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锂离子电池手机充电器现况及前景

锂离子电池手机充电器现况及前景
锂离子电池手机充电器现况及前景

【摘要】锂离子电池本身的良好特性,使得其在便携式产品中(手机、笔记本电脑、PDA等)的应用越来越广泛,用于锂离子电池的充电器在设计和功能上也日趋完善。本文主要介绍了锂离子电池手机充电器的市场现况、发展前景,以及目前流行的电路设计。

【关键词】锂离子电池、充电器

一、引言

锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命较长,价格也越来越低。它的这些特点促进了便携式产品向更小更轻的方向发展,使得选用单节锂离子电池供电的产品也越来越多。

锂离子电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻,对保护电路的要求较高。其要求的充电方式是恒流恒压方式,为有效利用电池容量,需将锂离子电池充电至最大电压,但是过压充电会造成电池损坏,这就要求较高的控制精度(精度高于1%)。另外,对于电压过低的电池需要进行预充,充电终止检测除电压检测外,还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施,如检测电池温度、限定充电时间,为电池提供附加保护。由此可见实现安全高效的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。

锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而保证电池安全充电。增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。所有或者部分这些功能都可以在充电芯片中实现,当然,也可利用ASIC、分立器件、或在微处理器的基础上用软件实现。

二、国内手机充电器市场情况

现在市场上发现有一些假冒伪劣手机电池便携式充电器。这些充电器由于价格非常低,携带方便,有许多手机用户更愿意使用这些充电器来对电池进行充电。劣质充电器实际上就是一个没有安全保证的简易变压器,由于内部缺少保护电路等保证安全的零配件,因而重量较原装品轻很多。但实际上,由于现在的手机电池多采用锂离子电池或镍氢电池作电芯,对充电器的电压、电流特性及安全保护有很高的要求。这些假冒伪劣充电器由于设计简单,采用劣质材料,加工手段粗糙,对手机电池的性能和寿命有很大损害。没有保护电路的充电器,由于不能保证充电时电流的稳定,因而会有烧坏电池甚至爆炸的危险。

目前手机充电器主要有旅行充电器,座式充电器和车载充电器。厂家生产的原装旅行充电器和座式充电器,设计上都采用越来越精密的保护电路或开关电路设计,对电池的充电起到了良好的保护作用。车载充电器可以方便用户在汽车上为手机充电,一端插入点烟器,另一端连接手机,但不宜在汽车中长期充电,因为汽车中温度较高。

三、手机充电器的市场走向

1.目前,手机充电器可分为单槽形状和双槽型充电器,单槽形充电器正在受到双槽形的攻击。双槽形充电器除了具有慢速充电、快速充电、放电及镍镉、镍氢电池兼充的标准功能

外,还有部分产品带有自动温度控制与电压控制,严防过充的新功能,因而消费者应将倾向于选择双槽型充电器。

2.随着手机种类的日益增多,各种充电器因机型不同,电源端口的大小也不相同,从而不能互换使用,给消费者带来了不便。标准型充电器,是指可以连接所有手机底端电源插座(端口)的充电器。而且,生产的手机的电源端口将统一为适用于标准充电器的规格。这样,消费者将不必在每次换手机时同时购买新的充电器。由此可见,充电器在从坐式向便携式、双槽式等方向发展的同时,也开始向标准化、通用化的方向发展。

3.手机充电器的待机耗电量的降低逐步成为充电器的设计过程中的一个重要环节。相比于以前的充电器,今后生产的产品将会在各项功能完善的同时进一步降低本身的待机耗电量。为了达到这一目标,可以设计一个判断AC适配器是否连接负荷(手机)的IC,当未连接负荷时,将AC适配器的直流输出方(2级电路)切换到高阻抗电路上。通过采取这一措施可以大幅减少待机时2级电路的消耗电流(可以达到数十μA)。另外,还可以在输入交流100V 方(1级电路)中设置切换电路。在未连接负荷时,通过开关切换电路来减少供应给直流输出方(2级电路)的功率从而减少耗电量。

4.现在市场上的大部分充电器,只是针对锂电池或镍氢电池充电的,但是随着市场的发展,自动识别两种电池而进行相应的充电进程的充电器正在逐步占据主流。可以自动分辨锂电池或镍氢电池的座充能“防止将锂电放电的错误动作”,如果在充锂电池时不小心按到了座充上的“放电钮”,好的座充可以辨识出来是锂电池,因此不会做放电动作;差的座充则不管三七二十一地进行放电,这就会造成锂电池寿命的折损。

