锂产品及其用途
我国锂工业已有五十多年的发展历史，其产品基本覆盖了锂应用的各个领域，但主要集中在锂矿物、化合物等初级产品系列。高附加值产品的开发与资源的现状和开发水平不相适应。金属锂生产中的问题主要集中在电流效率、电耗、环境保护、槽结构的合理性、金属锂自动导出系统等诸方面。国内外主要相关企业情况见表1和表2。
表1. 国内主要相关生产厂情况
表2. 几例国外典型的锂企业
围绕提高产品质量、降低消耗。世界各国在槽结构、槽内衬材质等方面不断进行着新的尝试。涉及的内衬材料主要有：不锈钢、石墨内衬、滑石、刚玉等。国内外工业锂电解槽操作条件范围见表3和表4。
市场现状与需求分析
随着锂电池、润滑脂、轮胎橡胶工业对锂需求量的增加，及航天、航空工业对锂合金的需求，特别是核聚变反应，核反应堆冷凝剂的不断扩大，金属锂的生产规模和产量近年来得到迅猛发展，被称为21世纪的金属。
由于锂的质量较轻、熔点较低，具有体心立方结构，所以经常用于合金生产。特别是铝合金、镁合金、铅合金等。当铝中含锂2-4%时，可使合金强度提高10%，但重量却减少15-20%，这对航天、航空具有巨大的吸引力。铝-锂合金最先用于航天飞行器中。制造飞机翼板，强度增加，重量减轻，裂纹率下降了30-50%。还用在空军客车、米格29战机、民航机。向镁合金中添加1-5%的锂，使合金的密度下降，使合金中的镁由六方晶格转变为正方面心结构，提高了塑性，便于加工。向铅合金中添加0.2%的锂，合金的硬度提高三倍，抗腐蚀性能和抗变形性都有明显的提高，耐腐蚀能力增强，轴瓦不易断裂。当铜含2%的锂时，其导电性能比纯铜还好，并且强度也有所提高。
锂的熔点很低，只有180℃，但沸点却很高，为1347℃，具有很大的热容，为0.848卡/g.K，不浸蚀钢铁。因此，在核聚变反应堆，作为燃料增殖剂，用锂量可达1000吨之多。
锂是电位最负的金属，因此用它作电极组成的电源电压最高；锂电化学当量仅次于铍，每克锂放出3.86安?时的电量，是常用电池材料中最高的。锂电池具有能量高和长期稳定等优点，应用领域不断扩大，如手机、手表、计算机、心脏起搏器和汽车等。
由于金属锂与氢的结构相似，所以广泛应用于有机合成反应中，特别是橡胶工业中。仅八十年代中期以后，西方国家合成橡胶对丁基锂的需求量超过600吨，我国岳阳化工厂生产丁基锂，每年需锂10吨。据报道，美国到2010年对锂的需求将达到70000吨，而我国目前年产量尚不足100吨。锂及相关盐类的用途见表6。
目前，世界锂的需求在10000-12000吨/年（折合金属锂）之间，其中4000吨为锂矿物，其余为锂金属和化学品。预计未来十年内年需求平均增长5%，增幅最大的为离子电池用锂。
在过去的十年锂，锂产品的价格增长了25-45%，平均年增长率为2.5-4.0%。近年来我国锂产品进出口价格见表7,进出口数量统计见表8、图二。2001年几种锂产品进出口金额所占比例见图三、图四。
无水氯化锂
制造焊接材料、空调设备和制取金属锂。
高纯碳酸锂
制取声学级单晶、光学级单晶和其他用。
工业碳酸锂
用于玻璃、陶瓷、炼铝、电子工业和制取其他锂化合物。
锂在玻璃、搪瓷和陶瓷工业中的应用，是锂的一个应用较早而又长盛不衰并不断有新进展的重要领域。以世界上锂生产和消费最大国—美国为例，70年代初玻陶业耗锂占锂总耗量的60%以上，处于锂应用的第一位。其后锂盐在电解铝中的应用发展很快，80年代超过了玻陶业而上升为第一位。处于第二位的玻陶业耗锂占锂总耗量的比例：美国为30%，日本为50%，我国为30%～35%。1995年西方国家用于玻陶和冶金工业的锂原料消费量达13.8万t，相当于碳酸锂1.8万t。
Li2O加入玻璃中，其具有强的助熔作用，它可代替会产生空气污染的硼和氟，加入Li2O还可对玻璃陶瓷的性质产生影响。锂可使玻璃收缩或更密实，从而提高玻璃和瓷釉的表面硬度，还可起到降低玻璃热膨胀率的作用，提高玻璃的表面张力。添加Li2O的玻璃化学稳定性最好，其对湿度的稳定性也最好，还可改变辐射性质。Li2O还能改善玻璃的耐酸性。
搪瓷釉一般采用碳酸锂，因其Al2O3的含量比较低。
陶瓷工业采用的锂化合物有：碳酸锂、铝酸锂、氟化锂、钛酸锂、亚钴酸锂、亚锰酸锂和四硼酸锂等。许多工业用陶瓷要求能经受突然的温度变化，热膨胀系数是陶瓷耐热急变能力的重要参数。锂化合物对陶瓷具有强大的助熔作用和降低热膨胀系数等作用。
锂化合物，特别是锂矿物在玻璃业中的应用稳定发展，新的制品及用途不断被开发出来。如在冶金工业中采用Li2O降低冶金渣粘度，不仅有效地减少了渣中金属损失，同时减少了由残渣夹带的金属对环境造成的危害。1990年末，这种新应用已从欧洲推广到亚洲和南美等地区。特种玻璃陶瓷及瓷釉的领域对锂化合物，特别是锂矿物的需求，今后将继续增长，锂矿物今后将以每年15%～25%的速度增长。锂在玻陶业中的应用将仍然是今后锂应用的重要领域之一，前景仍然看好。我国锂工业的发展应重视这一领域的研究和应用推广工作，并作为指定我国锂工业今后营销战略的市场定位方向之一。
锂在润滑脂中的应用
锂基润滑脂具有独特的润滑性能：工作温度范围宽（－60～200℃），安定性和抗水性好，稠化剂用量小，使用寿命长，是一种优良的润滑剂。
国外使用锂基脂已相当普及，美国润滑脂总量中，锂基脂占60%以上。2000年美国润滑脂工业平均年耗锂盐4800吨。
我国润滑脂行业拥有较好的锂基润滑脂的生产设备和工艺，年产锂基脂约5000吨，年需单水氢氧化锂约120吨。目前润滑脂行业用锂是我国民用部分最大的用户，但从锂基脂产量只占润滑脂总产量的6.1%来看，潜力是很大的。
汽车通用润滑脂换脂周期可延长1－2倍，行车距离两倍于钙基脂，品种可简化为1个，总费用可降低一半以上，有显著的技术经济效益。但目前实际使用不多，主要原因是我国汽车保修制度二保一万公里就要把油脂换掉，不适用于锂基润滑脂。
锂在高能锂电池中的应用
锂可作为理想的电池材料，这是由于锂原子量具有最小的电化学当量值，1克锂可放出3.83安时的电。锂具有最低的电负性，标准电极电位为—3.045伏。锂的电阻低，有利于电极集流。锂的比重轻，有利于获得较高的比能量。锂的化学活性大，活性物质利用率高。锂电池重量轻，体积小，贮电能力大，充电速度快，适用范围广，所以近来世界各国都在注视着它的发展。目前市场上有四种电池出售，即铅酸电池、铬镍电池、镍氢电池、锂电池。
