极大,集中式电池管理系统与储能电池管理系统差 异明显,这里只拿动力电池分布式电池管理系统与其对比。

2.1电池及其管理系统在各自系统里的位置有所不同 在储能系统中,储能电池在高压上只与储能变流器发生交互,变 流器从交流电网取电,给电池组充电;或者电池组给变流器供电, 电能通过变流器转换成交流发送到交流电网上去。 储能系统的通讯,电池管理系统主要与变流器和储能电站调度系 统有信息交互关系。一方面,电池管理系统给变流器发送重要状 态信息,确定高压电力交互情况;另一方面,电池管理系统给储 能电站的调度系统P C S发送最全面的监测信息。如下图所示。 电动汽车的B M S,在高压上,与电动机和充电机都有能量交换关系;

电力储能产业完整版

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动力电池用正极材料磷酸铁锂的研究进展

2010年第7期广东化工 第37卷总第207期https://www.360docs.net/doc/db876530.html, · 59 · 动力电池用正极材料磷酸铁锂的研究进展 侯贤华,胡社军,彭薇 (华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州 510006) [摘要]文章综述了锂离子动力电池关键正极材料磷酸铁锂的产业化制备方法,市场状况分析和近年来国内外对该正极材料的研究进展情况。结果表明:产业化制备方法目前主要是固相反应法和水热合成,市场需求大于市场供给,具有很好的市场前景,高倍率磷酸铁锂将成为未来的一个重要研究方向。 [关键词]磷酸铁锂;正极材料;倍率性能 [中图分类号]TM912 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2010)07-0059-02 Research Progress of LiFePO4 Cathode Materials for Power Lithium-ion Battery Hou Xianhua, Hu Shejun, Peng Wei (School of Physics and Telecommunication Engineering, South China Normal University, Guangzhou 510006, China) Abstract: The research progress in LiFePO4 Cathode materials for lithium ion battery was reviewed. The emphasis was expressed preparation method of industrialization, market analysis and cathode materials progress for the past few years. The result suggested that the industrialized method have solid state reaction and hydrothermal synthesis, market requirement is more than supply, this product has excellent market prospects, high rate property will become one of the research fields in the future. Keywords: LiFePO4;cathode material;rate property 锂离子电池因具有电压高、比能量高、工作温度范围广、 环境友好等优点,而被广泛应用于各种便携式电子产品[1-2], 如手机、数码相机、笔记本电脑和电动工具等,并有望成为未 来混合动力汽车和纯动力汽车的能源供给之一[3]。正极材料是 决定锂离子电池综合性能优劣的关键因素之一,目前商业化正 极材料主要是LiCoO2,因钴为战略资源,由此导致电池的成 本较高(目前在整个电池成本中,正极材料成本占35 %),且 LiCoO2安全性较差,因而限制了其使用范围。LiFePO4具有稳 定的橄榄石结构,理论容量约为170 mAh/g,原材料价格低廉 丰富,工作电压适中、电容量大、高放电功率、可快速充电且 循环寿命长、稳定性高,是一种理想的动力电池用正极材料。 1 磷铁铁锂晶体结构 LiFePO4晶体是有序的橄榄石型结构,属于正交晶系,空间群为Pnma,晶胞参数a = 1.0329 nm,b = 0.60072 nm,c= 0. 46905 nm。在LiFePO4晶体中氧原子呈微变形的六方密堆积,磷原子占据四面体空隙,锂原子和铁原子占据八面体空隙。八面体结构的FeO6在晶体的bc面上相互连接,在b轴方向上八面体结构的LiO6相互连接成链状结构。1个FeO6与2个LiO6共边,1个PO4和FeO6共用一条边,与LiO6共用两条边。 充放电反应是在LiFePO4和FePO4两相之间进行,如图1所示。在充电过程中,LiFePO4逐渐脱出锂离子形成FePO4,在放电过程中锂离子插入FePO4形成LiFePO4。在锂离子反复嵌入与脱出的过程中,当晶格结构由LiFePO4转变为Li1-x FePO4时,磷酸根离子(FePO4-)可稳定整个材料的晶格结构。由于在这2种物相互变过程中铁氧配位关系变化很小,故此电极材料虽然存在物相的变化,但是没有影响电化学效应的体积效应产生。当磷酸铁锂进行充电时,材料本身的体积约减少6.5 %,这也是材料具有良好循环性能的主要原因。LiFePO4的电化学曲线非常平坦,具有较高的理论容量,约为170 mAh/g。 2 磷酸铁锂产业化制备方法 目前产业化制备LiFePO4材料最常用的方法是固相法,此法工艺简单,制备条件容易控制和规模化,缺点是球磨的均匀程度以及强度同样制约了产物的性能,产物颗粒不均匀,晶形无规则,粒径分布范围广,实验周期长。S.A.Anna等测试了LiFePO4在不同温度下的充放电性能,发现即使在85 ℃下,它仍然能稳定工作,而且经过20次循环以后,60 ℃下测试的样品比23 ℃下测试的样品中的Fe3+含量低了14 % ,说明在较低温度下,锂离子的嵌入比较困难。 图1 充放电前后LiFePO4和FePO4两相图 Fig.1 The structural modes of LiFePO4 and FePO4 before and after charge/discharge 水热法也是制备磷酸铁锂的另一种常见方法,具有操作简单、物相均匀、粒径小的优点。在密闭体系中,以水为溶剂,在一定温度下,在水的自生压强下,溶液内部的金属盐具有较高的活性,在溶液中进行结晶反应。S.Yang等对水热法合成LiFePO4晶体进行了大量研究。他们发现pH值对实验结果的影响不大,而且水热法比高温固相法合成的晶体颗粒要小,Fe2+含量高。A.K.Padhi等发现用水热法在还原性条件下可得LiFePO4晶体,在氧化性条件下则得LiFePO4(OH) 晶体。当锂盐的量很少时,则会有多孔的FePO4·2H2O生成,它在高温时失水生成电化学非活性的FePO4。在用水热法合成LiFePO4晶体时要保证锂盐的量,以防止电化学非活性的FePO4晶体的生成。 除了固相法和水热法两种产业化方法外,在研究过程中还有各种各样的合成方法涌现出来,包括共沉淀法,乳化干燥法,机械化学激活法,微波炉加热法等。 3 磷酸铁锂的市场状况 采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池(简称铁电池),由于铁电池的众多优点被广泛使用于各个领域。其中主要应用领域有: (1)储能设备:风力发电系统的储能设备,太阳能电池的储能设备,如太阳能LED路灯(比亚迪已经生产出该类电池); (2)电动工具:高功率电动工具、电钻、除草机等;(3)电动车辆:电动摩托车、电动自行车、电动婴儿车、电动轮椅和电动 [收稿日期] 2010-4-19 [基金项目] 国家自然科学基金资助项目(50771046) [作者简介] 侯贤华(1977-),男,湖北恩施人,博士后,主要研究方向为清洁能源材料。LiFePO4 FePO4 充电 放电