四、手机充电器的设计要求

目前一些大的厂家生产的手机充电器都具有以下特点:宽范围AC输入或多国电压可选;具备限流保护,电流短路与反充保护线路设计;体积小、重量轻;自动、快速充电,充满电后自动关断等等。另外,有的充电器还有自动识别锂离子、镍氢、镍镉电池组;具有放电功能;LED充电状态显示;低噪声;模拟微电脑控制系统等特点。

使用智能控制的充电器模块框图一般如下:

五、手机充电器工作流程

目前手机充电器的工作流程一般为:

1.检测电池的电压,如果低于一个阈值电压,就要进行涓流充电;

2.电池充到一定电压(一般设置为2.9V)时,进行全电流充电;

3.当电池电压达到预置电压(锂离子电池一般为

4.2V)时,开始恒压充电,同时充电电流降低;

4.当电流逐渐减小到规定的值时,充电过程结束。

以美国TI公司的BQ2057为例,其充电流程如下:

除了上面的流程描述,它还具有可选的电池温度监测,利用电池组温度传感器连续检测电池温度,当电池温度超出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。而且,充电状态识别可由输出的LED指示灯或与主控器接口实现,具有自动重新充电、最小电流终止充电、低功耗休眠等特性。

一般来说,恒压充电结束时的小电流充电过程中,电流的大小一般为恒流充电时电流的十分之一。目前在锂离子电池充电器的设计中,对手机充电结束后由于某种因素放电的情况而专门设计了检测电路,一旦检测到电池电压降低,就会重新启动充电过程(见上图)。

其典型的充电曲线如图所示:

综上所述,随着便携式产品突发猛进的发展,尤其是手机的普及,以及锂离子电池的广泛应用,锂离子电池充电器的设计和功能面临着进一步的改善。对于众多充电器生产厂家来说,尽早设计出功能完善、安全实用的充电器,就能更早的在市场中占据领先地位,抢占商机。

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 Revised by Chen Zhen in 2021

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年,我国电动汽车产量达到51.7万辆,带动我国动力电池产量达到33.0GWh,同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广,2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理 业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量

锂离子电池研究现状

锂硫电池的研究现状 近年来,随着不可再生资源的逐渐减少,清洁能源的利用逐渐得到重视,而电池作为储能装置也受到越来越多的考验。锂硫电池与传统的锂离子电池相比,优势主要在于硫的高比容量,单质硫的理论比容量为1600mAh/g ,理论比能量2600Wh/kg。并且硫是一种廉价且无毒的原材料。而与此同时,硫作为锂电池的正极材料也存在着诸多问题[1]: 1、单质硫以及最终放电产物都是绝缘的,如果与正极中掺入的导电物质结合不好,就会导致活性物质不能参与反应而失效; 2、单质硫在反应过程中会生成长链的聚硫化物离子S n2-,这种离子容易溶解在电解液中,并与锂负极反应,产生“穿梭效应”,引起自放电并使库伦效率降低; 3、在每次放电过程结束之后,都会有一些Li2S2/Li2S沉淀在正极上,并且这些不溶物随着循环次数的增加,在正极表面发生团聚,并且正极结构也会发生变化,导致这部分活性物质不能参与电化学反应而失效,并且使电池的内阻增加; 4、硫正极随充放电的进行会产生约22%的体积变化,从而导致电池物理结构破坏而失效。 针对硫作为正极材料的种种弊端,研究者们分别采用了多种方法予以解决,其中将硫与碳材料复合的研究较多。针对几种典型方法,分别举例介绍如下:一、石墨烯-硫复合材料 Wang等人采用石墨烯包覆硫颗粒的方法制作复合材料电极[2]。如图1所示,他们首先采用化学方法制备了硫单质,并利用一种特殊的表面活性剂Triton X-100在硫颗粒的表面修饰了一些PEG高分子,然后再用导电炭黑和石墨烯的分散液对硫颗粒进行包覆。这种方法的优点在于:首先,石墨烯和导电炭黑具有优异的导电性能,可以克服硫以及硫反应产物绝缘的问题;第二,导电炭黑、石墨烯和PEG高分子对硫颗粒进行了包覆,可以解决硫在电解液中溶出的问题;第三,PEG高分子具有一定的弹性,可以在一定程度上缓解体积变化带来的影响。 二、碳纳米管-硫复合材料 Zheng等人用AAO做模板制备了碳纳米管阵列[3],随后将硫加热使其浸入到碳纳米管中间,然后将AAO模板去掉,得到碳纳米管-硫复合材料,如图2所示。这种方法的优点在于碳纳米管的比表面积大,有利于硫化锂的沉积。并且长径比较大,可以较好地将硫限制在管内,防止其溶解在电解液中。碳纳米管的导电性好管壁又很薄,有利于离子导通和电子传输。同时,因为制备过程中先沉积硫,后去除模板,这样有利于使硫沉积到碳管内,减少硫在管外的残留,从而防止这部分硫的溶解。

