中国锂电池产业发展

合集下载

锂电产业发展趋势是什么

锂电产业发展趋势是什么

锂电产业发展趋势是什么锂电产业发展趋势引言:锂电池由于其高能量密度、长寿命和环保等优点,被广泛应用于电动汽车、储能设备、移动终端等领域。

随着全球对可持续发展和环境保护的关注增加,锂电产业迎来了快速发展的机遇。

本文将探讨锂电产业发展的趋势,并分析其对经济、环境与社会的影响。

一、技术创新与设备升级随着科技的进步和市场需求的变化,锂电产业将继续推动技术创新和设备升级。

首先,新型电极材料的研发将提高锂电池的能量密度和循环寿命。

例如,石墨烯和硅基复合材料的应用有望取代传统的石墨材料,提高电池的储能性能。

其次,新型电解质的研发将改善锂电池的安全性和稳定性。

目前,固态电池技术正在逐渐成熟,有望取代传统的液态电解质,提高锂电池的安全性和耐高温性能。

另外,锂电池的生产工艺也在不断改进,自动化生产线将提高生产效率和降低成本。

二、电动汽车市场的快速增长电动汽车是锂电产业的重要应用领域,随着全球对环保的关注增加和电动汽车技术的成熟,电动汽车市场将继续快速增长。

根据国际能源署(IEA)的预测,到2030年,全球电动汽车占新车销量的比例将达到30%左右。

这将进一步推动锂电产业的发展。

随着电动汽车的普及,锂电池的需求将大幅增加,同时电动汽车充电设施的建设也将增加。

此外,电动汽车的发展还将带动相关产业的发展,如电动汽车零部件、充电桩、电动公交车等,为经济增长提供新的机遇。

三、储能设备市场的扩大储能设备是将锂电池应用于能源存储领域的重要载体。

随着可再生能源的快速发展,储能设备市场将迎来快速增长。

太阳能和风能等可再生能源具有间歇性与波动性,而锂电池的高能量密度和快速响应特性,使其成为理想的储能设备。

此外,锂电池的成本也在逐年下降,进一步推动了储能设备市场的扩大。

根据市场研究机构的预测,到2030年,全球储能设备市场规模将超过1000亿美元。

储能设备的广泛应用将提高能源利用效率,减少对传统能源的依赖,对环境保护具有重要意义。

四、资源供给和环境风险锂、镍、钴等是锂电池的重要原材料,资源供给和环境风险是锂电产业发展的重要问题。

锂电产业未来发展趋势

锂电产业未来发展趋势

锂电产业未来发展趋势锂电产业未来发展趋势随着互联网、智能手机、电动汽车等新兴产业的快速发展,锂电产业作为重要的能源技术支撑之一,也得到了广泛的关注和发展。

锂电池具有高能量密度、长寿命、环保等诸多优势,因此被广泛应用于电动汽车、消费电子等领域。

本文将重点探讨锂电产业未来的发展趋势。

一、锂电池技术的进一步创新和突破1. 高能量密度目前锂电池的能量密度已经相对较高,但是随着电动汽车市场的快速增长,对于更高能量密度需求的提出,未来锂电池技术还将继续进行进一步的创新和突破。

