锂硫电池市场化研究报告
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硫化锂市场调研报告1. 引言硫化锂是一种重要的锂盐类化合物,被广泛应用于锂离子电池、电容器和其他化学品的生产。
本文通过对硫化锂市场进行调研,分析其市场规模、产业链以及未来发展趋势。
2. 市场规模分析根据调研数据显示,硫化锂市场在过去几年呈现出稳定增长的态势。
随着电动汽车、可再生能源及电子设备的快速发展,对硫化锂的需求不断增加。
预计未来几年,硫化锂市场将继续保持良好的增长势头。
3. 产业链分析硫化锂的产业链主要包括锂资源开采、矿石精炼、化学品生产和电池制造等环节。
当前,全球硫化锂市场被少数大型企业垄断,具有一定的行业集中度。
然而,近年来,一些新兴企业也进入了该市场,并通过创新技术实现了一定的突破。
4. 市场竞争格局目前,全球硫化锂市场的竞争格局主要由几家领先企业主导。
这些企业通过不断提高产品质量、降低生产成本以及拓展销售渠道来扩大其市场份额。
未来,竞争将更加激烈,企业需要不断创新以保持竞争优势。
5. 技术发展趋势随着科技的不断进步,硫化锂市场正面临着一些技术发展趋势。
一方面,硫化锂电池的能量密度不断提高,使其在电动汽车领域具有更好的应用前景。
另一方面,新型环保生产工艺和高效利用锂资源的技术也将得到更多关注。
6. 市场风险与挑战在硫化锂市场发展过程中,也存在一些风险与挑战。
首先,锂资源供给的不确定性可能导致市场供需失衡。
其次,新兴技术的崛起可能对传统硫化锂产品造成冲击。
此外,环境保护和可持续发展要求也对硫化锂生产企业提出了新的挑战。
7. 结论综上所述,硫化锂市场具有广阔的发展前景,但也面临一些挑战。
企业应密切关注市场动态,加强技术创新,拓展销售渠道,并通过合作与竞争来提升自身竞争力。
同时,政府、企业和社会应共同努力,推动硫化锂市场的可持续发展。
以上内容为硫化锂市场调研报告的简要概述,详细信息请参考完整报告。
2023年硫化锂行业市场研究报告硫化锂是一种重要的锂电池正极材料,广泛应用于新能源汽车、电动工具、储能设备等领域。
本文将对硫化锂行业市场进行研究,并撰写一份1500字的市场研究报告。
一、市场概述随着电动汽车市场的快速发展,硫化锂行业迎来了发展的重要机遇。
2019年,全球电动汽车销量突破200万辆,其中中国占据了相当大的份额。
电动汽车的推广和产销量的增加,为硫化锂行业提供了巨大的市场需求。
二、市场规模目前,全球硫化锂市场规模已达到数十亿元。
中国是全球最大的电动汽车市场,也是全球硫化锂市场的主要消费国家之一。
此外,美国、日本、韩国等也是重要的硫化锂市场。
预计未来几年,全球硫化锂市场将保持较高的增长率。
三、行业竞争目前,全球硫化锂市场竞争激烈,主要集中在几家大型企业之间。
中国的龙头企业有天津市华成化工有限公司、宁夏东兴化工有限公司等;国外则有巴斯夫、FMC等公司。
这些企业拥有丰富的技术经验和规模化生产能力,在市场上占据了一定的份额。
四、市场趋势1. 硫化锂行业将呈现快速发展的趋势,主要受到电动汽车市场的推动。
随着电动汽车的普及,硫化锂的需求将继续增长。
2. 技术创新是硫化锂行业的重要驱动力。
目前,硫化锂的能量密度、循环寿命等方面仍存在着一定的改进空间,未来技术创新将加速硫化锂行业的发展。
3. 绿色环保是未来硫化锂行业发展的重要趋势。
随着全球对环境问题的关注度的提高,硫化锂行业将更加注重环境友好的生产工艺和产品。
五、市场挑战1. 硫化锂的生产成本高。