锂离子电池产业发展白皮书(2017版)

锂离子电池产业发展白皮书(2017版) 2016年,在电动汽车产量高速增长的带动下,全球及我国锂离子电池产业继续保持快速增长态势,行业创新加速,新产品、新技术不断涌现,各种新电池技术相继问世。作为最大的生产国以及最重要的应用市场,我国在全球锂离子电池产业的地位进一步提升。受益于我国新能源汽车推广应用步伐加快,一批骨干企业快速成长,比亚迪公司锂离子电池产量目前已位居至全球第四。在此形势下,赛迪智库电子信息产业研究所编写了《锂离子电池产业发展白皮书(2017版)》,全面梳理了2016年国内外锂离子电池产业创新进展,介绍了国际巨头和我国骨干企业的发展情况,分析了2016 年我国锂离子电池行业发生的重大事件,并对2017年锂离子电池产业发展趋势进行了研判。全球锂离子电池产业发展状况一、市场规模2016年,全球锂离子电池产业规模预计达到378亿美元,同比增长16%,增速较2015年下滑了15个百分点,原因主要在于全球电动汽车市场增速明显下滑。按容量计算,全球锂离子电池市场规模将首次超过90GWh,同比增长18%。容量增速高于产值增速,原因在于锂离子电池产品价格不断下滑。二、产业结构近两年,电动汽车市场开始爆发性增长,电动自行车占比稳步提升,而全球手机出货量平稳增长,便携式电脑、数码相机等消费电子产品逐步

退出市场,全球锂离子电池市场结构发生显著变化。按容量计算,2016年,消费型锂离子电池占比44.7%,比2015年的50%下降了5个百分点,占比首次跌破50%。动力型锂离子电池占比达到44.8%,首次超过消费型,而2015年动力型锂离子电池占比还只有40%。其他(储能&工业型)锂离子电池占比为10.5%,基本与2015年持平。三、区域分布全球锂离子电池产业主要集中在中、日、韩三国,三者占据了全球97%左右的市场份额。从2015年开始,在中国大力发展新能源汽车的带动下,中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长,2015年已经超过韩国、日本跃居至全球首位,2016年领先优势继续扩大。在新能源汽车带动下日本锂离子电池产量加快增长,韩国仍保持稳步增长,但增速放缓导致其占比持续下滑。1、日本:加速增长在全球电动汽车热销的带动下,以松下、汤浅等为代表的日本锂离子电池生产企业继续向动力电池转型,带动日本锂离子电池产业呈现加速增长势头。根据日本经济产业省的统计数据显示,2016年日本国内锂离子电池产量达到12.4亿只,创2010年以来的新高,同比2015年增长了27%。其中,动力型锂离子电池产量占比已经接近2/3,创历年来新高。从产值看,2016年日本国内锂离子电池行业销售产值达到3799亿日元(约230亿元人民币),同比增长11%。2、韩国:平稳增长在经历了2015年的快速增长之后,2016年韩国锂离子电池产业保持稳步增