比如,研发更加高能量密度的锂离子电池,更加轻薄的锂聚合物电池等。

这将使得电池的续航里程更长,使用起来更加便捷。

2. 快速充电技术锂电池的充电速度是限制其应用领域的一个重要因素。

目前锂电池的充电速度相对较慢,而特别是电动汽车的充电速度更是比较长。

因此,未来的发展趋势之一是快速充电技术的研发与应用。

比如,研发更加快速充电的锂离子电池、探索新型电解液材料、设计高效充电设备等。

3. 磷酸铁锂电池的发展相对于锂离子电池,磷酸铁锂电池具有更长的寿命、更高的安全性能等优点,同时缺点是能量密度相对较低。

然而,随着磷酸铁锂电池技术的不断发展,其能量密度也在逐渐提高。

因此,未来磷酸铁锂电池将成为一个重要的发展方向,特别是在电动汽车市场的应用上有着巨大潜力。

4. 可穿戴设备、物联网等新兴领域的发展随着智能手表、智能眼镜、智能家居等可穿戴设备的快速发展,锂电池作为其重要的能源来源,也将会得到更广泛的应用。

同时,随着物联网的兴起,对于低功耗、长寿命的电池需求也在不断增长,对锂电池技术的提出了更高的要求。

二、锂电产业的市场扩大和国际化趋势1. 电动汽车市场的快速发展电动汽车作为锂电产业中最重要的应用市场之一,将是未来的重点发展方向之一。

随着环境保护意识的提升和油价的不断上涨,电动汽车市场将迎来快速的发展。

根据国际能源署(IEA)的数据,到2030年,电动汽车占全球汽车市场的比例有望达到30%。

锂电池行业发展前景和趋势

锂电池行业发展前景和趋势

锂电池行业发展前景和趋势锂电池被认为是未来新能源领域的主要发展趋势之一,由于其高能量密度、长寿命和环保等特点,越来越受到广泛应用。

如今,随着清洁能源产业的迅猛发展,锂电池行业也迎来了前所未有的发展机遇。

锂电池行业的发展现状目前,全球锂电池市场规模巨大,主要集中在亚洲地区,特别是中国、韩国和日本等国家。

中国作为全球最大的锂离子电池生产国,拥有完整的产业链和独特的优势,已成为全球锂电池产业的重要一环。

与此同时,全球电动汽车市场的迅速增长也推动了锂电池的需求。

众多汽车制造商纷纷加大研发投入,争相推出更为环保的电动汽车产品,从而进一步拉动了锂电池行业的发展。

锂电池市场需求和机会未来,随着清洁能源政策的不断推进和全球碳排放目标的提出,锂电池市场的需求将进一步增长。

除了电动汽车行业之外,可再生能源领域、移动设备和储能系统等领域也将成为锂电池行业的新增长点。

与此同时,随着科技和材料的不断进步,锂电池的性能也将得到进一步提升,包括能量密度的提高、充放电速度的加快以及安全性的增强等,这为锂电池行业带来了更大的发展机遇。

锂电池行业的挑战和趋势尽管锂电池行业有着广阔的发展前景,但也面临一些挑战。

其中,首当其冲的是原材料供应链的不稳定性,锂、镍、钴等原材料的价格波动以及供应短缺都对行业造成了一定影响。

另外,锂电池在使用过程中可能存在的安全隐患也是制约其发展的重要因素。

加强安全监管、提高产品质量以及改进生产工艺将成为未来锂电池行业发展的重要趋势。

此外,环保和可持续发展也将成为未来锂电池行业的重要主题。

在产业发展过程中,减少能源消耗、降低排放、提高循环利用率是必须要解决的问题,同时在产品设计和研发中注重生态环保和可持续发展也将是行业的发展方向。

总的来说,锂电池行业处于一个快速发展的时期,市场需求不断增长,技术不断创新,行业格局也在不断调整。

只有不断适应市场变化,积极应对挑战,把握行业趋势,锂电池行业才能迎来更加美好的未来。

中国锂离子电池产业的现状及未来发展趋势研究

中国锂离子电池产业的现状及未来发展趋势研究

中国锂离子电池产业的现状及未来发展趋势研究中国锂离子电池产业的现状及未来发展趋势研究概述锂离子电池是目前最为流行的电池类型之一,被广泛应用于移动电子产品、电动汽车、储能系统等领域。

随着全球清洁能源的快速发展,锂离子电池的市场需求也呈现出快速增长的趋势。

中国是全球最大的锂离子电池制造国家,拥有完整的产业链和成熟的技术体系。

本文将对中国锂离子电池产业的现状和未来发展趋势进行研究。

一、中国锂离子电池产业的现状1、市场规模目前,中国锂离子电池产业已经成为世界锂电池产业的领军者。

自2009年以来,中国锂离子电池市场规模不断扩大,2019年市场规模达到了413亿元,同比增长了22%。

据市场预测,到2022年,中国锂离子电池市场规模将达到814亿元,年复合增长率将达到19.5%。

2、企业竞争力中国锂离子电池企业在技术创新、产品质量、成本控制等方面具有优势。

企业数量较多,但集中度不高,主要的厂商有富士康、比亚迪、航天锂电、宁德时代、璞泰来等。

在全球市场上,宁德时代和比亚迪是最具竞争力的企业。

3、应用领域中国锂离子电池的应用领域包括移动电源、电动车、储能系统、家电等各个领域。

中国是全球最大的电动车市场,电动汽车的推广加速了锂离子电池的需求增长。

储能系统领域也是锂离子电池的一个重要应用领域,随着可再生能源的发展,未来储能系统的需求将会继续增长。

4、政策支持中国政府一直致力于推动新能源汽车、储能系统等领域的发展,并提出了一系列政策支持措施。

例如,《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中提出,到2025年,销售量将达到20%以上;《关于促进储能技术与产业发展的意见》中提出,到2025年储能规模将突破1000万千瓦,到2035年达到3000万千瓦以上。