目前,硫化锂的生产过程需要大量的能源和化学品,导致生产成本相对较高,这也是硫化锂行业面临的主要挑战之一。
2. 竞争压力大。
目前硫化锂市场存在一定的过剩产能,市场竞争激烈。
价格战和产品同质化现象严重,加大了企业的经营风险。
六、市场前景目前,硫化锂行业正处于高速发展期,未来几年内将继续保持较高的增长率。
随着电动汽车市场的发展和政府对新能源产业的支持政策,硫化锂市场的需求将持续增加。
硫化锂市场分析报告1.引言1.1 概述概述硫化锂作为一种重要的材料,在电池、储能、化工等领域有着广泛的应用。
随着新能源产业的快速发展,硫化锂市场也逐渐受到关注。
本报告旨在对硫化锂市场进行全面的分析,从定义和特性、市场规模、市场趋势等多个角度深入剖析,为相关产业提供参考和决策支持。
通过本报告的阐述,读者将能够全面了解硫化锂市场的现状和发展趋势,从而更好地把握市场机遇,谋求发展。
1.2 文章结构文章结构部分内容可以包括对整篇文章的组织和内容安排的介绍,以便读者对文章有一个整体的了解。
在硫化锂市场分析报告中,文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分介绍了文章的概述、结构和目的,为读者提供了对整篇文章的整体把握。
正文部分包括了硫化锂的定义和特性、市场规模分析以及市场趋势分析,从不同角度对硫化锂市场进行了全面的分析和探讨。
结论部分总结了市场分析的结果,展望了行业的未来发展前景,并对整篇文章进行了总结和结论。
通过这样的结构安排,读者可以清晰地了解整篇文章的内容和组织,有助于他们更系统地理解硫化锂市场的分析和预测。
1.3 目的本报告的目的在于对硫化锂市场进行全面深入的分析,以了解其当前的市场规模、发展趋势和行业前景。
通过对硫化锂的定义、特性以及市场规模和趋势的分析,本报告旨在为投资者、企业决策者和研究人员提供有益的参考信息,帮助他们更好地理解硫化锂市场的现状和未来发展趋势,从而制定相应的战略和决策。
同时,通过对市场分析结果的总结和结论部分的展望,本报告还旨在为相关行业的发展提供一定的建议和指导,促进硫化锂市场的健康发展。
1.4 总结通过本次硫化锂市场分析报告,我们可以得出以下结论:首先,硫化锂是一种重要的储能材料,具有优异的化学性能和热稳定性,被广泛应用于锂离子电池、电动汽车和可再生能源领域。
其次,通过对硫化锂市场规模的分析,我们发现硫化锂市场正在逐步扩大,消费量和产量呈现增长趋势。
随着新能源汽车市场的快速发展和政府对清洁能源的支持,硫化锂市场前景非常广阔。
锂硫电池市场化研究报告锂硫电池市场化研究报告(一)随着全球对清洁能源的需求日益增长,电池技术作为储能技术的重要组成部分,得到了广泛关注。
而锂硫电池作为一种新型的高能量密度储能技术,其潜在市场前景备受关注。
本文将对锂硫电池的市场化研究进行深入探讨。
锂硫电池是一种以锂金属或锂离子作为阳极,硫作为阴极的电池。
相对于传统的锂离子电池,锂硫电池具有更高的理论能量密度和较低的成本,具备更好的应用潜力。
然而,锂硫电池面临着很多挑战,如低循环寿命、容量衰减和安全性等问题,这限制了其在市场上的快速发展。
目前,锂硫电池市场主要集中在电动汽车、航空航天和储能领域。
电动汽车市场是锂硫电池的主要应用领域之一。
锂硫电池具有高能量密度的特点,可以提供更长的续航里程,因此广受电动汽车制造商的青睐。
然而,锂硫电池在充放电过程中容易发生容量衰减和安全性问题,这限制了其在电动汽车市场的应用。
在航空航天领域,锂硫电池也备受关注。
航空航天领域对电池的要求较高,包括高能量密度、轻量化和快速充电等特点。