锂离子电池规格书 Specification For Lithium Ion Rechargeable Battery 电池型号（Type）：383450AH 标称容量（Rated Capacity）：700mAh 部门（Department）：铝壳制造部 生效日期（Effective Date）：2007-3-12
1. 范围SCOPE AND APPLICATION 本标准规定了锂离子电池的定义、技术要求、测试方法及注意事项。本标准适用于深圳市山伊克斯技术有限公司生产的锂离子电池。 This specification describes the definition, technical requirement, testing method, warning and caution of the lithium ion rechargeable battery. The specification only applies to battery supplied by Shenzhen 3EX TECH. Co., Ltd. 2. 定义 DEFINITION 2.1 额定容量：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以5小时率放电至终止电压时的容量，单位毫安时(mAh)。 Rated Capacity: Under 20±5℃，65±5%RH, it means the capacity value of being discharged by 5hrs ratio to End Voltage. 2.2 终止电压：放电终止时的规定电压为2.75V 。 End voltage: The end voltage of discharge is 2.75V ，which is defined specially. 2.3 0.2倍率充电：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以140mA 电流恒流充电至单体电池电压4.2V 后，转为恒压 4.2V 充电，至充电电流小于10±5mA ，停止充电。 0.2 Charge method: Under 20±5℃，65±5%RH, it can be charged to 4.2V with constant current of 140mA, and then, charged continuously with constant voltage of 4.2V until the charged current is less than 10±5mA. 2.4 0.5倍率充电：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以350mA 电流恒流充电至单体电池电压4.2V 后，转为恒压 4.2V 充电，至充电电流小于10±5mA ，停止充电。 0.5 Charge method: Under 20±5℃，65±5%RH, it can be charged to 4.2V with constant current of 350mA, and then, charged continuously with constant voltage of 4.2V until the charged current is less than 10±5mA. 2.5 1倍率充电：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以700mA 电流恒流充电至单体电池电压4.2V 后，转为恒压4.2V 充电，至充电电流小于10±5mA ，停止充电。 1 Charge Method: Under 20±5℃，65±5%RH, it can be charged to 4.2V with constant current of 700mA, and then, charged continuously with constant voltage of 4.2V until the charged current is less than 10±5mA. 2.6 0.2倍率放电：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以140mA 电流恒流放电至单体电池电压2.75V 。 0.2 Discharge Method: Under 20±5℃，65±5%RH, it can be discharged to the voltage of 2.75V with constant current of 140mA. 2.7 0.5倍率放电：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以350mA 电流恒流放电至单体电池电压2.75V 。 0.5 Discharge Method: Under 20±5℃，65±5%RH, it can be discharged to the voltage of 2.75V with constant current of 350mA. 2.8 1倍率放电：指在20±5℃，65±5%RH 环境下，以700mA 电流恒流放电至单体电池电压2.75V 。 1 Discharge Method: Under 20±5℃，65±5%RH, it can be discharged to the voltage of 2.75V with constant current 700mA. 3 外形尺寸 SHAPE AND PHYSICAL DIMENSION 3.1 产品的命名 Naming Instruction of Product 3EX ———— 38 34 50 AH 厂名 ———— 壳厚 宽度 高度 特殊性能 Manufacturing Plant Diameter Length Special Property 3.2 电池尺寸 4.1+0 -0.3×33.8+0 -0.5×50.0+0 -0.5 mm 4 结构 STRUCTION 电池由正极片、负极片、隔膜、电解液、外壳等组成。 The battery consists of the positive electrode, negative electrode, separator, electrolyte and crust. 5 技术要求 TECHNICAL REQUIREMENT 5.1 使用环境 Usage Conditions 充电温度 Charging Temperature:0～45℃