二、中国锂离子电池产业的未来发展趋势1、技术创新随着新能源汽车、储能系统、智能家居等领域的需求不断增长,厂商们纷纷加快技术研发进度。

目前,中国锂离子电池企业投入大量资金进行技术创新和产品升级,力求在技术水平和产品品质上保持领先地位。

中国关于锂电池产业的政策

中国关于锂电池产业的政策

中国关于锂电池产业的政策一、鼓励创新政策1. 鼓励企业加大技术研发投入,提升电池能量密度、循环寿命等关键指标,推动产品升级换代。

2. 支持企业建设国家级和省级锂电池研发中心,推动产学研用深度融合,提高产业自主创新能力。

3. 对在锂电池关键材料、核心零部件及集成技术等方面取得重大突破的企业,给予一定奖励或补贴。

4. 鼓励企业加强知识产权保护,对获得国内外专利授权的企业给予一定资金支持。

二、产业规划政策1. 制定锂电池产业发展规划,明确产业发展目标和重点任务,引导企业合理布局和协同发展。

2. 鼓励企业按照《中国制造2025》等国家战略规划,积极发展智能化、绿色化、服务化的锂电池产业。

3. 对在西部地区建设锂电池生产基地的企业,给予一定政策倾斜,促进区域协调发展。

4. 严格控制新增产能,防止低水平重复建设,推动产业集约高效发展。

三、财税优惠政策1. 对符合条件的企业,按照一定比例减征企业所得税,降低企业税负。

2. 对研发费用支出在所得税前加计扣除,鼓励企业加大研发投入。

3. 对进口关键设备、原材料等,免征关税和进口环节增值税,降低企业采购成本。

4. 对在贫困地区投资建设锂电池产业项目,可享受一定期限的税收减免政策,推动脱贫攻坚。

四、人才培养政策1. 支持高校和职业院校加强锂电池相关专业的建设和课程设置,培养高素质技术技能人才。

2. 鼓励企业与高校、职业院校合作,共同开展订单式人才培养,提高人才培养质量和针对性。

3. 对在锂电池产业领域取得突出成绩的科技人才和管理人才,给予一定奖励或荣誉,激发人才创新创造活力。

4. 加强国际合作与交流,引进国外先进技术和管理经验,提高我国锂电池产业的国际竞争力。

5. 鼓励企业实施人才战略,建立完善的人才激励机制,吸引和留住优秀人才。

6. 加强对企业家的培训和引导,提高其经营管理水平和市场开拓能力,推动企业不断发展壮大。

7. 鼓励金融机构加大对锂电池产业的信贷支持力度,为企业提供更加灵活多样的融资服务。

国家关于锂电池发展政策

国家关于锂电池发展政策

国家关于锂电池发展政策
近年来,锂电池已成为当今科技领域的新宠,其广泛应用于手机、电脑、汽车等领域。

在锂电池技术的发展和应用方面,国家也提出了一系列的政策,以促进锂电池产业的发展。

一、加大技术研发投入
为了推动锂电池产业的发展,国家要求加大技术研发投入力度,不断提升锂电池技术的研究水平和应用水平。

目前,国家已经出台多项政策来支持锂电池技术的研发,例如设立专项基金、加强科技创新平台建设等。

二、加强企业协同合作
为了进一步开发和掌握锂电池技术的核心,国家提倡企业之间的协同合作。

通过加强企业之间的互动和技术交流,共同提升企业的技术研发能力,推动整个产业的健康发展。

三、加速推广应用
随着人们的生活水平日益提高,锂电池的应用范围也在不断拓展。

国家要求加速推广锂电池的应用,并加大政策支持力度。

例如,在新能源汽车方面,国家已经推出多项政策来鼓励更多的消费者购买和使用电动汽车,以推动锂电池产业的发展。

四、加强绿色生产
锂电池是一种新型的环保产品,但是,在生产过程中也会产生大量的废弃物和排放物。

为了保护环境,国家要求加强锂电池生产过程中的环保管理,推进绿色生产技术的应用。

综上所述,随着国家锂电池产业政策的不断推进,锂电池产业将会迎来更加光明的发展前景。

同时,锂电池也将成为更多领域的热门应用,为人们的生活带来更多的便利和舒适。

中国锂电池行业分析报告

中国锂电池行业分析报告

中国锂电池行业分析报告中国锂电池行业分析报告一、引言锂电池作为一种先进的电池技术,具有容量大、重量轻、续航能力强、使用寿命长等特点,广泛应用于移动电子产品、电动汽车等领域。