锂硫电池具有高能量密度的优势,可以满足航空航天领域对储能系统的需求。
然而,锂硫电池的循环寿命和安全性问题仍然是限制其在航空航天领域应用的关键因素。
储能市场是另一个锂硫电池的重要应用领域。
随着可再生能源的快速发展,储能技术的需求日益增长。
锂硫电池以其更高的理论能量密度和较低的成本,成为储能市场的热点。
然而,锂硫电池在循环寿命、快速充电和安全性等方面面临着挑战,这限制了其在储能市场的应用规模。
从技术研发的角度来看,锂硫电池的商业化进展还面临多个挑战。
首先,如何提高锂硫电池的循环寿命,减少容量衰减是当前研发的重要目标。
其次,锂硫电池的安全性问题需要得到充分解决,以确保其在市场上的可靠性和稳定性。
此外,将锂硫电池技术与其他能源技术结合,如超级电容器和氢燃料电池等,也是提高锂硫电池市场化水平的重要途径。
总之,锂硫电池作为一种新型的高能量密度储能技术,具备广阔的市场前景。
锂硫电池市场调研报告一、锂硫电池研究问题的提出(一)锂硫电池研究背景现有锂离子电池的性能很大程度上取决于电池材料的比容量,现有锂离子二次电池的主流正极材料包括钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元材料(LiNiMnCoO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)等,其理论最大储锂容量为190mAh/g,制约了锂离子电池能量密度的提升图1 现有锂离子电池正极材料技术指标为提高锂离子电池比容量、提高能量密度、降低成本、提高循环特性和提高安全性等方面进行,必须寻找超过200mAh/g的新材料。
在这些材料中,硫被认为是最有前途的材料之一。
以单质硫为正极的锂-硫二次电池,其硫正极具有高的理论比容量(1675mAh/g)和能量密度(2600Wh/kg),并且硫资源丰富且价格低廉,成为下一代高能密度锂二次电池的研究和开发的重点。
(二)锂硫电池与锂离子电池性能比较表1 各种锂电池正极材料比容量比较表2 两种电池主要性能参数比较3、锂硫电池优点(1)比容量高:理论比容量高达1675mAh/g,是商业化锂离子电池的8-10倍。
(2)价格便宜:正极活性物质单质硫价格稳定在2600~2800元/吨;目前商业化锂电池正极材料中磷酸铁锂最低售价10万元/吨,最便宜的锰酸锂售价也在4-6万元/吨之间。
(3)资源丰富:2013年我国硫磺产量达到550万吨。
如果活性物质单质硫的有效利用率能达到60%,那么年产5000万台笔记本电脑用的锂硫二次电池仅需单质硫500吨。
(4)环境友好:无毒、无污染、安全可靠(无任何重金属,如铬、钴和汞)。
(5)能量密度高:实际质量比能量达到了430Wh/kg。
4、锂硫电池研究存在的问题锂硫电池具有巨大理论容量和能量密度优势,但在实际应用中还存在如下问题:(1)硫含量提高。
单质硫是电子和离子的绝缘体,单质硫的电导率极低,添加导电剂后,活性物质比例降低导致电池正极的能量密度减小。
(2)硫溶解。
在充放电过程中硫易形成溶于电解液的锂多硫化物而使活性物质流失,形成较厚的Li2S2和Li2S绝缘层,阻碍活性物质的进一步扩散和反应。
2024年硫化锂市场调查报告
1. 简介
本报告对硫化锂市场进行了调查研究,分析了市场的规模、发展趋势和竞争情况。
2. 市场规模
根据调查数据显示,硫化锂市场的规模逐年增长。
2019年,全球硫化锂市场规模达到X万吨,在2025年预计将达到Y万吨。
3. 市场发展趋势
3.1 电动汽车市场的快速增长推动了硫化锂市场的发展。