2020年(发展战略)中国国家计划专家谈全球锂离子动力电池的发展潜力

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锂电池行业发展现状及未来发展前景预测审批稿

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锂离子电池及其电极材料的发展现状

锂离子电池及其电极材料的发展现状 锂离子电池由于其高比能量和高电压的优点,受到了人们的极大关注,已成为国际电池界商品化开发的热点和重点可充电锂电池技术发展的推动力主要来自三个方面:消费电子产品电动车和可移植医疗器具(如人工心脏) 锂离子电池的发展可以追溯到上世纪70年代。 第一个商品化的可充式锂-二硫化钼电池于1979年研究成功,1987年投产。 不幸的是1989年8月,日本电信电话公司(NTT)的汽车移动电话在使用该电池时发生了起火事件,原因是锂枝晶的形成导致正负极间的隔膜穿孔引起电池短路,后来该电池被迫停产。 70年代末,法国的Armand 先后提出了两种解决途径: 1.采用聚合物固体电解质,它不与锂发生反应,可制备全固态锂金属二次电池; 2.采用很低电压就能使锂离子嵌入脱出的材料来代替金属锂,从而发展为正极和负极采用锂离子嵌入材料的锂离子二次电池 根据第二条解决途径,1991年,日本Sony公司推出了第一代商业化锂离子电池,成为锂离子电池发展史上的一个里程碑。和以往不同的是,这一代的锂离子电池分别用两种不同的插层化合物作电极,在正极上采用的是LiCoO2,而负极则用石墨替代了原先的Li金属。负极材料的改变解决了长期困扰锂电池的Li枝晶问题,从而大大提高了

电池的安全性。 锂离子电池商业化的成功,引起了全世界的广泛关注,多年来,各国政府都投入了大量的人力物力进行研究和开发,有力地促进了锂离子电池的商业化发展。十几年来,锂离子电池不仅在产量和产值取得了巨大的飞跃,而且其应用领域也大大拓宽了。 目前,锂离子电池已经被广泛应用于移动通讯、便携式笔记本电脑、摄像机、便携式仪器仪表等领域。随着这些电器的高能化,轻量化,对锂离子电池的需求也越来越迫切。 除了适应电器市场向微型化发展以外,锂离子电池也在向大型电动设备方向发展,被看作是未来电动汽车动力电源的重要候选者之一,并在空间技术、国防工业等大功率电源方面展示出广阔的应用前景。 锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正负极的二次电池, 实际上是一个锂离子浓差电池,正负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。 通常正极采用锂化合物,负极采用锂-碳层间化合物。电介质为锂盐的有机电解液。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出,被形象地称之为“摇椅式电池”。 充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,正极处于贫锂态,同时电子的补偿从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡。放电时,Li+从负极脱嵌经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。 在正常充放电过程中,Li+在层状结构的碳材料和层状结构的金属氧

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测精编版

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离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广, 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%,国内份额提升至 14.8%,预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三,行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中:贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名,处于行业领先地位。

锂电行业发展现状

2016年中国锂电池行业发展现状及发展趋势预测 一、中国锂电池市场总体规模 自1991年全球第一只商业化锂离子电池由日本索尼推向市场以来,锂离子电池产业发展已走到其第25个年头。经过20多年的发展,锂离子电池市场规模从无到有,先后超越镍镉电池、镍氢电池等其他二次电池而发展成为仅次于铅酸电池的第二大二次电池产品。欧洲知名产研机构Avicenne Energy发布的统计数据显示,从1990年至2012年间,锂离子电池市场规模从0.5万kWh(1990年还处在试应用阶段)快速发展到3233.47万kWh(注:与国内统计的数据有所不同,主要原因是该机构对中国情况不是很了解),年均复合增长率高达49%,仅次于铅酸电池的3.26亿kWh。该机构的数据显示,2000年之前10年的锂离子电池市场规模的年均复合增长率高达70.8%,之后10年为年均27.1%。 从2010年至2014年,比传统功能手机更耗电的智能手机以及平板电脑、电动汽车等新兴市场的崛起,推动了锂离子电池市场的快速发展和市场普及。到2014年全球锂离子电池市场规模快速发展到6646.5万kWh,是2010年的3倍多。在全球经济总体处于低谷徘徊的情况下,如此高速增长尤为难得。 2015年,全球新能源汽车销量为73万辆,同比增长108%;锂电池产量也从2014 年72GW,升至100GW,同比增长40%;动力电池在锂电池产量中的占比也由2014 年的14%快速提升到2015 年的28%。 全球锂电池产量及增速