电力储能产业

电力储能产业 Revised as of 23 November 2020

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动力电池的研究进展

动力电池的研究进展 作者:胡信国来源:《化学与物理电源系统》编辑:樊晓琳 摘要:本文综述了动力电池的研发历程,对各类车载电池的性能、价格等进行了比较,介绍了动力电池在EV、HEV和EB的应用市场。着重讨论了VRLA电池作为HEV和电动自行车(EB)的车载动力存在的问题和解决方案,以及Li-ion动力电池的安全问题和新型安全正极活性材料。 关键词:动力电池,VRLA,Li-ion,Ni-MH,DMFC,PEMFC Abstract:The research history of motive power batteries was reviewed. The properties and 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 words: Motive battery; VRLA; Ni-MH; Li-ion; DMFC; PEMFC 1、前言 图1 世界石油消耗趋势 全球石油危机日益严重,石油储量仅剩人类使用约40年。但是石油消耗量的快速增长趋势仍没有得到缓解,世界石油消耗量统计与预测如图1所示。从美国石油消耗的结构(图2)来看,美国汽车消耗的石油占总消耗的60%,2004年全球汽车消耗8亿多吨汽油,占石油总消耗的50%。汽车燃油排放大量的CO、NOx等有害气体,严重地污染了人类的生活环境,目前全球汽车饱有量约8亿辆,2005年中国汽车产量600万辆,到2010年汽车饱有量也将达到7000万辆,高速发展的中国汽车业对世界环境和能源的影响越来越大。据统计,全球大气污染42%来源于交通车辆的污染,大城市的交通车辆更使大气污染的比例高达60%。为此,世界各国对发展电动车和混合电动车高度重视,2002年美国推出“Freedom car &Technologies”计划;2000年以来,中国政府实施“清洁汽车行动”,电动自行车业有了巨大发展,电动车列入了863计划,加快了EV和HEV的研发进程,作为车载动力的动力电池的研发,成为EV和HEV发展的主要瓶颈。

储能电站成本与效益比较分析 哪种电池更为经济

储能电站成本与效益比较分析哪种电池更为经济? 2017-02-07 09:25:44 关键词:储能电站电池技术储能市场 现以三种不同电池,按照500kW-8h(4000kWh)储能电站,分别比较储能电站成本与效益。见下表1~表2。