随着电动汽车的需求增加,对高性能锂电池的需求也在增长,从而推动了硫化锂市场的增长。
3.2 新能源领域的发展也是硫化锂市场的一个重要推动力。
太阳能和风能等新能源的发展需要大量的储能设备,而锂电池作为其中的重要储能技术之一,对硫化锂市场的需求也在增加。
3.3 硫化锂市场正呈现出产品升级的趋势。
随着科技的进步,人们对锂电池的性能要求越来越高,因此市场上出现了更高容量、更长寿命的硫化锂产品。
4. 竞争情况
目前硫化锂市场存在一定的竞争。
主要竞争者包括公司A、公司B和公司C。
这
些公司在硫化锂领域具有较强的研发和生产能力,占据了大部分市场份额。
5. 市场前景
基于对市场规模和发展趋势的分析,可以预测硫化锂市场未来的发展前景较为乐观。
随着新能源领域的快速发展,电动汽车市场的增长以及对高性能锂电池的需求不断增加,硫化锂市场将继续保持较高的增长率。
6. 结论
综上所述,硫化锂市场的规模正在逐年增长,发展前景看好。
然而,由于竞争激烈,厂商需要不断提升产品的技术含量和性能,以保持竞争优势。
此外,政策环境和市场需求也将对硫化锂市场的发展产生重要影响。
2024年硫化锂市场分析现状概述硫化锂是一种重要的化学品,广泛应用于电池、陶瓷、涂料等行业。
本文通过对硫化锂市场的现状进行分析,探讨硫化锂市场的发展趋势和挑战。
硫化锂市场规模根据市场调研数据,全球硫化锂市场的规模逐年扩大。
目前,全球硫化锂市场的规模已经达到XX万吨。
在亚洲地区,中国是最大的硫化锂生产国和消费国。
另外,美国、欧洲等地区也有较大规模的硫化锂生产和消费市场。
硫化锂市场应用硫化锂在锂电池行业中占据重要地位。
随着电动车市场的快速发展,全球对电池的需求也呈现出爆发式增长。
硫化锂作为锂离子电池的主要原料之一,其需求也大幅增加。
此外,硫化锂还被广泛应用于陶瓷、涂料、润滑油等领域。
硫化锂市场竞争格局全球硫化锂市场竞争激烈,市场上存在着众多的硫化锂生产企业。
这些企业之间争夺市场份额,提高产品质量与性能,降低成本,加大研发力度。
目前,行业内头部企业占据了市场的主导地位,如XX集团、XX公司等。
硫化锂市场发展趋势1.锂离子电池市场的持续增长将推动硫化锂市场的发展。
随着能源存储领域的发展,硫化锂的需求将进一步增加。
2.新能源汽车的普及将带动锂离子电池产业链的发展,从而推动硫化锂市场的扩大。
3.技术进步和创新将改善硫化锂的生产工艺和产品性能,提高市场竞争力。
硫化锂市场面临的挑战1.环保压力增大。
硫化锂的生产过程中存在一定的环境污染问题,环保要求的提高将对硫化锂生产企业造成一定的压力。
2.市场价格波动。
硫化锂的市场价格受到供需关系、原材料价格等多种因素的影响,价格波动较大,给市场参与者带来一定的风险。
总结硫化锂市场作为锂离子电池产业链的重要组成部分,具有广阔的发展前景。
随着新能源汽车市场的快速发展以及能源存储需求的增加,硫化锂市场将继续保持增长。
然而,市场竞争激烈以及环保压力等因素也将对硫化锂行业产生一定的挑战。
2023年硫化锂行业市场调研报告随着能源结构和用途的改变,锂离子电池已成为未来电能储存和传输技术的主流选择。
硫化锂是锂离子电池中主要的正极材料,因其具有易于制备、成本低廉、比容量较高等优势而备受关注。
本文将对硫化锂行业市场进行调研,以期对该行业现状和发展趋势进行了解和预测。
一、硫化锂行业概述硫化锂,又称为二硫化三锂,是一种白色至灰色无定型材料。
它是锂离子电池正极中主要的成分之一,由于其具有良好的电化学活性和较高的比容量,因此在锂离子电池中应用广泛。
硫化锂的生产流程较为简单,一般采用湿法合成方法。
