中国锂离子电池技术现状与发展动态
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锂离子电池技术的发展现状与趋势随着人们对新能源的需求日益增加,锂离子电池成为了最为优秀的储能设备之一,被广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及储能领域。
在应用广泛的背后,锂离子电池的技术发展也经历了数十年的演进。
在本文中,我们将探讨锂离子电池技术的发展现状与趋势。
一、锂离子电池的基础原理锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成。
正极材料最初采用的是锂钴酸,然而它的成本高、资源紧缺、对环境有害,很快就被淘汰。
现在的正极材料主要是钴酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂等。
负极材料采用石墨,电解液大多数为碳酸盐或者磷酸盐体系。
锂离子电池的工作原理是,在充放电过程中,锂离子在正负极之间穿梭,通过电解液进行传输,从而实现电能的储存和释放。
二、锂离子电池技术的演进锂离子电池技术自20世纪初开始发展,经历了数十年的演进,一共经历了三个重要的演进阶段。
(1)第一阶段:斜坡期(1991-2002年)锂离子电池技术最初出现是在20世纪80年代。
在90年代初,Sony公司在商业上成功推出锂离子电池,并逐渐开始大规模应用于电子设备领域。
由于这一阶段的技术亟待发展,刚开始的锂离子电池产品的性能不太理想,特别是容量较低、寿命较短、安全性较差等缺陷,这也叫做锂离子电池的“斜坡期”。
(2)第二阶段:平台期(2002-2015年)随着锂离子电池技术的发展,它的容量、寿命和安全性逐渐提升,进入了平台期。
在2005年左右,由于小家电、电动自行车等市场份额的争夺,很多锂离子电池企业纷纷涌现。
同期,国内外各大企业开始着力研发纳米材料、新型电解液等新技术,以提升锂离子电池的性能。
到了2015年时,锂离子电池已经达到了一个新的高度,日渐成为各种电子装置和电动车领域的主流。
(3)第三阶段:变革期(2015年至今)近年来,随着新能源汽车、智能电网、储能设备等领域的迅猛发展,锂离子电池的应用需求也日益增加,手机和笔记本等消费电子市场容量性增长放缓。
锂离子电池的研究现状与发展趋势随着科技的不断进步和社会经济的不断发展,人们对能源解决方案也提出了更高的要求。
对于移动设备、电动汽车等领域,电池作为电力储存的核心技术之一,已经成为人们关注的焦点。
而锂离子电池(Li-ion)又作为一种高能量密度、长寿命、环保的电池技术被广泛了解和应用。
锂离子电池是一种通过锂离子在电池的两个极板之间来实现充电和放电的电池技术。
锂离子电池以其充电周期长、充放电效率高、功率密度大等优势,在消费电子、电动汽车、无人机、储能等领域发挥了重要作用。
在充电电源储能方面,锂离子电池不仅能够满足小型家电、手机、平板电脑等日常生活用品的需求,而且也能够为电动汽车等高负荷、高流量应用提供可靠的动力源,因此在市场上具有重要的竞争力。
然而,随着新兴科技的诞生和市场的发展,锂离子电池技术也在不断地面临着新的挑战和需求。
例如能量密度的提高、安全性和稳定性的加强以及生产成本的降低等。
因此,在锂离子电池方面的研究,也变得更为重要和紧迫。
目前,锂离子电池领域在多个方向上进行研究和开发,以提高电池的容量、性能、安全性和稳定性。
在这些研究领域中,可以从以下几个方面来讨论锂离子电池的研究现状和发展趋势。
一、锂离子电池技术的研发随着新兴科技的不断涌现,锂离子电池也在不断的进行技术研发。
在电池材料、结构设计和储能方面都不断地探索和创新。
例如,磷酸铁锂电池、三元杂化电池等新型电池技术,都在寻求提高电池容量和安全性的同时,尽可能地减小电池尺寸和重量。
同时,也在积极研发新颖的电极材料、隔膜材料和电解液等领域,以提高锂离子电池的能量密度和充电速度。