表1 三种不同电池储能电站参数表 对表1的参数说明如下: 铅碳电池使用放电深度为60%DOD,所以4000kWh储能电站电池容量需要按照4000kWh/0.6=6667kWh配置; 锂电池使用放电深度为90%DOD,电池容量按照4000kWh/0.9=4445kWh 配置; 动力电容电池使用放电深度为90%DOD,但电池容量有约11.6%裕度,故电池容量按照4000kWh配置。 需要更换电池次数,是按照储能系统每天充放电1次,电池循环次数10000次计算,累计折合运行27年;锂电池和铅碳电池循环次数3000次,需要更换电池3次。

表2 储能电站投资成本与效益比较表 上表2用以下参数计算储能电站投资成本与效益: 商业峰谷电价差,按照以北京1.01元/KWh计算; 储能系统每年电价差收益按照365天计算; 储能系统累计收益年份按照电池使用循环次数10000次计算,为27年。从上表2看,以全寿命使用周期27年计算,有如下结论: 动力电容电池每度电储能成本最低,其次是铅碳电池和锂电池; 动力电容电池储能系统累计总收益高于铅碳电池储能系统; 动力电容电池系统设备累计投资最低,其次是铅碳电池和锂电池。

动力电容电池系统设备初始投资最高,其次是锂电池和铅碳电池。 4000kWh不同电池所建成的储能电站主要存在一下几点差异: 1.由于动力电容电池的充放电效率高, 所以在相同的功率下动力电容电池的配置容量是最小的,起到了节约资源的作用。 2.铅碳电池的每千瓦时电池价格最低,其次是锂电池;动力电容电池每千瓦价格最高。动力电容电池比铅碳电池高5倍多。 3.动力电容电池的循环次数是铅碳电池和锂电池的3倍多。所以在储能电站的27年的使用时间内动力电容电池不需要更换电池,而铅碳电池和锂电池需要更换至少3次以上的电池。 4.动力电容电池的全寿命周期每度电储能成本比铅碳电池、锂电池低很多。 基于以上优势,动力电容电池一定会在储能领域得到广泛应用。 现在常用的化学储能电站主要以锂电池储能电站和铅碳电池储能电站为主。近几年由于国家对与化学储能电站的重视虽然取得了一些进展,但是也暴露出了一系列问题,其中主要阻碍化学储能电站的推广的原因则是没有一种符合人们要求的电池。于是在社会的热切期盼之下动力电容电池应运而生。 西安德源纳米储能技术有限公司是电力储能电站、储能电源、后备电源、纯电动汽车与混合动力汽车动力电容电池集成设备、不间断电源、应急电源、充电设备、动力电容电池集成设备、电池管理系统的研究开发、生产、销售为一体的高新技术企业。其推出的动力电容电池具有:安全性好、寿命超长、适温性宽、优化设计、充电快速、环保高效、电池回收等七大优势。 安全性好优势:动力电容电池通过了挤压、针刺、短路、加热、震动等安全测试,电池不燃烧、不爆炸。

锂离子电池正极材料的研究进展

《能源化学工程专业导论》 小论文作业 周宇 能源化学工程 2015年1月

锂离子正极材料的研究现状 摘要 本文粗略介绍了几种当前主流的锂离子电池正极材料,并大概地认识了这些材料的优缺点。从绿色化学的角度了解了铬酸锂电池的缺点,同时金属铬产量稀少,不利于该种电池在各方面的普及应用。对于还在研究中的LiNiO2、LiMnO2等性能良好、富有潜力的材料也各自简述了其优劣。 I

目录 第1章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 锂离子电池的基本结构 (2) 1.3 主要内容 (3) 第二章锂离子电池的正极材料 (3) 2.1 LiCoO2 (3) 2.2 LiNiO2 (3) 2.3 LiMnO2 (4) 2.4橄榄石结构LiMPO4 (4) 2.5 其它正极材料 (4) 第三章部分制备工艺 (4) 3.1 一步固相法合成Li1-x Na x Mn2O4[2] (4) 3.2 Li1-x Na x Mn2O4材料的优化合成[2] (5) 第四章发展前景 (5)