具体来说,即将硫和锂合成硫化锂,然后进行粉碎和烘烤,得到最终的硫化锂粉末。
硫化锂的市场需求量主要来源于锂离子电池行业,包括手机、笔记本电脑、电动汽车、储能系统等。
随着锂电池市场规模的不断扩大,硫化锂的需求量也呈现出快速增长的趋势。
二、硫化锂行业市场现状1. 行业发展历程中国的锂资源非常丰富,因此在锂以及相关的锂离子电池等方面有较为深厚的技术积累。
硫化锂行业的发展也是源于锂电池产业的崛起。
刚开始时,硫化锂的生产主要是依靠国内的锂矿开采和生产,随着锂矿资源的短缺以及现代高新技术的应用,硫化锂行业也渐渐地走上了向化工产业转型的道路。
在国内硫化锂生产企业中,江西威记锂业是较为著名的企业之一,其品牌“威锂”已成为硫化锂行业内的知名品牌。
此外,还有天马微电子、天津丹花、云南锌业等企业也在硫化锂行业内占有较大的市场份额。
2. 市场规模和需求趋势目前,中国的硫化锂行业已进入了快速发展期,市场规模逐年增长。
根据行业报告显示,2019年中国硫化锂市场规模已经达到了14.5亿元,相比前一年增长了近40%。
预计到2025年,中国硫化锂行业市场规模将超过30亿元。
随着新能源汽车、储能等领域的发展,硫化锂的需求也将不断增长。
据了解,目前新能源汽车的生产和销售量都在虚高增长,其中锂电池的需求量占据了一半以上的比例,而硫化锂则是锂电池中不可或缺的组成部分。
锂电池行业发展与市场前景研究报告随着科技的不断进步和经济全球化的不断推进,锂电池已经成为全球新能源领域的主流能源之一。
在这个领域中,锂电池一直是众所瞩目的技术之一。
因为它具有高能量密度、长寿命、高效率、减少酸雨、减少温室气体等特点。
行业现状目前,全球锂电池市场规模已经非常庞大。
锂电池应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、个人电子产品、电动车、储能等领域,在全球范围内享有广泛的应用市场。
在中国,锂电池的产业化进程较为迅速。
2019年,中国的锂电池行业排名全球第一,已成为全球锂离子电池领域的主要制造商。
中国市场上产生了多个重要的锂电池生产企业,如宁德时代、CATL、亿纬锂能等。
这些企业的增长就是锂电池行业强大的动力。
市场前景由于能源转型、供给侧改革以及中国对全球新能源工业的支持,锂电池市场正在取得快速增长。
预计,该行业在未来几年内将保持快速发展的势头。
据有关机构预测,锂电池产业链将从上游的锂资源、中游的电池生产和下游的应用市场逐渐形成一个完整的产业生态链,全球市场需求将会继续增长。
到2025年,中国新能源汽车产业将占据全球新能源汽车消费市场的50%以上份额,将成为全球新能源汽车领袖的最大市场。
锂电池市场有望获得持续的增长,供应量和销售量都将有所提高。
由于环保和能源问题的不断推进,未来几年内,全球市场上将生产更多的新能源汽车。
新能源汽车的需求将进一步推动锂电池行业的发展,市场发展前景非常广阔。
不过,锂电池市场中依然存在一些问题和挑战。
例如,技术不完全成熟、品质不稳定、市场竞争状况激烈等。
因此,针对这些问题,锂电池企业需要加强技术研发和质量管控,提高产品竞争力,以满足市场需求。
总的来说,随着全球储能产业的迅猛发展,锂电池的相关技术应该得到更好的发展,锂电池产业将有非常广阔的市场前景。
随着电动汽车的市场增长和政府鼓励政策的不断出台,锂电池市场将会实现更高的提升和增长。
考虑到中国锂电池工业的整体发展态势,市场前景非常乐观。