二、锂离子电池的节能与环保随着人们对环保问题的重视,锂离子电池也越来越注重做到能源的高效利用,同时尽可能降低对环境的影响。
在生产流程上,采用新的技术、设备,使电池制造的污染得以降到最低。
例如在生产中采用“水基涂布技术”对电池进行涂布,这种方法的环保性能和能源消耗都比传统生产方式更加高效。
锂离子电池的发展趋势锂电池是一种重要的电池技术,广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等领域。
它以其高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点,成为了当前电池领域的主流技术。
本文将详细介绍锂电池的发展现状以及未来发展趋势。
一、锂电池发展现状锂离子电池锂离子电池是目前最为成熟和广泛应用的锂电池技术。
它的正极材料通常采用锂钴酸锂、锂镍酸锂和锂铁酸锂等,负极材料则采用石墨或石墨烯。
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点,已经成为大部分电动汽车和便携式电子设备的首选电池。
锂硫电池锂硫电池是一种具有更高能量密度潜力的锂电池技术。
它的正极采用硫材料,负极采用锂金属或锂合金。
锂硫电池的理论能量密度远高于锂离子电池,可以达到500-600Wh/kg,是锂离子电池的两倍以上。
然而,锂硫电池目前还存在循环寿命短、容量衰减快、安全性差等问题,仍处于研究和开发阶段。
二、锂电池未来发展趋势提高能量密度能量密度是衡量电池性能的重要指标之一,直接影响电池的续航能力和使用时间。
未来锂电池的发展趋势是提高电池的能量密度,使其能够满足更高能量需求的应用,如电动飞机和储能系统。
目前,研究人员正在探索新的正负极材料,如锂硅合金、硅纳米颗粒等,以提高电池的能量密度。
延长循环寿命循环寿命是指电池能够进行多少次完整的充放电循环。
锂电池的循环寿命通常在几百到几千次之间,是影响其使用寿命和性能稳定性的重要因素。
未来的发展方向是延长电池的循环寿命,减少电池的衰减和容量损失。
研究人员正在研究新的电解质、电极材料和电池结构,以提高电池的循环寿命。
提高安全性锂电池的安全性一直是一个重要的关注点。
锂电池在过充、过放、高温等条件下可能发生热失控和爆炸,给人们的生命和财产带来威胁。
未来的发展方向是改进电池的设计和材料,提高其安全性能,减少安全风险。
研究人员正在研究新的电解质、电极材料和安全控制系统,以提高锂电池的安全性。
降低成本锂电池的成本一直是制约其广泛应用的一个因素。
锂离子电池的现状与发展趋势新能源技术被公认为21 世纪的高新技术,电池行业作为新能源领域的重要组成部分,已成为全球经济发展的一个新热点。
目前锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用,无论是在电子通讯领域,还是在交通运输领域等,它都担当着极为重要的角色,有着广泛的应用前景。
锂离子电池是一种二次电池,是在锂电池的基础上发展起来的一种新型电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
自20世纪70年代以来,以金属锂为负极的各种高比能量锂原电池分别问世,并得以广泛应用。
锂离子电池工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小,是现代高性能电池的代表,是移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源,并有望成为未来电动汽车、无绳电动工具等的主要动力来源之一。
我国锂离子电池产业发展历史不长,但发展很快,2012年我国锂离子电池的总产量达41.8亿只。
在国际锂离子电池市场上,中国、日本和韩国形成了三足鼎立的态势,但总体而言,我国锂离子电池产业在技术先进程度和市场竞争力方面和日本、韩国还有较大差距。