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能锂离子电池粘结剂一般都是高分子化合物，电池中常用的粘结剂有； (1)PVA(聚乙烯醇)PVA的分子式为卡CH2CHOH手JJ，聚合度”一般为700—2000，PVA是一种亲水性高聚物白色粉末，密度为1，24—1．34g?cm-3。PVA 可与其他水溶性高聚物混溶，如与淀粉、CMC、海藻钠等都有较好的混溶性。 (2)聚四氟乙烯(PTFE)PTFE俗称“塑料王”，是一种白色粉末，密度为2．1—2．3g?CITI+，热分解温度为415℃。PTFE电绝缘性能好，耐酸，耐碱，耐氧化。PTFE的分子式为卡CF2一CF2头。，是由四氟乙烯聚合而成的。nCF2＝CF、2一卡CF2＝CF2于。常用60％的PTFE乳液作电极粘结剂。 (3)羧甲基纤维素钠(CMC)CMC为白色粉末，易溶于水，并形成透明的溶液，具有良好的分散能力和结合力，并有吸水和保持水分的能力。 (4)聚烯烃类(PP，PE以及其他的共聚物)； (5)(PVDF／NMP)或其他的溶剂体系； (6)粘接性能良好的改性SBR橡胶； (7)氟化橡胶； (8)聚胺酯。 锂电池用粘接剂；锂离子电池中，由于使用电导率低的有机电解液，因而要求电极的面积大，而且电池装配采用卷式结构，电池的性能的提高不仅对电极材料提出了新的要求，而且对电极制造过程中使用的粘接剂也提出了新的要求。 1、粘接剂的作用及性能； (1)保证活性物质制浆时的均匀性和安全性； (2)对活性物质颗粒间起到粘接作用； (3)将活性物质粘接在集流体上；
(4)保持活性物质间以及和集流体间的粘接作用； (5)有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜。 2、对粘接剂的性能要求； (1)在干燥和除水过程中加热到130—180~C情况下能保持热稳定性； (2)能被有机电解液所润湿； (3)具有良好的加工性能； (4)不易燃烧； (5)对电解液中的I．iClQ，I．iPP、6等以及副产物I．iOH，㈠2C03等稳定； (6)具有比较高的电子离子导电性； (7)用量少，价格低廉； 以往的镍镉、镍氢电池，使用的电解液是水溶液体系，粘接剂可以使用PVA，CMC等水溶性高分子材料，或PTFE的水分散乳液。锂离子蓄电池电解液是极性大(因此溶解能力和溶胀能力高)的碳酸酯类有机溶剂体系，粘接剂必须能耐碳酸酯(至少是不溶解)，而且必须满足上述的几点要求，特别是必须满足在电化学环境中的稳定性，在负极中处于锂的负电位下不被还原，在正极中发生过充电等有氧产生的情况下不发生氧化。 锂离子电池中的特点是伴随充放电过程，锂在活性物质中的嵌入—脱出引起活性物质的膨胀—收缩(如石墨的层间距变化达到10％一11％)，要求粘接剂对此能够起到缓冲作用。锂离子电池的电极在干燥过程中加热温度最高可以达到200℃，粘接剂必须能够耐受这样高的温度。 由此可见，粘接剂性能好坏对电池性能的影响很大，锂离子电池电极制备是采用涂布工艺，一般采用刮刀或辊涂布的方式，通过刀口间隙调节活性物质层的厚度。锂离子电池活性物质层的厚度很小，因此涂布刀口的间隙也很小，这样就要求在浆料中不能有大的团聚颗粒存在。制作电极需要经过辊压、分
华南师范大学实验报告 学生姓名:蓝中舜学号：20120010027 专业：新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级：12新能源 课程名称：化学电源实验 实验项目：锂离子电池性能测试 实验类型：验证设计综合实验时间：2014年5月5日-17日 实验指导老师：马国正组员：黄日权郭金海 一、实验目的 1.熟悉、掌握锂离子电池的结构及充放电原理。 2.熟悉、掌握锂离子正极材料的制备过程及工艺。 3.熟悉、掌握锂离子电池的封装工艺及模拟电池测试方法。 二、实验原理 锂离子电池是指正负极为Li+嵌入化合物的二次电池。正极通常采用锂过渡金属氧化物 Li x CoO2，Li x NiO2或Li x Mn2O4，负极采用锂-碳层间化合物Li x C6。电解质为溶有锂盐LiPF6，LiAsF6，LiClO4等的有机溶液。溶剂主要有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸二甲酯（DMC）和氯碳酸酯（CIMC）等。在充放电过程中，Li+在两极间往返嵌入和脱出，被形象的称之为“摇椅电池”。 锂离子电池充放电原理和结构示意图如下。 锂离子电池的化学表达式为： -）Cn|LiPF6-EC+DMC|LiM x O y（+ 其电池反应为： LiM x O y+nC Li1-x M x O y+Li x C n 本实验以高温固相法制备的尖晶石型LiMn2O4为正极材料，纯锂片为负极，制备扣式锂离子模拟电池，并对制备的扣式半电池进行充放电测试。 三、仪器与试剂 电化学工作站，蓝点测试系统、手套箱、电子天平、真空干燥箱、切片机、对辊机、鼓风干燥机 LiMn2O4、乙炔黑、PVDF、无水乙醇、电解液（1M LiPF6溶与体积比EC:DEC:EMC=1:1:1
碳酸锂行业上市公司研究报告 编号：XSJYB(2016)-002澄泓研究理念：让研报变诚实，使投资更简单。 澄泓研究?新视界工作室成员：@简放、@Jirachi、@大徐、@明日花开、@后来居上_dioyan、@杨长雍 导读 2015年是新能源汽车行业高速发展的一年，根据工信部统计，2015年1～11月，新能源汽车累计生产27.92万辆，同比增长4倍。新能源汽车的高速增长，带动了整个产业链的高景气度，位于产业链上游的碳酸锂行业，更是迎来了春天。我们统计了2015年碳酸锂主要上市公司的涨幅：通过上表可以看出，平均涨幅超过200%，同期沪深300涨幅仅为5.58%，足以证明碳酸锂行业的投资热情高涨，持续受到资金关注。今天，我们就对碳酸锂以及该行业的上市公司近期全面梳理分析。 一、碳酸锂行业概述 1.1碳酸锂简介 碳酸是生产二次锂盐和锂制品的基础材料，因而成为了锂行业中用量最大的锂产品，其他锂产品其本上都是碳酸锂