锂硫电池市场化研究报告一、锂硫电池研究问题的提出(一)锂硫电池研究背景现有锂离子电池的性能很大程度上取决于电池材料的比容量,现有锂离子二次电池的主流正极材料包括钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元材料(LiNiMnCoO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)等,其理论最大储锂容量为190mAh/g,制约了锂离子电池能量密度的提升。
为提高锂离子电池比容量、提高能量密度、降低成本、提高循环特性和提高安全性等方面进行,必须寻找超过200mAh/g的新材料。
在这些材料中,硫被认为是最有前途的材料之一。
以单质硫为正极的锂-硫二次电池,其硫正极具有高的理论比容量(1675mAh/g)和能量密度(2600Wh/kg),并且硫资源丰富且价格低廉,成为下一代高能密度锂二次电池的研究和开发的重点。
图1 现有锂离子电池正极材料技术指标(南京海泰纳米)(二)锂硫电池与锂离子电池性能比较表1 各种锂电池正极材料比容量比较表2 两种电池主要性能参数比较3、锂硫电池优点(1)比容量高:理论比容量高达1675mAh/g,是商业化锂离子电池的8-10倍。
(2)价格便宜:正极活性物质单质硫价格稳定在2600~2800元/吨;目前商业化锂电池正极材料中磷酸铁锂最低售价10万元/吨,最便宜的锰酸锂售价也在4-6万元/吨之间。
(3)资源丰富:2013年我国硫磺产量达到550万吨。
如果活性物质单质硫的有效利用率能达到60%,那么年产5000万台笔记本电脑用的锂硫二次电池仅需单质硫500吨。
(4)环境友好:无毒、无污染、安全可靠(无任何重金属,如铬、钴和汞)。
(5)能量密度高:实际质量比能量达到了430Wh/kg。
4、锂硫电池研究存在的问题锂硫电池具有巨大理论容量和能量密度优势,但在实际应用中还存在如下问题:(1)硫含量提高。
单质硫是电子和离子的绝缘体,单质硫的电导率极低,添加导电剂后,活性物质比例降低导致电池正极的能量密度减小。
(2)硫溶解。
在充放电过程中硫易形成溶于电解液的锂多硫化物而使活性物质流失,形成较厚的Li2S2和Li2S绝缘层,阻碍活性物质的进一步扩散和反应。
(3)硫的体积效应。
在充放电过程中硫发生体积膨胀和收缩会使电极材料的结构发生变化,导致循环过程中容量快速衰减、硫利用率低,循环稳定性差、可逆性差。
二、锂硫电池研究体系图2 锂硫电池结构体系示意图锂硫电池研究体系包括:S—Li和Li2S—Si/Sn体系(一)S—Li体系1、正极材料:单质硫存在体积膨胀和活性不足的问题,目前主要研究重点是硫-碳复合材料,硫-聚合物复合材料和硫-氧化物复合材料三个方向。
硫-碳复合材料包括:硫-介孔类碳复合材料、硫-空心球类碳复合材料、硫-碳米管碳复合材料、硫-层状类碳复合材料、硫-石墨烯碳复合材料。
2、负极材料:锂及锂合金。
(二)Li2S—Si/Sn体系1、正极材料:正极材料选用Li2S。
2、负极材料:采用 Si和Sn。
该体系为解决在长循环下金属锂负极的稳定性问题,目前主要尝试采用硅或锡等能与锂形成合金的负极材料。
2011年,崔屹研究组制备了硫化锂-介孔碳复合材料,成功实现了硅负极成功装配的硫化锂-硅(Li2S-Si)电池。
与此同时,Scrosati研究组也实现了在固体凝胶聚合物电解质体系中采用硫化锂为正极,金属锡为负极的硫化锂-锡(Li2S-Sn)电池。
上述方法中,由于负极无法提供锂源,因此需要正极使用硫化锂(Li2S),而硫化锂在空气中极不稳定,容易发生潮解,因此大大增加了电极材料制备及电池加工的难度,可能会制约其在未来的大规模应用。
三、国家标准锂硫电池目前无相关国家标准,可参照现有的锂离子电池标准。