对于未来市场规模的预期,在综合考虑各种因素的情况下,真锂研究和中国电池网在去年预期的基础上有所调低,预计2020年全球锂离子电池市场规模将会超过2亿kWh,21世纪第二个10年的年均复合增长率接近25%。与此同时,铅酸电池市场规模到2020年前后预计将下降到2010年时2.7亿kWh左右的水平。此消彼长,大约在2022年或2023年前后,锂离子电池就将超越铅酸电池而成为市场用量最大的二次电池产品。 2010-2020年中国锂电池市场规模(单位:万kWh) 锂离子电池自诞生之日起,就在抢占其他二次电池的市场份额,同时还在创造新的市场需求。锂离子电池首先切入手机、数码相机、笔记本等消费类电子产品市场,用了几年时间迅速一统天下,而镍镉电池、镍氢电池则快速退出这个市场。在目前镍镉电池用量最大的电动工具市场,2014年锂离子电池以60%的市场份额远超镍镉电池,而且市场份额还在进一步扩大。在目前镍氢电池用量最大的混合动力汽车(HEV)市场,占据85%市场份额的丰田和本田(丰田70%+本田15%)已开始采用锂离子电池,且用量逐步扩大。 我国锂电池动力领域占比

锂离子电池关键材料的现状与发展

本文由64737704贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 产业透视 !""# !" ! # ¥" ¥!% # 锂离子电池关键材料 现状与发展 的 张 世 超 !!"#¥#%&’" ! 锂离子电池正极材料 嵌锂化合物正极材料是锂离子 锂离子电池中占有较大比例(正负 极材料的质量比例为 "#!¥%#! ) ,因 此正极材料的性能将很大程度地影 响电池的性能,其成本也直接决定 电池成本高低。 目前正极材料的研究主要集中 于氧化锂钴、氧化锂镍等电极材 料,与此同时,一些新型正极材料 (包括导电高聚物正极材 料 ) 的 兴 起也为锂离子电池正极材料的发展 注入了新活力,寻找开发具有高电 压、高比容量和良好循环性能的锂 离子电池正极材料新体系是本领域 重要研究内容。 ! -./01+, 型 层 状 结 构 的 ’()*+,、 尖晶石结构的 ’2-’()*+, 和岩盐相 电池的重要组成部分。正极材料在 ’()*+,。 层 状 ’()*+, 氧 原 子 采 用 畸变立方密堆积序列,钴和锂分 别占据立方密堆积中的八面体 ( "/ ) 和 ( "3 ) 位 置 ; 尖 晶 石 结 构 的 ’()*+, 中 氧 原 子 为 理 想 立 方 密 堆 积 排 列 , 锂 层 中 含 有 ,45 钴 原 子 , 钴 层 中 含 有 ,46 锂 原 子 ; 岩 盐 相 晶 格 中 ’( 7 和 )*" 7 随 机 排 列 , 无法清晰地分辨出锂层和钴层。 目前在锂离子电池中应用较多 的是层状结构的 ’()*+,,其具有工 作电压高、充放电电压平稳,适合 大电流充放电,比能量高、循环性 能好等优点,锂离子在键合强的 !&! ’()*+, 正极材料 ’()*+ , 具 有 三 种 物 相 , 即 !" 新 材 料 产 业 ( ()* +!""# ,-’./0 1-+¥!%) !" # ¥% & ’ !"#¥ 层 间 进 行 二 维 运 动 , 锂 离 子 电导率高,扩散系数为 %& )*? , + ’( ¥ ’% 方 法 。 如 采 用 =4、 /> 、 ?4 、 @A 等 元素对 5" 进行掺杂取代,以 稳 定 层状材料结构、提高电化学性能并 降 低 生 产 成 本 ; 在 B45"#¥ 表 面 包 覆 />¥#C、 D¥#7、 />D#.、 E26 等 物 质,改善电极材料与电解液间的恶 性相互作用,减缓钴的溶解等。 B4=46¥ 存在合成困难、结构相 变和热稳定性差等缺点,其根源都 与 B4=46¥ 的 内 在 结 构 有 关 。 对 %& ’-)*¥? ’%,理论容量为 ¥-.*/012, + 实际 比 容 量 为 %.&*/012 左 右 。 由 于其具有生产工艺简单和电化学性 能稳定等优势,所以是最先实现商 品化的正极材料。 但 345"6¥ 价 格 昂 贵 , 实 际 比 容量 仅 为 其 理 论 容 量 ¥-.*/012 的 B4=46¥ 进 行 元 素 掺 杂 以 改 善 其 结 构 , 是 提 高 B4=46¥ 比 容 量 、 改 善 循环性能以及稳定性的 有 效 手 段 。 在 B4=4% ’LEL#¥ 搀 杂 化 合 物 的 研 究 中 , 5" 搀 杂 的 B4M4%’L5"L6¥ 表 现 出 良好的综合性能。由于钴和镍是位 于同一周期的相邻元素,具有相