我国锂离子电池产业的技术发展是从模仿国外成熟技术开始的,在此过程中,工艺创新是我国锂离子电池产业早期发展的主要成绩,最近几年,随着技术创新投入不断加大,我国锂离子电池产业在技术创新方面发展很快,并形成了基本的产业核心竞争力,在某些领域积累了一定的技术优势。
锂离子电池材料的研究现状及发展趋势锂离子电池的主要构造有正极、负极、能传导锂离子的电解质以及把正负极隔开的隔离膜。
锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电介质材料的结构与性能,尤其是电极材料的选择和质量直接决定着锂离子电池的特性和价格。
目前锂离子电池正极材料的研究主要集中于钴酸锂、镍酸锂等,同时,一些新型正极材料(如Li-Mn-O系材料、导电高聚物)的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新的活力,寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子二次电池正极材料新体系是该领域的重要研究内容。
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。
锂离子电池技术的现状与发展近年来,随着电动汽车及智能终端等电子产品的普及,锂离子电池技术在能源领域中的应用越来越广泛,成为掌握现代能源技术的重要基础。
本文将介绍当前锂离子电池技术的现状与发展情况。
一、锂离子电池的基本原理锂离子电池的基本原理是在正极与负极之间来回传输电子,形成电流,从而实现电能转换的过程。
其中,正极材料主要是由过渡金属氧化物与锂离子混合而成,负极材料则主要是由石墨、碳纤维等材料组成,而电解液则主要是由有机溶液和无机盐构成。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、轻巧等优点,而且价格也逐渐降低,已经成为电动汽车和移动终端等领域的主流能源。
二、锂离子电池的现状目前,锂离子电池已经成为智能终端、电动汽车等领域的主要能源,而且市场需求非常大。
根据不同的应用领域,锂离子电池也被分成了多种类型。
例如,电动汽车所使用的大型锂离子电池能够提供更高的功率和续航时间;而智能手机、平板电脑等消费电子产品所使用的小型锂离子电池则拥有更高的能量密度和更小的体积。
然而,锂离子电池也有一些缺点。
例如,锂离子电池电量下降、发热等问题。
这些问题限制了锂离子电池的使用寿命和可靠性,也对电池设计和制造过程提出了更高的要求。
在过去的几年中,人们对锂离子电池的研究发展越来越深入,逐渐出现了更高性能的锂离子电池。
三、锂离子电池的未来发展随着技术的进步和人们对环保能源的日益关注,锂离子电池技术在未来的能源领域将会有更加广泛的应用。
此外,在锂离子电池的研究发展方面,还存在一些问题需要解决。
例如,在电池安全性和能量密度方面仍然存在一定的瓶颈,也需要更好的电池制造工艺及更好的安全措施。
同时,随着电动汽车和可再生能源等市场的发展,锂离子电池的价格和性能将会有进一步的提升,对锂离子电池技术的未来发展提出了更高的要求。
总之,锂离子电池技术的现状和发展情况是极其重要的,它将会持续地影响着我们的生活和科技领域发展。
相信未来锂离子电池技术会迎来更为广阔的应用和更为锐利的发展趋势。
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%。
锂离子电池技术的发展现状与前景随着科技的快速发展,人们对能源的需求也越来越高,同时环保意识也越来越强。
因此,对于替代传统化石能源的新型能源的需求也越来越迫切。
锂离子电池因其体积小,重量轻,使用寿命长,环保等优点而备受关注。
本文将从锂离子电池的技术发展现状和未来发展前景两方面展开探讨。
一、锂离子电池技术发展现状1. 锂离子电池的基本原理锂离子电池是一种将锂离子嵌入和从电极材料中取出的可充电电池。
其基本结构包括正极、负极、隔膜和电解质。
当充电时,锂离子从正极材料中取出并通过电解质传递到负极材料中,放电时则相反。