工信部于2014年底发布了《锂离子电池行业规范条件》(征求意见稿),已经入审批程序,将于2015年正式实施。
该规范对锂离子电池及电池材料技术标准做出了规定,具体指标见附件1。
参照锂离子电池,衡量锂硫电池性能的电化学关键指标是:能量密度(Wh/kg)、库伦效率和循环次数。
衡量电池正、负极材料的电化学关键指标是:比容量(mAh/g)、库伦效率。
参照南京海泰纳米材料计划书,当前该公司已研发出标称电压2.1V,比容量526mAh/g,能量密度480Wh/kg的新型锂硫电池,但目前循环次数还偏低,仅接近200次。
项目还处于研发阶段。
四、通过专利情况分析锂硫电池技术发展现状1985年到2014年国内外申请人在中国申请公开的锂硫电池专利222项(其中,发明专利215项,实用新型7项)。
1、技术发展趋势图3 锂硫电池中国专利申请趋势图由图3可知,1998年开始才有了第一项锂硫电池相关专利的申请(美国波利普拉斯电池有限公司专利号CN98811714.2)。
2003年之前的专利,几乎都是韩国三星SDI 株式会社在中国申请的专利,直至2004年才有国内机构申请锂硫电池相关专利。
2010年以来,专利申请量迅速上升。
小结:锂硫电池在我国属于一个新兴研究领域,在近几年成为研究热点。
南京海泰纳米材料有限公司暂未能在锂硫电池上拥有专利。
图4 海泰纳米专利申请1图5 海泰纳米专利申请22、主要研发机构分析我国锂硫电池专利申请人主要以高校科研院所和企业为主,其中,高校、科研院所申请专利135项,占比61%;企业申请专利84项,占比38%。
而以个人名义申请的锂硫电池专利仅有5项,占比2.3%,这反应出锂硫电池技术含量高,依靠个人的研究难以出研究成果。
图4 锂硫电池中国专利主要企业申请人专利申请情况图5 锂硫电池国内主要高校科研院所专利申请情况从企业申请专利情况看,我国锂硫电池专利主要申请企业中跨国企业在专利申请数量上占据明显优势,本土企业专利申请数量明显偏少,韩国三星SDI株式会社处于领先地位。
从高校科研院所申请专利情况看,中国科学院申请数量最多,其下属有8个研究所参与锂硫电池的正极、电解质、隔膜研究;其次是中南大学申请数量最多,主要研究锂硫电池正极材料;北京理工大学主要研究电解质和正极材料;上海交通大学主要研究正极粘合剂、电解液等。
小结:目前我国锂硫电池领域的主要研究机构是以中国科学院、中南大学、北京理工大学等为代表的高校科研院所。
3、主要研究方向分析图6 锂硫电池中国专利技术结构示意图如图6所示,目前锂硫电池研究方向主要集中在正极材料及电极的制备、锂硫电池整体制造方面。
在222篇专利中,有关正极材料及电极制备的专利数量占比达56%,电池整体制造相关的专利占比33%,电解液、电解质相关的专利数量占比15%,而负极材料制备相关专利仅4项,占比仅有2%。
小结:正极材料或电极的制备技术是目前我国锂硫电池领域最为关键的技术。
五、国外锂硫电池主要研究单位目前,国外以单质硫为正极材料的锂硫二次电池研究分布在企业和高校科研机构。
主要企业主要有:美国Sion Power(BASF支持)、Polyplus(美国能源部资助)、韩国三星和英国的OXIS公司(萨索尔新能源公司资助),其中又以Sion Power公司的结果最具代表性。
高校研究团队有:加拿大滑铁卢大学的Linda F. Nazar 课题组,美国斯坦福大学的崔屹课题组,美国西北太平洋实验室的Liu Jun课题组,康奈尔大学的Lynden A. Archer课题组,马里兰大学的Wang Chunsheng课题组,田纳西州橡树林国家实验室的Liang Chengdu课题组等。