的下游产品。碳酸锂不仅可以直接使用,还可以作为原料制备各种附加值高的锂盐及其化合物，广泛应用于锂电池、催化剂、半导体、陶瓷、电视、医药、原子能工业等领域，但是在高技术应用领域如彩色萤光粉、药用及锂电池等电子材料对碳酸锂质量的要求很高，工业级碳酸锂必须通过精制除去其中的无机盐类等杂质才能达到各种不同专用品的质量 指标要求。碳酸锂的应用已经超过了100种用途，目前大家对它的关注则主要是跟新能源汽车和新能源挂钩。根据用途可以进行如下分类： 注：1、含量中的区间是用来区分在各自规格中的产品级别，级别越高碳酸锂含量的最低要求越高；2、产品规格质量要求高低排列：工业级<萤光级<电池级<医药级<高纯级。 1.2 碳酸锂行业产业链 1.3碳酸锂资源分布简述 国际锂电池协会专家介绍，盐湖锂主要分布在南美、北美和亚洲，在全世界的储量当中，玻利维亚最大为42%、智利占34%、阿根廷占12%，中国为12%。矿山锂资源主要分布在美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、中国和部分非洲地区。据中国地质科学院矿产资源研究所刘喜方研究员介绍，我国的矿石锂资源主要分布在四川、江西和新疆。“四川主要是
锂电池性能测试简介 充电及低公害。 各种先进电池中最被重视的商品化电池。所以在此以介绍锂离子电池为主。 可从 压 例。 止电压)又有[CV]的精准。 2.C-V曲线 C-V曲线是描充电池在充电、放电过程中电压及电容量间的关系。充电曲线能让工程师了解如何设计电池充电器，而放电曲线能使工程师在设计电路时正确的掌握电池的特性。例如最佳的工作电压、不同温度C-rate下的电池电容量。
我们也可从电池目前的电压对照C-V曲线：以斜率大小负值概略估算电池的残存容量(Residual Capacity)。因此C-V曲线是了解电池的重要工具。 2、分电池(Cell)性能测试 已组装之分电池，俗称单位电池（以下简称电池）。 在组装后静置8-12小时后为让电解液充份浸润极板，即依下列程序进行测试作 2.） 锂离子电池的化成：除了是使电池作用物质藉第一次充电转成正常电化学作用 钝化膜在锂离子电池的电化 商除将材 料及制程列为机密外化成条件也被列为该公司电池制造的重要机密。 相同于极板测试：将电池实际活化物总量换算理论电容量，以低C-rate C N。因此充、放电电流可以C-rate即C N的系数来表示其大小，关系如下式： I=M* C N I：充、放电电流大小(mA) M：倍率C-rate(hr-1) C N：N小时内完全放电的额定电容量(mAhr)
例如：电池之5小时率容量C5=300mAhr，则C-rate为0.5之充、放电电流大小 将是： I=M* C5=(0.5 hr-1)*(300mAhr)=150mA 电池化成过程中会有大量的能量耗损，最可能是用于钝化膜的形成。 3.电池电容量测试 再依下列步骤 容量在初期会有减少的情形。电池的放电电容量自0.753mA向下减少。待电池电化 有些化成程序亦包含了数十次的充放电 4. 3到520 5.自放电率测试 选取化2到37日放电一 采取积分记录。 于第28
卷绕式锂离子电池设计规范 一、观察给定型号和客户需求 1、型号制定了电池的尺寸（以063048为例，尺寸为6.0×30×48mm） 2、客户要求的容量和电池的放电类别（动力型、高温型、普通型），通常而言电 池所能达到的容量一般为普通型＞高温型＞动力型（以便确定所需要的材料） 3、材料的选用： 3.1容量≥1000mAh的型号，如果客户无容量或高温要求的用正极CN55系列 3.2有高温要求的型号，正极材料必须使用Co系列，电解液必须用高温电解液 二、卷芯设计 1、容量设计 根据客户要求的最小容量来确定设计容量。 设计容量（mAh）= 要求的最小容量×设计系数=（长×2-刮粉）×宽÷10000×面密度×理论克容量 注：设计系数: 标称容量≤200mAh设计系数一般取1.10~1.20； 标称容量200＜C≤350mAh设计系数一般取1.08±0.02； 标称容量C＞350mAh设计系数一般取1.07±0.02。 2、卷针的设计 2.1 卷针的宽度 Wj=电芯的宽度-卷针厚度-电芯的厚度-1.7（根据实际情况而定） 2.2 卷针厚度 Tj由卷针的宽度决定,具体见卷针统计表。
3、包装膜尺寸设计 3.1包装膜膜腔长度的确定： 膜腔长度=成品高-顶封宽度（5mm） 3.2包装膜膜腔长度的确定： 膜腔宽度=成品宽-1.2mm 3.3 槽深的设计： 槽深H与电芯厚度的关系如下：H = T-α 其中： T —电芯的厚度； α—当型号为双坑电池时，α取0.2 当型号为单坑电池时，α取-0.2 3.4 包装袋长、宽尺寸的确定： 3.4.1 包装袋宽度: a. 厚度≤5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（45～50mm），取代5mm 的整数倍为规格； b. 厚度﹥5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（55～60mm），取代5mm 的整数倍为规格； 3.4.2包装袋长度: 铝塑膜长度=成品电池长度×2+10mm 5、极片的设计： 5.1隔膜宽度=卷芯高度=电芯高度-5mm，（客户容量要求高的小型号电池或极片较 宽的各别型号除外）；