随着锂离子电池的使用寿命延长和容量增加,锂电池已被广泛应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域。
2. 锂离子电池的技术发展历程早在20世纪80年代,锂离子电池就已经开始研究了。
1991年,索尼推出了第一款商用锂离子电池,被广泛应用于便携式电子产品。
随着技术的不断创新和进步,锂离子电池的能量密度逐渐提高,使用寿命大大延长,环保性也得到了很大的改善。
目前,锂离子电池技术已经逐渐成熟,许多企业已经开始投入大量资金进入相应的研究和开发。
3. 锂离子电池的应用领域目前,锂离子电池已经广泛应用于各个领域,如电动汽车、智能手机、笔记本电脑等。
其中,电动汽车市场是锂离子电池应用的一大重点领域。
随着国家政策的不断扶持和落地,电动汽车市场发展迅猛,锂离子电池也将会随之大幅提升。
二、锂离子电池技术发展前景1. 锂离子电池市场前景分析从市场需求和政策支持来看,锂离子电池市场前景非常广阔。
政策层面上,国家加大了对新能源汽车的支持力度,如“新能源汽车推广应用财政补贴资金管理办法”等文件的出台,给了新能源汽车和锂离子电池更多的发展机会。
同时,人们对绿色环保的需求也越来越高,青睐使用绿色、可再生能源的产品,因此锂离子电池的市场需求将会持续增长。
2. 锂离子电池技术发展趋势未来,锂离子电池的技术将会朝着更高的性能、更长的使用寿命、更安全的方向发展。
锂离子电池的发展现状锂离子电池作为一种高能量密度、环保、可充电的电池技术,近年来取得了显著的发展。
以下是锂离子电池的一些发展现状:1. 电池容量提升:锂离子电池的容量不断提升,主要得益于电池正负极材料的改进。
研究人员正在不断寻找新的正负极材料,以提高电池容量,并通过优化电池结构和设计来提高能量密度。
2. 快速充电技术:传统的锂离子电池充电时间较长,为了满足人们对快速充电的需求,研究人员致力于开发快速充电技术。
目前,有一些公司已经成功开发出可实现数分钟内充满电池的快速充电技术,并正在进行进一步的实验和改进。
3. 长寿命电池:锂离子电池的寿命是使用者非常关注的一个问题。
为了延长电池的使用寿命,研究人员正在改进电池材料和电池管理系统。
其中,使用硅材料代替传统的石墨作为负极材料,可以提高电池容量和循环寿命。
4. 安全性改进:锂离子电池的安全性一直是人们关注的焦点。
过去,锂离子电池存在过热、短路、爆炸等安全隐患。
近年来,研究人员通过改进电池结构和材料,开发了更安全的锂离子电池。
例如,采用固态电解质代替液态电解质可以大大降低电池的火灾风险。
5. 应用拓展:锂离子电池正在不断扩大应用范围。
除了传统的移动电子设备,如手机和笔记本电脑等,锂离子电池还被广泛应用于电动汽车、储能系统和可再生能源等领域。
随着技术的进步和成本的降低,预计锂离子电池的应用范围将进一步扩大。
总的来说,锂离子电池在容量、充电技术、寿命、安全性和应用拓展等方面都取得了显著的进展。
然而,锂离子电池仍面临一些挑战,如电池成本、能源密度和环境影响等。
未来,锂离子电池的发展方向将继续围绕提高性能、降低成本和改善环境影响展开。
锂电池技术的发展现状与未来趋势分析引言锂电池作为一种高效、环保的能源储存装置,在近年来得到了广泛应用。
从智能手机到电动汽车,锂电池都扮演着重要角色。
然而,随着技术不断演进,锂电池的发展也面临着一些挑战和问题。
本文将从锂电池技术的现状入手,探讨其未来的发展趋势。
锂电池技术现状1. 锂电池的基本原理锂电池的基本原理是通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能的存储与释放。
正极材料通常采用的是锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等,而负极材料则是石墨。
电解质是锂电池中发挥重要作用的一部分,常用的电解质有液态电解质和固态电解质等。
2. 锂电池的发展历程锂电池的发展可以追溯到20世纪70年代,最早起源于用于宇航应用的锂电池。
然而,由于成本高昂和安全性问题,锂电池在当时并未得到广泛应用。