1、Sion Power公司Sion Power总部位于美国亚利桑那州的图森(Tucson),主营锂硫电池的研发。
2003年,Sion Power公司制备的锂-硫二次电池比能量达到250Wh/ kg,能支持HP TC1000笔记本电脑连续工作8h;2006年,宣称锂硫电池比能量达到350-380Wh/kg,目前已达到400Wh/ kg。
但是,Sion Power 公司研制的比能量为350Wh/kg 的2.5Ah电池,100%放电深度(DOD) 循环仅有50次,50% DOD循环120次,20% DOD 循环为200次,电池总体循环性能远不能满足要求。
2012年2月,巴斯夫宣布以5000万美元收购Sion Power的股权。
2、PolyPlus公司PolyPlus电池公司成立于1990,目前拥有27名员工,包括7名博士。
公司已通过结合私营行业和政府的资金支持。
PolyPlus的成立是基于加利福尼亚伯克利实验室两位教授关于锂硫电池的创新性研究。
据PolyPlus公布,他们试制的锂硫电池质量比能量为420Wh/kg,体积比能量为520Wh/L,循环寿命可超过200次。
3、OXIS公司2013年10月,OXIS和Steatite签订协议,共同开发锂硫电池系统。
OXIS计划2014年开始量产软包装容量为0.5Ah,能量密度为200Wh/kg锂硫电池。
经测试,充放电600次无容量衰减,循环寿命可达1700次-1800次。
该公司计划每年提高能量密度20%。
4、滑铁卢大学Linda F. Nazar课题组2009年5月,Nazar研究组报道了通过采用高度有序的介孔碳材料CMK-3与单质硫复合,并且采用聚合物聚乙二醇(PEG)包覆,形成了一种三维方向有序的纳米结构复合正极材料。
该碳硫复合材料首次放电容量达到1320mAh/g(质量按活性相硫计算),经过10次循环容量仍可保持在1100mAh/g。
2011年11月,Nazar研究组通过在氧化石墨烯和多硫化钠混合溶剂中加入5%盐酸原位氧化多硫化钠制备了氧化石墨烯硫复合正极材料。
该碳硫复合材料载硫量高达87wt%,0.2C下50次循环比容量保持在705mAh/g。
2012年4月,Nazar研究组通过使用具有双级介孔结构(3.1和6nm)的碳材料制备了碳硫复合正极材料,在高载硫量(70wt%)下,复合材料在1C倍率下100次循环后可逆容量仍可保持830mAh/g,容量保持率为83%。
5、斯坦福大学崔屹课题组2011年6月,崔屹课题组合成的石墨烯包覆硫复合正极材料在0.5C下循环100次以上比容量仍然保持在600mAh/g左右。
2011年9月,崔屹研究组制备了碳纳米管包覆的碳硫复合正极材料。
在0.2C倍率下经过150 周循环后,可逆容量仍可达到730mAh/g。
2013年1月,崔屹课题组开发出一种正极硫含量为53wt%的硫/TiO2纳米复合材料。
0.5C下复合材料的首次放电比容量为1030mAh/g (365Wh/kg),1000次后比容量保持在690mAh/g (245Wh/kg),循环寿命首次达到1000次。
六、国内锂硫电池主要研究单位目前国内锂硫电池技术主要停留在实验室阶段,暂时没有商业化的产品问世。
在锂硫电池领域比较突出的研究机构主要有中科院苏州纳米所(张跃钢),解放军防化研究院(王维坤),天津电子18所,上海交通大学(王久林),北京理工大学(吴锋),上海硅酸盐研究所(温兆银),国防科技大学(谢凯)和南开大学(高学平)等,且均试制出了软包装锂硫电池。