锂离子电池的优点 1）能量密度高。能量密度可达460-600Wh/kg，其能量密度是铅酸电池的6-7倍； 2）相对较高的平均输出电压值。常用的锂离子电池单体平均工作电压约为3.7V，约为镍-隔电池或者镍-氢电池的3倍 3）可以高功率输出，在电动汽车的磷酸铁锂离子电池可以达到15-30C充放电能量，有利于启动加速； 4）相对较小的自放电率，无记忆效应，锂电池的自放电率为镍-隔电池或者镍-氢电池的一半甚至更小。记忆效应指的是电池在充放电循环过程中容量减小的现象，而锂离子电池在循环过程中不出现明显地容量衰减现象； 5）使用寿命长，在正常条件下，锂离子电池使用寿命可达6年，循环次数超过1000次。（6）可快速充电，使用额定电压为4.2 V的充电器只需1~2小时即可充满 （7）使用温度范围宽，通常可在-30～+45℃温度范围内使用，通过调整电解液甚至可以在更宽温度范围内使用； （8）绿色电池，对环境友好，无论生产、使用和报废，都不存在镉、铅、汞等对环境有污染的元素；
Figure 4b shows the typical charge?discharge voltage profiles of the S@CNTs/Co3S4?NBs, S@Co3S4?NBs and S@CNTs electrodes at 0.2 C (1.0 C = 1,675 mAh g?1). The S@CNTs/ Co3S4?NBs electrode exhibits two typical discharge plateaus at 2.35 and 2.08 V (vs Li+/Li), originated from the reduction of S8 to soluble long-chain polysulfides (Li2Sx, 4 ≤ x ≤ 8) and the formation of insoluble short-chain polysulfides (Li2S/Li2S2), respectively. The single charge plateau of S@CNTs/Co3S4?NBs between 2.25?2.36 V is ascribed to the oxidation of Li2S/ Li2S2 to Li2Sx and eventually S8. These charge and discharge plateaus are consistent with corresponding CV curves (Figure S5). Notably, the S@CNTs/Co3S4?NBs electrode exhibits lower potential hysteresis and higher sulfur utilization ratio than those of the S@Co3S4?NBs and S@CNTs, mainly attributed to the strong chemical affinity of polar Co3S4?NBs with polysulfides and the interconnected CNT network. 图4b 显示了S@CNTs/Co3S4?NBs、S@Co3S4?NBs 和S@CNTs 电极在0.2 c (1.0 c = 1675 麻将g?1)上的典型charge?discharge 电压剖面。S@CNTs/Co3S4?NBs电极展示两个典型的放电高原在 2.35 和 2.08 V (vs li +/李), 起源于 S8 的减少到可溶性长链多硫化物 (Li2Sx, 4 ≤ x ≤ 8) 和形成不溶性短链多硫化物 (Li2S/Li2S2),分别.2.25?2.36 V 之间
锂离子电池由正、负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳组成。隔膜作为电池的“第三极”，是锂离子电池中的关键内层组件之一。隔膜吸收电解液后，可隔离正、负极，以防止短路，同时允许锂离子的传导。在过度充电或者温度升高时，隔膜通过闭孔来阻隔电流传导，防止爆炸。隔膜性能的优势决定电池的界面结构和内阻，进而影响电池的容量、循环性能，充放电电流密度等关键特性。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能起着有重要的作用。 锂离子电池隔膜生产材料目前还是以聚烯烃为首选，聚烯烃材料具有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性好、生物相容性好、无毒等优点，在众多领域得到了广泛的应用。聚烯烃化合物可以提供良好的机械性能和化学稳定性，具有高温自闭性能，确保锂离子二次电池在日常使用上的安全性。 1 、厚度均匀性 隔膜的厚度均匀性与所有薄膜生产企业要求是一样的，是一个永远追求的重要的质量指标，它直接影响隔膜卷的外观质量以致内在性能，是生产过程严加控制的质量指标之一。锂电池用户对隔膜的分切有其特殊的要求，除了有特殊的隔膜分切机、专业培训的专业分切人员外，与隔膜自身的厚度均匀性关系最为密切。 在自动化程度很高的隔膜生产线上，隔膜厚度都是采用精度很高的在线非接触式测厚仪及快速反馈控制系统进行自动检测和控制的。隔膜的厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀性。其中横向厚度均匀性尤为重要。一般均要求控制在+1微米以内。“南通天丰”公司厚度现已控制在+0.5微米以内。 2、力学性能 隔膜的力学性能是影响其应用的一个重要因素，如果隔膜破裂，就会发生短路，降低成品率，因此要求隔膜在电池组装和充放电结构使用过程中，需要自身具有一定的机械强度。隔膜的机械强度可用抗穿刺强度和拉伸强度来衡量。 拉伸强度，隔膜的拉伸强度与制膜的工艺相关联。采用单轴拉伸，膜在拉伸方向上与垂直方向强度不同；而采用双轴拉伸时，隔膜在两个方向上一致性会相近。一般拉伸强度主要是指纵向强度要达到100MP以上，横向强度不能太大，过大会导致横向收缩率增大，这种收缩会加大锂电池厂家正、负极接触的几率。 抗穿刺强度，抗穿刺强度是指施加在给定针形物上用来戳穿隔膜样本的质量，用它来表示隔膜在装配过程中发生短路的趋势。因隔膜是被夹在凹凸不平的正、负极片间，需要承受很大的压力。为了防止短路，所以隔膜必须具备一定的抗穿刺强度。抗穿刺强度值一般在300-500g。 3、透过性能 透过性能可用在一定时间和压力下，通过隔膜气体的量的多少来表征，主要反映了锂离子透过隔膜的通畅性。隔膜透过性的大小是隔膜孔隙率、孔径、孔的形状及孔曲折度等隔膜内部孔结构综合因素影响的结果。 作为锂电池隔膜材料，本身具有微孔结构，微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。孔径一般在0.03-0.12um。孔径太小增加电阻，孔径太大易使正负极接触或被枝晶刺穿短路。 隔膜厂家现在基本以透气度、孔隙度指标来衡量透气性。透气率是指特定的空气在特定的压力下通过特定面积隔膜所需要的时间，用Gurley值来表示。根据隔膜厚度，一般在300-700s/100ml。孔隙率是单体膜的体积中孔的体积百分率，它与原料树脂及膜的密度有关。现有锂离子电池隔膜的孔隙率在40%-50%之间。 4、理化性能 润湿性和润湿速度：较好的润湿性有利于提高隔膜与电解液的亲和性，扩大隔膜与电解液的接触面，从而增加离子导电性，提高电池的充放电性能和容量。隔膜对电解液的润湿