直到90年代中后期,随着电动汽车和便携式电子产品的兴起,锂电池开始进入普通家庭和商业市场。
3. 锂电池技术的发展随着科技的进步,锂电池技术也在不断发展。
第一代的锂电池技术主要采用的是液态电解质,这种电池容量较低,充电速度慢,且存在安全隐患。
而在今天,随着固态电池技术的不断突破,锂电池的能量密度和安全性都得到了显著提高。
未来趋势分析1. 高能量密度与快速充电锂电池技术的发展趋势之一是追求更高的能量密度和更快的充电速度。
高能量密度能够延长电池的续航时间,提高设备的使用时间。
而快速充电技术则能够减少用户的等待时间,提高使用便利性。
2. 固态锂电池的突破固态锂电池是解决锂电池安全性问题的一种重要途径。
相比于传统的液态电解质,固态电解质具有更高的热稳定性和抗击穿能力。
此外,固态锂电池还可以实现更高的能量密度和充电速度。
3. 钠离子电池的应用前景尽管锂电池在目前得到了广泛应用,但锂资源的有限性导致生产成本高企。
因此,钠离子电池作为一种替代品具有广阔的应用前景。
钠资源丰富,成本低廉,可以更好地满足大规模能源存储的需求。
结论锂电池技术经过多年的发展和突破,目前已成为能源存储领域的主导技术。
研究报告中国锂离子电池技术现状与进展动态清华大学核能与新能源技术研究院目录一、中国锂离子电池技术现状 (6)1、中国锂离子电池技术概况 (6)2、中国锂离子电池材料技术概况 (11)正极材料 (12)负极材料 (15)电解质 (18)粘合剂 (19)隔膜 (19)3、中国锂离子电池要紧生产企业现状 (19)(1)苏州星恒电源有限公司 (19)(2) 深圳雷天能源集团有限公司 (21)(3)深圳比亚迪股份有限公司 (22)(4)河南环宇电源股份有限公司(海普赛) (23)(5)天津力神电池股份有限公司 (24)(6)北京盟固利动力科技有限公司 (25)(7)TCL金能电池 (27)(8)北京中润恒动动力电池有限公司 (29)(9)浙江兴海能源科技有限公司 (30)(10)天津市航力源科技有限公司 (31)(11)苏州迪耐特能源科技有限公司 (32)(12)双一力(天津)新能源有限公司 (34)(13)深圳市兴科特电技术进展有限公司 (35)(14)江西美亚能源有限公司 (35)(15)湖南海星高科动力电池有限公司 (36)(16)深圳德朗能电池有限公司 (37)4、中国锂离子电池要紧研究机构现状 (38)中国科学院物理研究所 (38)清华大学 (39)北京理工大学 (40)北京工业大学 (41)上海交通大学 (43)复旦大学 (43)厦门大学 (45)其它机构 (45)二、中国锂离子电池进展动态 (46)1. 国家中长期科学和技术进展规划纲要(2006-2020) 46(1)进展总目标 (46)(2)总体部署 (48)2、2008年“863”打算在锂离子电池领域的研究打算 . 623、国家重点基础研究进展打算(973打算)“十一五”进展纲要 (68)(1)“十五”期间的部署 (68)(2)重点方向和任务 (73)4. 国家对电动车进展的政策支持 (77)三、锂离子电池的安全性问题 (87)1、正极 (90)2、负极 (91)3、电解液 (92)4、隔膜 (93)5、电池的安全性 (95)6、改善电池安全性的方法 (96)四、中国锂离子电池的相关标准的现状 (99)五、中国锂离子电池进展的资源情况 (110)一、中国锂离子电池技术现状1、中国锂离子电池技术概况锂离子电池因其能量密度高、功率大、重量轻、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽等突出优点广泛应用于移动通讯、电动工具等许多日用电子产品中。
1990年,继日本索尼公司首次开发出锂离子电池后,日本的东芝、松下、三洋、汤浅,美国的杜拉塞尔,法国的萨福特,德国的瓦尔塔和中国的几家公司先后推出了自己的锂离子电池产品。
1995年,日本的锂离子电池的市场规模占全世界锂离子电池市场规模的88.06%。