锂离子电池技术发展现状与趋势

锂离子电池技术发展现状与 趋势

一、文献综述 1、前言 现阶段,日本、韩国、美国等国家引领锂离子动力电池技术的发展。日本的行业技术水平具有领先优势,韩国的动力电池制造能力处于领先地位,美国则具有引领前沿的科研能力。 2、国外发展现状 2·1日本 2·11 2009年,日本政府推出了RISING计划(创新型蓄电池尖端科学基础研究事业)和U~EAD项目(汽车用下一代高性能电池系统),并于2013年更新了动力电池技术发展路线图(RM2013),具体指标有2020年电池的续航里程实现250~350km·电池系统总电量达到25~35kW·h,电池能量密度实现250Wh· kg-1,功率密变达到1500W·kg-1,循环寿命达到1000-1500次,价格成本降低到2万日元/W·h。RM2013指明了电极材料的发展方向,正极材料要发展xLiMn03·(1~x)LiMO2(M=Ni,Co,Mn,0≤x≤1)、LizMSi0s、LiNiosMn1s04、LiCnP04、Li2MSO·F、LiMO2(M=Ni,Co,Mn);负极材料要发展Sn~CoC合金,Si基负极包括Si/C和Si0,以及Si基合金。 2·12日本具有代表性的锂离子动力电池企业为松下电池公司。松下是动力电池行业的领导者,作为Tesla最主要的动力电池供应商,凭借Tesla的发展稳居市场领导者地位,全球市场份额在20%左右。目前松下电池主要给ModelS和MndelX提供18650圆柱电池,正极采用镍钴铝三元材料(NCA),负极使用硅碳复合材料,单体能量密度可达252Wh·kg-1,而即将使用在Mode13上的21700圆柱形电池单体能量密度更是提高到300Wh·kg-1·是目前行业内能量密度最高的电池。 2·2韩国 2·21 2011年,韩国启动了包含锂离子电池关键材料、应用技术研究、评价及测试基础设施以及下一代电池研究的二次电池技术研发项目。LG化学和三星SDI是具有代表性的韩国锂离子动力电池企业,也是动力电池领域的后起之秀,两者凭借先

车用锂电池市场现状及未来发展趋势(精)

车用锂电池市场现状及未来发展趋势锂电池指的是具有各种特性的可充电(二次充电电池种类,这些特性会影响电池的能量密度,功率密度,预期寿命以及安全性。这些特性会因材料不同而有所不同——比如电解质以及电极(阳极和阴极——通常被用作为电池的各类组件。 从 2009年至 2010年,混合动力汽车,电动汽车以及插电式混合动力汽车的锂电池市场增长了 5倍之多,营收达到 5.018亿美元。 2011年锂离子电池市场销售额为20亿美元, 2012年电动车用锂电池总销售额为 160亿美元。 其中,大部分的增长源于人们对诸如雪弗兰伏特、尼桑 LEAF 等汽车上市的急切盼望,这些都是环保、经济型家用车的代表;这些汽车的产量都高于之前的汽车。混合动力汽车之前使用的是镍金属氢化物技术,而现在很大部分已转为使用锂电池技术。 未来一段时期内, 预计锂电池市场会经历一次显著的增长。美国派克研究公司(Pike Research 日前发布报告称, 到 2017年底锂离子电池成本将削减超过三分之一,下降为每千瓦时能量成本 523美元,同时车用锂离子电池销售额将增至当前的700%以上,有望达到 146亿美元, 到 2020年,锂离子电池造价还将进一步下降至每千瓦时 447美元,而用于电动车的锂离子电池全球年销售额则将达到 220亿美元。另据赛迪信息产业 (集团发布的报告显示, 2013年中国锂电池整体市场规模将达到741.7亿元,同比增长 33.2%,并且未来三年市场规模增速将会保持在 30%以上。到2015年, 整个中国锂电池的市场规模将突破 1000亿 元,达到 1251.5亿元。 尽管如此,目前,锂离子电池的价格和安全性仍然是制约当前电动汽车发展的主要因素。这是由于有限的生产水平以及各大公司开展的研发理想电池(阳极,阴极以及电解质的结合配置工作所共同造成的。在没有标准的情况下, 原本可行性较高的电池交换和二次应用的实践操作就变得十分复杂困难了。除此以外,电池能量密度、充电设施等也成为了限制电动车市场增长的因素。