聚合物锂离子电池 产品规格承认书 ：：JD220768430F（500Ah） 品名： 品名 编制审核批准 客户确认 签名//日期客户名称//印章签名 客户名称 总部：北京神州巨电新能源技术开发有限公司 Beijing Globe Super Power New Energy Technology Development Corp. 地址：中国北京市海淀区上地3街9号嘉华大厦E座206 ADD:Rm E-206,Gem Tech-Center,No.9,3rd Street,Haidian Dist.,Beijing,P.R.China 86-10--82783543-816Fax:86-10 86-10--82780720-1073 Tel:86-10 工厂：河北神州巨电新能源科技开发有限公司 Hebei Globe Super Power New Energy Technology Development Corp. 地址：河北邢台市巨鹿县巨鹿工业园 Hebei i Province,P.R.China ADD:Industrial District,Ju Jul l u,Xiangtan,Hebe
产品规格承认书 目录 1.适用范围---------------------------------------------------------------------------------------------------------2 2.产品规格---------------------------------------------------------------------------------------------------2 3.电池性能检查测试-----------------------------------------------------------------------------------------2 4.外观尺寸图------------------------------------------------------------------------------------------------------3 5.使用指南--------------------------------------------------------------------------------------------------------3 6.其它事项------------------------------------------------------------------------------------------------------4 7.电芯处理须知---------------------------------------------------------------------------------------------------4
锂离子电池工作原理 正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。 电池总反应 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。 一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。 正极 正极材料：可选正极材料很多，目前主流产品多采用锂铁磷酸盐。 正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO?→ Li1-xFePO? + xLi + xe
放电时：Li1-xFePO?+ xLi + xe →LiFePO? 负极 负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。 负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。 充电时：xLi + xe + 6C →LixC6 放电时：LixC6 → xLi + xe + 6C 锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。 组成部分 钢壳/铝壳/圆柱/软包装系列： （1）正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电集流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。 （2）隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。 （3）负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
。 ] 碳酸锂行业及目标企业介绍 } 二〇一六年一月二十日 ] 目录 一、碳酸锂产业链分析 (3) 1.碳酸锂行业分析 (3)