随着便携式电子设备的迅速进展,锂离子电池的市场规模也在不断地扩大。
但总的来讲,在二十世纪末期的十年中,由于技术与成本等问题限制,锂离子电池的应用大多停留在小型电池领域。
进入二十一世纪,随着锂离子电池关键材料及电池制备技术突破性进展,锂离子电池的应用不仅向着小型轻量的小型电器进展,而且也开始向大型电动设备进展。
电动汽车等领域用大型电池的研究开始受到重视。
美国杜拉塞尔公司和德国的瓦尔塔公司选择锂离子电池为电动汽车用大型动力电源进行研究。
中国的一些研究机构、大学及企业也将电动汽车用锂离子电池作为攻关课题,投入大量经费进行研究。
有资料可能2008年全球锂离子电池供货金额将同比增长13%。
从不同形状的产品的供货量来看,圆柱形为46%,方形为41%,聚合物形为13%。
面向电动工具的新市场正在形成。
方形电池方面,手机尤其面向新兴市场国家供货的低价位机型起了推动作用。
锂离子聚合物电池以手机为中心销量日益扩大。
从不同用途来看,面向手机为49%、面向笔记本电脑为36%、面向数码相机为4%。
可能随着BRICs(巴西、俄罗斯、印度、中国)等新兴市场上手机以及笔记本电脑进一步普及,上述便携产品的增长将放缓,同时锂电池市场的增长也将放缓。
据预测:2009年度之前会接着实现两位数增长,而2010年度开始增长率将低于10%。
目前在小型电池领域的研究工作要紧集中于两个方面:(1)接着查找新材料,进一步提高电池性能和降低电池成本。
现在多数电池产品中使用LiCoO2作为正极材料,也已有小部分产品(日本Moli方形电池)使用LiNi0.8Co0.2O2或LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及LiMn2O4替代LiCoO2正极材料,使用LiNi0.8Co0.2O2或LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2能够提高电池的比能量,而使用LiMn2O4能够降低电池的成本。
负极材料使用的碳是多种多样的,最近发觉天然石墨不仅价格适宜,而且能够达到专门高的比容量和低的容量损失(由原6%降至4%以下)。
另外,对电解质材料和隔膜材料的研究也在接着进行中。
(2)产品性能不断提高,产品规格品种不断增加,应用领域不断拓宽。
由于手机越来越小,小型方形电池受到青睐,为了降低重量,日本三洋公司的方形电池已采纳了铝外壳,并解决了由此带来一系列密封及焊接等关键技术问题。
同时,随着新材料的应用及电池优化设计,锂离子电池的比能量已从最初的100Wh/kg升至150Wh/kg以上。
其中,日本各公司生产的18650型电池容量皆已达到2000mAh,同时方形电池厚度3.8mm的锂离子电池已成为大规模生产的产品,其重量和体积比能量分不达160Wh/kg和360Wh/L,这种电池显然是针对聚合物锂离子电池而研制的竞争产品。
自90年代以来,中国正日趋成为世界上最大的电池生产国和最大的电池消耗国,据2000年1月20日,中国中央电视台公布的消息:1999年底,中国电池年产量达140亿只,其中国内消耗量60亿只,人均达5只。
到2000年底,中国全年电池产量增至170亿只,国内消耗量增至70亿只,人均消耗量达6.6只。
中国在个人或家庭消费中,用于手机、无绳电话、笔记本电脑的电池量正处于迅速增长之中。
中国的新型锂离子电池研制首先是由信息产业部电子十八所于1992年开始的,并于1998年建成了年产30万只圆柱电池生产线。
1999年在天津市的支持下建成了力神公司。
力神公司拥有我国第一条锂离子电池自动化生产线。
自2000年开始,通过Motorola公司9个月的认证,于2001年6月18号由Motorola公司向力神公司正式颁发了产品合格证书和合格供应商证书。
这标志着中国锂离子电池产品差不多达到了国际先进水平。
至2002年达到年产5000万只的生产能力。
哈尔滨光宇也建成了年生产能力为2000万只自动化生产线。
深圳BYD的手动生产线月产方形锂离子电池已达500万只。