在过去的几年中,中国锂电池行业快速发展,并成为全球最大的锂电池生产国和消费国,对全球锂电池市场具有重要影响力。

本报告将对中国锂电池行业进行深入分析,并展望未来发展趋势。

二、中国锂电池行业的发展历程1.早期发展阶段(2000年-2008年)中国锂电池行业起步较晚,2000年前后开始逐渐兴起。

这一时期,国内的锂电池企业主要从事小型锂电池的生产,主要应用于移动通信设备等领域。

由于技术和市场的限制,中国锂电池行业在国际市场上的表现较为一般。

2.快速增长阶段(2009年-2014年)2009年以后,中国政府将锂电池产业列为国家战略性新兴产业,加大对该行业的支持力度。

各级政府纷纷推出政策扶持,鼓励企业加大研发投入,提高产品质量和性能。

同时,国内需求的大幅增长也成为推动行业发展的重要动力。

中国锂电池企业开始在国内市场打开局面,部分企业的产品也逐渐进入国际市场。

3.迅猛发展阶段(2015年-至今)随着新能源汽车的崛起和国家对环境保护的高度重视,中国锂电池行业进入了一个高速发展阶段。

新能源汽车市场的快速发展带动了锂电池需求的大幅增长,中国锂电池企业加大了生产规模和技术研发的投入。

同时,国内市场竞争激烈,企业之间展开了激烈的价格战,降低了锂电池价格。

这也进一步促进了锂电池的应用推广。

三、中国锂电池行业的现状1.总体情况中国锂电池行业目前已形成以宁德时代、比亚迪、德赛西威、磷酸铁锂代表的一批大型锂电池企业,同时还有不少中小型企业存在。

这些企业在技术研发、生产规模和市场份额上处于行业领先地位。

2.技术水平中国锂电池企业在技术研发方面取得了一系列重要突破,主要表现在高能量密度、长循环寿命和快速充电等方面。

国内技术进步推动了锂电池性能的提升,加速了锂电池应用领域的拓展。

锂电池行业发展现状与未来趋势

锂电池行业发展现状与未来趋势

锂电池行业发展现状与未来趋势锂电池是以锂金属或锂合金为正极材料,使用非水电解质溶液的电池。

锂电池与锂离子电池不一样的是,前者是一次电池,后者是充电电池。

锂离子电池工作原理就是依靠锂离子在正极和负极之间来回移动。

充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,穿越隔膜到达负极分子排列呈片层结构的碳中。

放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合,锂离子的移动便产生了电流。

在电动汽车高速增长的带动下,我国锂电池产业继续保持快速增长态势,行业创新不断加速,新产品、新技术不断涌现,各种新电池技术也相继问世。

安徽省宣城市将新能源作为主导产业,主要围绕光伏和锂电池行业发展,但起步较晚,通过近年的招引和培育,锂电池产业链集群初具雏形,市经开区集聚了25家锂电池产业链企业,涵盖了正负极材料、电解液、隔膜、铜箔及电芯等类型。

但总体而言,企业规模普遍不大、带动力不强,技术相对落后、研发投入不足,缺少龙头型企业。

当前,立足补链、强链、延链,着眼于招大引强,是新一轮锂电池行业招商引资的重点和关键。

一、我国锂电池发展现状经过几十年的发展革新,我国的锂电池产业从数量上、质量上都取得了极大的突破,而且在政策、补贴的推动下,锂电池产业诞生出许多具有全球竞争力的企业。