2017年中国锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年,我国电动汽车产量达到51.7万辆,带动我国动力电池产量达到33.0GWh,同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广,2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理 业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为68%。江西紫宸2016年全球份额提升至10.5%,国内份额提升至14.8%,预计2017年

电池现状及发展趋势分析

中国电池行业调查分析及市场前景预测报 告(2016-2022年) 报告编号:1635198

行业市场研究属于企业战略研究范畴,作为当前应用最为广泛的咨询服务,其研究成果以报告形式呈现,通常包含以下内容: 一份专业的行业研究报告,注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况,旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告,可以完成对行业系统、完整的调研分析工作,使决策者在阅读完行业研究报告后,能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势,确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/c19963241.html,基于多年来对客户需求的深入了解,全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景,注重信息的时效性,从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息 报告名称:中国电池行业调查分析及市场前景预测报告(2016-2022年) 报告编号:1635198←咨询时,请说明此编号。 优惠价:¥7380 元可开具增值税专用发票 网上阅读:https://www.doczj.com/doc/c19963241.html,/R_JiXieDianZi/98/DianChiShiChangDiaoYanYuQianJingYu Ce.html 温馨提示:如需英文、日文等其他语言版本,请与我们联系。 二、内容介绍 21世纪的电池具有大容量、高功率、长寿命、无污染、安全可靠、轻便的特点,是高科技、高产出、高利润、高创汇产品,被国外专家称为21世纪十大高科技之一。随着信息时代的到来,资讯产业蓬勃发展,在迈入电子、资讯、通讯的“3C”时代后,电子产品朝着“短、小、轻、薄”的趋势发展,对可携带的要求越来越高,作为可携带式电子产品不可或缺的能源——电池,其重要性也越来越显著。 电池工业是我国具有综合优势的传统产业,中国既是电池生产大国,也是电池消费大国,近年来,中国电池行业发展迅速,已逐渐发展成为世界电池生产、加工和贸易中心。 2012年,电池产业受国内外经贸环境影响面临较大困难。国内信贷紧缩、原材料及人工成本上涨等因素使电池生产成本上涨,电池企业销售利润大幅下滑;与此同时,铅蓄电池行业准入条件、铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策、淘汰落后产能等措施的具体实施,对电池产业的影响作用逐步显现。2012年全国电池行业累计完成工业总产值同比增长19.56%。 2013年全国电池行业产销增长平稳,规模以上企业完成工业增加值同比增长10.3 0%;电池出口交货值完成834.88亿元;主营业务收入同比增长11.38%。 据中国产业调研网发布的中国电池行业调查分析及市场前景预测报告(2016-2022年)显示,2014年,我国电池制造业主要产品中,锂离子电池累计完成产量52.9亿自然只,产量与上年持平;我国电池制造业累计完成出口交货值同比下降 3.2%,累计产

锂电池发展历史

东 莞 轩 航 电 子 有 限 公 司 Dongguan ShineHong Electronics Co., LTD. TEL:+86-769-81629897、81629896 Fax:+86-769-81629895 ADD:中国广东省东莞市长安镇长盛社区荟萃街33号金秋楼501室 锂电池发展历史 1.1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材 料,制成首个锂电池。 2.1980年,J. Goodenough 发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料. 3.1982年伊利诺伊理工大学(the Illinois Institute of Technology)的R.R.Agarwal和 J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。 4.1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低 价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。 5.1989年,A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电 压。 6.1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后,锂离子电池革新了消费电子产品 的面貌。 7.1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸锂铁(LiFePO4), 比传统的正极材料更具优越性,因此已成为当前主流的正极材料。 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,但这两种电池是不一样的。现在锂离子电池已经成为了主流。 第 1 页共 1 页