这些生产线生产的电池成本较低,专门具竞争性,已大量出口国外。
日本SANYO和SONY公司也已在苏州建立了聚合物锂离子电池生产线。
从国内外手机和笔记本电脑市场的现状和进展预测,中国手机市场的增长速度依旧专门高,因此,对新型锂离子电池的需求量特不大,这给中国电池产业的进展带来机遇。
日本的锂离子电池的生产技术在国际上处于领先地位。
西欧和北美等国家的锂离子电池技术与中国差不多上处在同一起跑线上。
中国政府对锂离子电池的研究开发十分重视,投入了巨大财力和物力,将其列人“863”打算及“九五”重点攻关项目。
许多科研院所和高校相继开展了锂离子电池研究。
在我国,锂离子电池的研制始于1992年,1994年完成了AA型样品电池的技术鉴定,其水平接近了国外报道的数据,1996年完成了18650型电池的研制,但与国外先进水平相比还存在许多差距。
目前,制约中国锂离子电池进展的要紧问题:①对锂离子电池的某些关键材料研究的还不深入。
②对适合各种用途的薄膜电极工艺缺乏认识和设备手段。
③针对方型电池和大容量电池的安全性研究的还太少,特不是在采纳新技术来解决电池性能及安全装置的设计问题还没有取得新的进展。
④电池的低温性能还有待于进一步提高,以满足通信装备-40℃的使用要求。
⑤方型电池的容量设计及加工是一项难度专门高的技术,目前国内尚未完全解决,还需花大力尽早组织攻关,方能使方型电池的有用化取得突破。
⑥对电池的组装、质量操纵、检测等还缺乏必要的手段。
因此,我们应加大投资力度,加快研制速度,尽快研制开发出具有国际先进水平的锂离子电池。
汽油紧张和污染环境是汽车面临的严峻问题,电动车将部分解决这些问题。
电动车的不耗油、无噪音、操作方便、不污染环境等优越性被直接感受,电动自行车已为人们同意。
锂离子电池以其优良的性能,将成为电动车的要紧动力源。
电动车目前尽管存在行程较短、爬坡能力不足等问题,但由于它有效地解决了汽车的两大问题,人们会逐渐改造它,使之完善。
电动自行车曾促进了铅酸电池的生产进展和技术进步,以后还将促进锂离子电池生产的进展,LiMn2O4电池和LiFePO4电池也将会得到不断进展。
电动汽车一旦进入市场,往后的进展将是前途无量。
锂离子电池投放市场才只十多年时刻,具有专门大的改进潜力,今后对锂离子电池的改进方向要紧为:(1)降低成本;(2)进一步提高电池容量;(3)进一步实现电池的轻量化。
这与目前国际电池市场的进展趋势是一致的,这为锂离子电池最终进入国际市场提供了方便条件,从而对锂离子电池的产品开发和生产起到有利的促进作用。
随着锂离子电池价格的降低及其性能的进一步改善,锂离子电池将进一步取代Ni/Cd、Ni/MH 及铅酸电池,成为世界上最有进展前景的电池。
2、中国锂离子电池材料技术概况锂离子电池的要紧材料包括正极材料、负极材料、电解液、粘合剂、隔膜及其他材料(如绝缘垫片、防爆片、密封环、外壳等)。
一般来讲,在锂离子电池产品组成成分中,正极材料占据着最重要的地位,正极材料的好坏,直接决定了最终锂离子电池产品的性能指标。
正极材料在电池成本中所占比例高达40%左右。
锂离子电池正极材料已成为制约高性能锂离子电池进展的瓶颈,另外,在正极材料研究方面所取得的进展,也展示出锂离子电池正极材料进展的宽敞前景。
正极材料正极活性材料要紧包括:钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂及聚阴离子型正极材料如磷酸铁锂、磷酸钒锂、硅酸钒锂和硅酸锰锂等。
现在市场要紧用钴酸锂,效果专门好,然而钴昂贵而稀少。
锰价是钴的百分之一,通过多年研究,目前,锰酸锂已批量生产。
磷酸铁锂也已进入工业化生产时期。
此外,有机物-硫复合化合物,双巯基类有机化合物用作正极已进行了较长时刻的研究。
锂离子电池一般选用过渡性金属氧化物为正极材料。
一方面过渡金属存在混合价态,电子导电性比较理想,另一方面不易发生歧化反应。
作为锂离子正极材料的氧化物,常见的有氧化钴锂,氧化镍锂,氧化锰锂和钒的氧化物。
常用的氧化钴锂为层状结构,由于其结构比较稳定,研究得比较多。