2021年我国锂电池出货量达229GW,预计2025年出货量有望达到610GW,年复合增长率超过25%。

通过近年来的市场分析,主要有以下特点:(一)市场规模持续增长。

2015年至2020年,中国锂离子电池市场规模持续增长,从985亿元增长到1980亿元,到2021年达到3126亿元。

但是受价格等因素的影响,增速放缓,同比增长率从37.76%下降到2020年的13.14%。

按容量计算,2020年我国锂离子电池产量148GWh ,同比增长19.2%,但是到2021年该产量达到324GWh,同比增长118.9%,产量高速增长。

按照这个数来算,近年产量持续增长,2016年至今2021年我国锂离子电池产量从84.7亿只增长到232.6亿只,但是同比增长率从51.3%下降到23.4%。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

中国锂电池产业策略——跟踪国外先进技术,制定国内统一标准强化知识产权保护“锂电池产业与智能电网等新能源和新能源汽车这两大战略型新兴产业关系密切,中国政府将加快出台发展规划和政策支持细则,并鼓励民间创新型高科技企业担当研发生力军。

另外,将从财税和信贷等方面给予支持,尤其是向中小型企业倾斜信贷政策。

”中国国家信息中心首席经济师范剑平在7月29~30日于深圳举行的“2010锂离子电池新材料国际论坛”上,从宏观政策方面阐述了中国锂电池产业的发展方向。

图1 中国国家信息中心首席经济师范剑平范剑平还指出,政府推进锂电池产业的发展,重点将关注三个方面的问题:一、跟踪跨国公司最新动向,选择正确的、有希望成为未来主流方向的技术,组织力量进行联合攻关。

二、尽快解决中国实用技术标准问题,形成联合攻关和成果共享的统一标准,为产业化应用创造基本条件。

三、建立中国高标准知识产权保护体系。

专利问题困扰中国企业上面第三点关于知识产权保护的问题引起了出席本论坛专业人士的强烈共鸣。

台湾立凯电能科技的杨智伟用“专利:中国消失的一块拼图”来形容他对中国目前专利市场现状的担忧。

他表示,其实,对于知识产权问题,中国电池产业长期以来一直面临国外专利的商业阻碍以及技术垄断的干扰。

例如,早在2000年,中国镍氢电池企业就曾受到美国Ovonic公司在专利侵权方面的指控。

包括比亚迪、乐凯、沈阳三普、南海新力和深圳三俊等8家中国电池公司向Ovonic缴纳了大笔专利许可费。

2003年7月,索尼在北京对比亚迪提出锂电池专利诉讼。

目前,比亚迪每年用于相关事件的法律开支大约在100万美元。

2008年7月,3M对索尼、索尼电子、联想、联想美国、日立、松下等11家公司进行了电池专利技术方面的起诉。

因此,中国相关管理部门和企业应该在电池专利方面给予更多重视,尤其是电池外销的企业,应尽可能多地掌握知识产权方面的法律知识,保护自身的权益,以免受到巨额专利授权费的伤害。

另一方面,截至2010年7月29日,中国关于磷酸铁锂电池的专利有201个,包括材料组成专利24个,材料工艺专利177个。

从2003年到2010年,中国企业在这方面的专利申请数量一直在上升。

但从2005年起,最终核准件数与实际申请件数的比率反而呈现出持续下降的趋势。

针对上述情况,杨智伟指出,企业要注意专利申请的盲目性问题,因为专利数量多少并不能完全代表一个企业的真正实力。

申请专利必须注重产品的实用性、新颖性和创造性。

在磷酸铁锂电池材料领域,美国掌控了关键专利技术。

美国德州大学曾与日本NTT为磷酸铁锂电池材料专利问题进行过诉讼,结果NTT被迫将所拥有的磷酸铁锂电池材料专利授权给德州大学,并向对方支付了3000万美元的和解金。

之后,台湾很多电池企业都通过购买磷酸铁锂电池专利授权来避免此类纷争。

图2 目前国际上磷酸铁锂专利状况据苏州恒正科技董事长、杭州赛恩斯能源科技总裁董明博士介绍,其实,日本的松下和丰田等企业也都拥有磷酸铁锂电池材料的类似专利,但是由于NTT事件的影响,这些企业在实际中都没有用那些磷酸铁锂材料,而主要倾向于采用锰酸锂和三元材料。