第1章绪论 1.1 引言 能源是工业的支柱,而锂离子电池是绿色高能的新一代电池,同样是高新技术产业的支柱,现已广泛应用到了通讯、微电子等民用及军事领域。 锂离子电池的研究现在已经是市场上极具科学前景和商业价值的一项科技产业了,锂离子电池曾凭其高能量密度、高功率密度以及更高的安全性能的特点在微电子领域、通信工程领域等高新科技产业中起到了不可替代的作用,直接或间接地推动各领域的科研和工业进步。现在兴起的新能源汽车行业更是以电池为心脏,锂离子电池的研究进展在目前可以说把握住了电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)能否颠覆传统的关键,锂离子电池正是由其便携性和高能量密度的特点成为了新能源汽车的首选能源。 而锂离子电池目前的研究虽然如火如荼,但是还是不可否认,在提高电池性能的研究上遭遇了瓶颈。而且,其安全性问题的紧要也在电动汽车上体现了出来,研究携带大量安全性没有绝对保证的电池的汽车是舍本逐末的做法。即使通过研究,找到了安全性较好的磷酸铁锂材料,但同时也舍弃了锂离子电池便携性的优点。所以总结下来,新型锂离子电池不仅要高能量密度、高功率密度,也要集储能量大、安全性极好的优点于一身。 锂离子电池的组成不外乎正负极与电解质体系(在过去的非水液态电解质外,目前还在研究双电解质系等),还要加上可以让锂离子自由穿过的隔膜(这同锂离子电池的工作原理相关,后文不赘述)。于是,“新材料、新结构”的突破是变革锂离子电池的好方法。本章主要介绍锂离子电池的正极材料的研究近况与热点,同时也包括负极和电解液的部分性质和研究情况。 1

换电站储能有序充放电及梯次动力电池循环利用研究与应用

换电站储能有序充放电及梯次动力电池循环利用研究与应用摘要:分布式光伏系统减少了矿产资源等非可再生能源的生产和消费,对环境 起到一定的保护作用;国家“十二五”规划明确提出大力发展光伏及新能源产业。相继出台《关于促进光伏行业健康发展的若干意见》、《支持分布式光伏发电金融服务的意见》等一系列利好政策;在未来,可再生能源、绿色能源的应用将逐渐普及;自发自用、余电上网,环保节能、享受政府补贴。分布式太阳能光伏发电的应用,利国利民,将成为未来太阳能行业主流发展方向。 关键词:换电站;储能;梯次动力;研究; 近日,国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,部署加快推进电动汽车基础设施建设工作。文件强调了新建住宅配建车位应100%建设充电设施或预留建设安装条件,大型公共建筑物配建停车场、社会公共停车位建设充电设施或预留建设安装条件的车位比例不低于10%,每2000辆电动汽车至少配套建设一座公共充电站。鼓励建设占地少、成本低、见效快的机械式与立体式停车充电一体化设施。 一、运行模式 一体化站在正常情况下并网运行并为电动汽车提供充换电服务。当上级电网出现紧急状态时需要调整运行方式,提供必要的支持;若上级电网崩溃时则需离网运行,防比电站设备损坏。由此可见,一体化电站的具体运行模式与接入点电网的状态紧密联系。研究中将电网状态划分为正常、警戒、紧急/严重紧急、崩溃以及恢复5个状态。 1.正常运行模式 一体化电站的常规状态为正常运行模式,该模式适用于电力系统正常运行状态甚至告警状态。一体化电站处于正常运行模式时,电网各项指标仍处于正常范围内,此时,一体化电站运行以经济优化作为主要目标,利用峰谷时差电价对电动汽车的充放电采取优化控制,同时适当提供包括无功补偿、谐波治理等辅助服务。在正常运行模式下,充放储一体化电站可能的运行子状态包括:充电站充电/放电/不动作和梯次站充电/放电/不动作共9种组合方式。 2.保护运行模式 一体化站非常规状态为保护运行模式,该模式适用于电力系统出现紧急甚至严重紧急状态,即系统各项运行指标处于稳定边缘。在该运行模式下,一体化站不再以经济目标为主要运行目标,因为若一体化站仍以经济调度方式运行,可能加剧系统的各项指标越限,导致系统失稳。因此,一体化站应调整运行模式,进入保护运行模式,利用一体化电站变流装置的技术优势,采取包括快速有功功率无功功率支持在内的紧急支持措施,协助电网恢复正常运行状态。 3.孤岛(自治)运行模式 一体化站的特殊运行状态为孤岛运行模式,也称自治运行模式,适用于电力系统崩溃及系统恢复状态。采用该运行模式时,电力系统各项指标己经严重偏离稳定限值,若一体化站仍并网运行将严重损害一体化站电力设备,因此一体化站应迅速解列进入离网运行状态。 二、规程的制定 1.总则 一体化站的单站容量为2.5 MW,随着电动汽车的发展,一体化站的需求量将

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