2.下游电动汽车发展趋势分析 (6) 《 3.下游锂电池发展趋势分析 (8) 4.上游矿产资源的影响分析 (8) 5.综合分析 (10) 二、标的企业介绍 (10) 1.企业基本情况介绍 (10) 2.公司机构设置及股权结构 (10) 3.公司研发及专利情况 (11) 4.正在进行二期项目和锂矿谈判 (11) < 三、财务状况及盈利预测 (12) 1.基本财务状况 (12) 2.主要资产情况 (12) 3.盈利预测 (13) 四、行业并购案例分析 (14) 1.天齐锂业收购银河锂业 (14) 2.雅化集团收购兴晟锂业 (16) 3.斯太尔控股青海恒信融锂业 (16) | 五、风险和建议 (17) 1.碳酸锂价格大幅波动的风险 (17) 2.行业商业模式的改变 (18) 3.产业链条较短，抗风险能力较差 (18) 4.硫酸、蒸汽、电力等生产资料资源掌握在对方手中 (19) ， / 一、碳酸锂产业链分析 1.碳酸锂行业分析 （1）碳酸锂产业链分析
电池级碳酸锂主要应用领域分别为电子消费品、动力电池以及储能电池。电子消费品的增长处于稳定增长状态，储能电池所占比例一直较小，主要是电动汽车的产量暴涨拉动动力电池的需求，从而造成电池级碳酸锂供需不平衡，导致电池级碳酸锂价格在今年出现暴涨。 因为全球金融危机，以及传统落后产能过剩，预计工业级碳酸锂的需求量不会出现大的增长；电子消费品经过这几年的发展，以及国内小米、华为等手机厂商的快速发展，电子消费品的发展趋向成熟，预计所需电池级碳酸锂的量趋向稳步增长。碳酸锂需求量能否实现跨越式增大主要依靠电动汽车即动力电池的需求增长，而目前的电动汽车市场火爆主要来自政策的影响，行业专家预计国家政策的扶持在2020年将会结束。锂电池充电时间和能量密度等技术能否实现突破将会决定电动汽车能否保持快速增长的关键。 ：
锂离子电池基础知识 ——锂离子电池型号命名规则 根据IEC61960标准二次锂电池的标识如下： 1.电池标识组成 a)圆柱形二次锂离子的表示方法为：3个字母+5个数字； b)方形二次锂离子的表示方法为：3个字母+6个数字。 2.第一个字母表示电池的负极材料 a)I表示锂离子电池； b)L表示锂金属电极或锂合金电极。 3.第二个字母表示电池的正极材料 a)C是基于钴的电极； b)N是基于镍的电极； c)M是基于锰的电极； d)V是基于钒的电极。 4.第三个字母表示电池的形状 a)R表示圆柱形电池； b)L表示方形电池。 5.圆柱形电池5个数字分别表示电池的直径和高度， a)字母后前两个数字表示电池的直径，单位为mm； b)后两个数字表示电池的高度的十倍，单位为mm； c)直径或高度任一尺寸大于或等于100mm时两个尺寸之间应加一条斜线。 6.方形电池6个数字分别表示电池的厚度、宽度和高度 a)前两个数字表示电池的厚度，单位为mm； b)中间两个数字表示电池的宽度，单位为mm； c)后两个数字表示电池的高度，单位为mm； d)厚度、宽度和高度三个尺寸任一个大于或等于100mm时尺寸之间应加斜线， 三个尺寸中若有任一小于1mm，则在此尺寸前加字母t，此尺寸单位为十分之 一毫米。
例如： ICR18650表示一个圆柱形二次锂离子电池，正极材料为钴，其直径约为18mm，高约为65mm； ICR20/1050 表示一个圆柱形二次锂离子电池，正极材料为钴，其直径约为20mm，高约为1050mm； ICP083448表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm，宽度约为34mm，高约为48mm； ICP08/34/150表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm，宽度约为34mm，高约为150mm； ICPt073448表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为0.7mm，宽度约为34mm，高约为48mm。 型号后面的字母表示材质，例如方形锂离子电池（厚度\宽度\高度\材质），063048S型号代表厚度为6mm，宽度为30 mm，高度为48 mm，S代表钢壳，A代表铝壳。
锂离子电池简介 使用煤炭，石油和天然气的很长一段时间以来，都是以化石燃料为主要能源，这样的能源结构，使得环境污染严重，并且由此导致的全球变暖问题和生态环境恶化问题受到越来越多的关注。所以，可再生能源和新能源的发展成为在未来技术领域和未来经济世界的一个最具有决定性的影响。锂离子电池作为一种新的二次清洁，且可再生能源，其具有工作电压高，质量轻，能量密度大等优点，在电动工具，数码相机，手机，笔记本电脑等领域得到了广泛的应用，并且显示出强大的发展趋势。 锂离子电池的发展历史 第二十世纪六十、七十年代，几乎在锂电池是发明的同时，研究发现许多插层化合物可以与金属锂的可逆反应，构成锂电池[1]。早在第二十世纪七十年代提出了分层组织作为阴极的斯梯尔最有代表性的一种，金属锂作为阳极的Li-TiS2系统。 1976年Whittingham证实了系统的可靠性。随后，埃克森公司的Li-TiS2系统进行深入研究，并希望其商业化。但是，系统很快就暴露出许多致命的缺陷。首先，活性金属锂容易导致有机电解液的分解，导致电池内部压力。由于锂电极表面的表面电位分布不均匀，在锂金属的电荷将在锂沉积的阴极，产生锂“枝晶”。一方面会造成可逆嵌锂容量损失，另一方面，枝晶可以穿透隔膜和负极连接，造成电池内部短路，瞬间吸收大量的热，发生爆炸，导致严重的安全隐患。这一系列因素导致金属锂电池的循环性能和安全两差异，所以Li-TiS2系统未能实现商业化。 1980，阿尔芒首次提出摇椅电池的想法。使用低锂嵌入化合物锂化合物代替金属锂作为阳极，采用高嵌锂电位嵌锂化合物作正极。同年，在美国德州大学Goodenough教授的国家提出了一系列的锂过渡金属氧化物LixMO2（M=Co 、Ni 或Mn)为两电池正极材料锂。1987，奥邦成功组装了浓差电池MO2 (WO2)/LiPF6-PC/LiCoO2和证明“摇椅电池”的想法的可行性，但由于负电极材料形成LiMoO2 CLiWO2嵌入电位高(0.7-2.0 V vs.Li/Li+)嵌锂容量较低，并没有显示高电压的锂离子二次电池的优点，比容量高。