图3 苏州恒正科技董事长、杭州赛恩斯能源科技总裁董明博士虽然日本和台湾在磷酸铁锂电池材料专利方面吃了亏,但是欧洲的情况却完全不同。

2009年12月,欧洲专利裁决机构撤销了美国德州大学对磷酸铁锂电池的欧洲专利权,保护了欧洲企业今后开发磷酸铁锂电池技术的利益。

2009年9月,中国科技部“863计划”已经明确表示支持磷酸铁锂正极材料关键技术的开发,中国有关研究机构和企业正在积极研发。

据董明介绍,恒正科技的电化学活性材料制造方法的专利(专利号:CN200910186259.9)已于2010年先后在美国、日本、韩国等全球16个国家或地区申请获批。

另外,中国专利裁决机构能否向欧洲那样撤销美国在中国的磷酸铁锂电池专利授权,将在很大程度上决定着中国磷酸铁锂电池及材料企业今后的发展。

不过,杨智伟表示,即便如此,对于今后产品外销北美的企业,麻烦仍未消除。

但在一段时期内,中、欧市场业会提供一定的商机。

还有,中国企业在锰酸锂、三元材料等方面,今后可能也会与日韩企业发生专利纷争,要提早做好这方面的准备。

锂电池正极材料锂电池正极材料通常分为小型锂电池正极材料和动力锂电池正极材料。

小型锂电池正极材料主要包括钴酸锂、锰酸锂和三元材料。

动力锂电池正极材料主要包括磷酸亚铁锂、锰酸锂和三元材料。

在动力锂电池正极材料中,北美的电池企业主要采用磷酸亚铁锂材料,日本和韩国主要采用锰酸锂和三元材料,中国则上述几种材料都用。

磷酸亚铁锂材料的制备方法除了碳包覆和碳热还原技术外,还有共析晶和水热合成技术。

由于磷酸亚铁锂是绝缘的,因此都需包覆导电材料,即导电添加剂。

对于水热合成技术,存在着碳和胶掺杂匹配的平衡问题。

对于共析晶方法,需要采用不与磷酸亚铁锂发生反应的金属氧化物作导电添加剂。

由于非活性物质添加量不能超过1%,体积很小,只能存在于某些局部,这会造成电池内部过冲过放或浅充浅放问题,从而导致内部电流不均匀,使电池整体寿命不一致。

因此,金属氧化物的分散是个亟待解决的问题。

恒正科技的董明坦言,磷酸亚铁锂材料与三元材料等其他动力锂电池正极材料相比,不足的是容量偏低。

但是,对于动力锂电池不同材料的选择,容量并不是重要的衡量指标,关键应该看功率和能量。

盲目追求容量大小是个误区,这也是磷酸铁锂电池至今未能在新能源汽车中获得广泛应用的一个主要原因,因此现在有必要认识并纠正这一误区。

图4 恒正科技磷酸亚铁锂电池的主要参数指标目前,有些大功率型超级电容器的功率密度为1750W/kg,能量密度为3Wh/kg,而磷酸铁锂电池的能量密度可达十几~几十Wh/kg,在某些应用中,磷酸铁锂电池已可替代超级电容器的作用。

现在赛恩斯科技开发出的24V45Ah磷酸铁锂电池组可代替军用坦克中的铅酸电池,既然磷酸铁锂电池的功率和能量指标都能满足60吨坦克的要求,对于几吨重的电动车就更不成问题。

不过,由于能量的单位使用成本降低程度有限,再加上材料结构的稳定特性,磷酸铁锂电池未来的最终应用将是储能领域。

图5 恒正科技24V100Ah磷酸铁锂电池组倍率充放电曲线董明还提出了今后研发中需要解决的几个问题,由于磷酸亚铁锂的低温导电性不佳,因此必须与电解液结合进行调整;而循环寿命的关键又取决于负极材料,例如充电过程中负极的分解。

另外,苏州星恒电源的吴晓东建议,可通过对材料的纳米化、碳包覆,以及极片制备的优化,进一步提高磷酸铁锂的倍率性能,包括低温倍率放电。

他同时认为,低温特性差是个有待解决的问题。

对于动力锂电池的另一种正极材料锰酸锂,其优点是:高温放热反应温和,电导高,原材料丰富、价格低,对锂电位高。

缺点是高温下晶格易破坏,比容量低。

这种材料特性带到电池中去,会使电池特性表现为:安全性好,倍率性能好,低温特性好,高温稳定性差。

造成电池高温性能差的原因有:电芯胀气、粘接剂粘接性能差或导电剂失效这3个因素导致接触电阻变差;负极固体电解质界面(SEI )或正极表面发生变化,导致正负极界面阻抗均增加;同时,负极界面阻抗变化大于正极阻抗变化。

吴晓东指出,上述问题可通过6种方式加以解决:1.改善电解液胀气性能;2.控制水分;3.提高粘接剂粘接性能;4.改善导电剂分散性;5.正极表面进行包覆处理,抑制变化;6.改善SEI成膜性或抑制SEI膜生长。

改善后,纯尖晶石锰酸锂电池的常温4000次循环衰减约30%,高温55℃1000次循环衰减不超过30%。

凭借上面这些特性,锰酸锂材料电池可在电动自行车等轻型交通工具、电动汽车及储能领域获得应用。

据了解,星恒电源将于2011年开始电动车电池千套级的小批量生产,2015年小批量生产储能电池。

对于材料的发展,吴晓东预言:“未来3年内,锰酸锂材料研发不会出现本质的变化,只可能是小型的改进。

锂电池负极材料锂电池的负极材料除石墨、碳、氮化物、锡基氧化物等外,钛酸锂是一种很有开发前景的材料。

深圳贝特瑞纳米科技的锂电池负极材料开发重点就在钛酸锂。

钛酸锂电池的充电时间不到6分钟,倍率大于50C;循环寿命周期高于20000次;工作温度在-45℃~70℃。

单位体积能量密度45Wh/L,输出功率密度为7000W/L,与以往采用活性炭的双电层电容器相比,分别可提高到约4.5倍和3.8倍。

图6 贝特瑞钛酸锂产品SEM图7 贝特瑞的钛酸锂产品理化指标图8 贝特瑞的钛酸锂电池充放电曲线钛酸锂规模化生产后具有成本优势,且清洁环保;尖晶石钛酸锂的结构稳定,零应变,有较大的离子扩散系数,较宽的高低温性能,循环性能高。

因此,钛酸锂材料的电池在电动车和储能系统方面将会有广泛应用。

不过,还需进一步解决能量密度、功率密度、配套电解液及气胀等问题。

据贝特瑞总经理梁奇介绍,钛酸锂电池所用的主要原材料是从世界一流企业进口的,并采用了高压冲击纳米制备与分散技术,液相均匀、一致性混合控制技术,气相雾化、均匀碳层包覆技术,先进的烧成技术与气氛控制技术,以及固相融合、一致性控制技术。

他表示,贝特瑞今后钛酸锂产品开发的重点将放在薄层碳包覆设计、纳米级均匀混合设计、纳米级导电剂设计、分散掺杂设计、结晶度控制技术设计、先进生产路线设计等方面。

另外,研究发现,负极与电解液之间的反应是锂电池容量衰减的主要原因。

对此,上海复旦大学化学系新能源与材料实验室教授吴宇平提出,凝胶聚合物电解质(GPE)是解决锂电池安全问题的关键。

可以通过制备条件,控制凝胶聚合物电解质的性质,如多孔性、形态、机械强度、工艺特性、离子电导率,从而保证锂电池的安全。

图9 上海复旦大学化学系新能源与材料实验室教授吴宇平图10 三明治结构的GPE新型聚阴离子型正极材料目前,国际上相关机构和企业正在进行替代磷酸铁锂的化合物材料的研究。

据厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室、电化学技术教育部工程研究中心教授杨勇介绍,研发新型高能密度的聚阴离子型正极材料,尤其是铁、锰体系的聚阴离子型正极材料可能是今后5~10年电池材料研发的重要方向。

聚阴离子型正极材料包括:阴离子基团(PO43-、SiO44-、BO33-、SO42-)所构成的网络结构与过渡金属离子配位,进而形成的嵌锂材料,常见的材料体系包括磷酸铁锂、硅酸铁锂等;通常的层状或尖晶石型材料可认为是O2-离子所堆砌,并且与过渡金属离子配位(Mn+),进而形成的嵌锂材料。

聚阴离子型正极材料的特点为,可实现阴离子调控、设计;热稳定性高,安全性能好;原材料价格低,清洁环保。

杨勇还指出了磷酸锰锂及相关材料目前面临的主要问题:材料充放电倍率及循环稳定性,而这其中涉及到如何抑制3价锰离子的结构畸变,及导致的歧化反应与随之的锰离子溶解问题,如掺杂或包覆。

在硅酸盐正极材料的研究中,已经证明硅酸铁锂碳复合材料具有高倍率及高稳定性,今后可能会进入商业市场。

相关文档
最新文档