锂离子电池材料的制备和电化学性能表征（24学时） 一、实验目的 1．了解尖晶石化合物的组成和结构特点。 2．了解无机材料制备方法－共沉淀制备前驱体、高温固相煅烧制备的反应原理和反应过程中影响产物性质的一般因素。 3．了解嵌入－脱嵌反应和锂离子电池的工作原理。 4．了解电池性能的主要参数和测试的主要方法。 二、实验原理 由于具有电压高、容量高、无污染、安全性好、无记忆效应等优异性能，锂离子电池自1991年实现商品化以来，其种类、性能和应用领域都得到了巨大的发展，已经成为最重要的二次电池之一，在手机、笔记本电脑、摄像机、便携式DVD、电动汽车甚至核潜艇上都得到了广泛应用。而锂离子电池的相关研究也成为当前化学电源研究的重要领域。 锂离子电池性能的优劣主要取决于电池的正极。锰酸锂LiMn2O4是重要的锂离子电池正极活性材料之一，其结构见图1。该结构为锂离子的迁移提供了三维通道。 图1 尖晶石晶体结构图 在充电过程中，锂离子从正极脱出，嵌入负极活性物质；而放电过程中，是锂离子的回嵌的过程，因此锂离子电池又称为“摇椅式”电池。电池充放电时，正极活性材料中Li+的迁移过程可用下式表示。 充电时：LiMn2O4→ xLi+ + Li1-x Mn2O4 + xe- 放电时：Li1-x Mn2O4 + yLi++ ye-→ Li1-x+y Mn2O4(0≤x≤1，0≤y≤x)
LiMn2O4的制备方法很多，常用的有高温固相法、低温固相法和液相法等。其中，低温固相法和液相法（溶胶-凝胶法）虽然反应温度低，但产物的电化学性能不能令人满意，且不适合工业化生产的需要。所谓高温固相法，就是在高温下使锰源化合物与锂源化合物反应生成LiMn2O4。 由于LiMn2O4在高温下容量衰减较快，需通过钴离子掺杂进行改性制备LiMn1.85Co0.15O4. 对固相反应而言，原料的分散状态(粒度)、孔隙度、装填密度、反应物的接触面积等对固-固反应速度有很大的影响。必须将反应物粉碎并混合均匀以使原子或离子的扩散比较容易进行。就本实验所制LiMn1.85Co0.15O4，采用共沉淀制备锰钴碳酸盐前驱体以达到离子程度的均匀混合，然后混锂后再进行高温煅烧制备出目标化合物。 三、仪器和试剂 1．仪器 X射线衍射仪，充放电测试仪，箱式电阻炉(马弗炉，Mufflefurnace)，磁力搅拌器，陶瓷坩埚, 电子分析天平，恒温鼓风干燥箱，研钵，压力机，手套箱。 2．试剂 2 mol·L-1硝酸锰钴（Mn/Co=1.85:0.15）溶液，碳酸钠，碳酸锂，金属锂片，Celgard 2400隔膜，PVDF粘合剂（13%），导电炭黑，石墨，电解液（1.15mol·L-1LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)－碳酸二甲酯(DMC)－碳酸二乙酯混合溶液(质量比：EC:DMC:DEC=3:1:1)，电池壳。所有试剂均为分析纯。 四、实验步骤 1．Mn0.925Co0.075CO3的制备 取2mol·L-1的硝酸锰钴溶液40mL(约0.08mol), 至于烧杯中。称取8.9g碳酸钠（MW105.99）(0.084mol)至于另一烧杯中，然后加去离子水约80mL，摇动至完全溶解。将搅拌磁子至于硝酸锰钴溶液中，然后置于电磁搅拌器上进行搅拌，并开动加热，待温度升至约50℃，用滴管将碳酸钠溶液缓慢加入到硝酸锰钴溶液中（约半小时加完），控制溶液最终pH值约7.5~8，持续搅拌1h，将沉淀抽滤并用蒸馏水洗涤5~6次，而后置于恒温鼓风干燥箱中于110℃烘干。 2．锂锰钴复合氧化物LiMn1.85Co0.15O4的制备 将干燥的Mn0.925Co0.075CO3（MW 115.24）与摩尔比1:0.27的碳酸锂（MW 73.89）在研钵中研磨混匀（约需45～60min），转入陶瓷坩埚中，压实，开口放置在马弗炉中，于600℃下反应4h，然后升温至850℃反应12h，自然冷却到室温。 3．结构表征 将反应产物从马弗炉中取出，用研钵研细，装袋，标明合成人和合成条件，然后进行XRD表征。 4．电极的制备 将LiMn2O4粉末、石墨、乙炔黑以及作为粘合剂的PVDF(13%)按质量分数比86：2：6：6的比例混合均匀，加入适量的溶剂Ｎ-甲基吡咯烷酮（NMP）后，
碳酸锂功效作用与副作用 碳酸锂是一种比较常见的西药，它属于处方药，在用药上一定要听从医嘱。在治疗躁狂症和双向情感障碍精神病方面的效果是不错的，在治疗过程当中，用药方面一定要听从医嘱，这种药物有一定的副作用，经常会出现口干烦渴的现象，容易出现多尿多饮的症状，容易导致患者出现便秘或者是腹泻。 ★碳酸锂片副作用 ★碳酸锂片的副作用主要为：常见口干、烦渴、多饮、多尿、便秘、腹泻、恶心、呕吐、上腹痛。神经系统不良反应有双手细震颤、萎靡、无力、嗜睡、视物模糊、腱反射亢进。可引起白细胞升高。上述不良反应加重可能是中毒的先兆，应密切观察。 ★碳酸锂片的禁忌主要为：肾功能不全者、严重心脏疾病患者禁用。 ★适应症 主要治疗躁狂症，对躁狂和抑郁交替发作的双相情感性精神
障碍有很好的治疗和预防复发作用，对反复发作的抑郁症也有预防发作作用。也用于治疗分裂-情感性精神病。 ★碳酸锂功效作用 碳酸锂片主要成份及其化学名称为：碳酸锂。主要治疗躁狂症，对躁狂和抑郁交替发作的双相情感性精神障碍有很好的治疗和预防复发作用，对反复发作的抑郁症也有预防发作作用。也用于治疗分裂-情感性精神病。 碳酸锂片在临床上的作用主要表现为：碳酸锂片有明显抑制躁狂症作用，可以改善精神分裂症的情感障碍，治疗量时对正常人精神活动无影响，作用机制可能与抑制脑内神经突触部位去早肾上腺素的释放并促进再摄取，对升高外周区细胞有作用，碳酸锂片小剂量用于子宫肌瘤合并月经过多的有一定治疗作用，小剂量也可用于急性菌痢，锂盐无镇静作用，一般对严重急性躁狂患者先与氯丙嗪或氟哌啶合用，急性症状控制后再单用碳酸锂维持。 ★注意事项
由于锂盐的治疗指数低，治疗量和中毒量较接近，应对血锂浓度进行监测，帮助调节治疗量及维持量，及时发现急性中毒。治疗期应每1-2周测量血锂一次，维持治疗期可每月测定一次。 取血时间应在次日晨即末次服药后12小时。急性治疗的血锂浓度为0.6-1.2mmol/L，维持治疗的血锂浓度为 0.4-0.8mmol/L。 1.4mmol/L视为有效浓度的上限，超过此值容易出现锂中毒。脑器质性疾病、严重躯体疾病和低钠血症患者慎用本品。服本品患者需注意体液大量丢失，如持续呕吐、腹泻、大量出汗等情况易引起锂中毒。服本品期间不可用低盐饮食。长期服药者应定期检查肾功能和甲状腺功能。