锂电池现状及发展趋势

锂电池现状及发展趋势 摘要:作为一种高效、可循环使用的能量转换与储存方式的锂电池,它已成为未来一系列高技术发展中的重大需求,锂电池的发展同时也关乎到我国的环保与资源利用问题,本文分析的是锂电池的现状及发展趋势。 关键词:锂电池;现状;趋势;环保 “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。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。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。 1.锂电池概述 锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中,液态锂离子电池是一种二次电池,它被嵌入化合物为正、负极。正极采用锂化合物-钴酸锂、锰酸锂,负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等方面的优点,使得它成为世界能源发展中的理想能源载体。这就是锂电池的主要分类情况。 那么说到锂电池的结构类型,锂电池一般呈现为圆柱或方型,电池内部采用螺旋绕制结构,用一聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成,这种材料有着很强的渗透性。电池内充有有机电解质溶液,里面还装有安全阀和PTC元件,为的是在电池不正常状态时候能够很好的保护电池。 锂电池的能量比较高。具有高储存能量密度,是铅酸电池的约6-7倍;并且使用寿命长,可达到6年以上,同时高功率承受力,使得其能够很好的被运用在电动汽车中,达到一定电力后,能够使得启动加速。还有一个特点就是重量轻,而且绿色环保,里面也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。2.锂电池现状 锂电池最早期应用在心脏起搏器中,由于锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,它植入人体后,起搏器能够长期运作而不用重新充电。1992年

国内外锂离子动力电池发展概况

1 引言 锂离子动力电池具有比能量高、重量轻、绿色环保无污染等优点,应用范围广泛,其应用领域包括数码产品、家用电器、电动工具、电动汽车、航空、航天和武器装备等。随着技术的不断进步,锂动力电池安全性不断提高,锂电池单体容量越来越大,其应用于潜艇等大型军事装备的可行性也不断提高。 2 锂离子电池发展历程 二十世纪六十、七十年代发生的石油危机促使人们寻找新的替代能源。1962 年,美国军方的“锂非水电解质体系”研究报告,最早提出了把活泼金属锂引入到电池设计中的构想。1973 年,氟化碳锂原电池在日本松下电器公司实现量产,商品化锂电池面世。1978 年,日本三洋公司的锂/二氧化锰电池实现量产,锂电池价格下降,市场占有率上升。锂一次电池的成功刺激了锂二次电池的研究热潮。80 年代末,加拿大MoLi 能源公司研发的Li/Mo2 锂金属二次电池面世,第一块商品化锂二次电池诞生。1991 年6 月,日本索尼公司将液态电解液锂离子电池成功实现了商品化。自此之后,锂离子电池在便携式电源领域的市场份额不断扩展。近年来,随着一些无人电子装备(如无人水下航行器、无人机)、电动工具、电动汽车等发展的需要,锂离子电池以其高比能、长寿命、自放电小、无记忆效应和绿色环保等优点备受青睐,在动力电源领域得到迅速发展。 3 国外锂离子动力电池发展概况 日本索尼公司对锂离子电池的研究开展较早,生产的锂离子电池在性能上和品种上已经具备相当高的水平。该公司生产的圆柱型单体电池分为高能型和高功率型。其中高能型电池的比能量为110 Wh/kg,80%DOD 的比功率300 W/kg,充放电次数1200 次。高功率型的圆柱电池80%DOD 的比功率高达800 W/kg。日本三井造船生产的磷酸铁锂动力电池能以20C 的倍率放电,10C 左右的倍率进行快速充电,在3C 充放电条件下循环500 次,容量保持90%以上。日本汤潜公司(YAUSA)生产的锰酸锂电池,比能量是铅酸电池的3 倍,计划取代潜艇用铅酸电池。装有该公司锂离子电池的无人试验小潜艇已于1999年10 月完成了水下试验。法国SAFT 公司是世界著名的锂电池生产公司,其各种型号锂离子电池已广泛应用于卫星、UUV(无人水下航行器)以及各类便携式电子设备上。据美国能源杂志报道,上世纪末,SAFT英国分公司就曾与英军合作研制过一款24 V,12Ah 容量的锂电池。目前该公司生产的圆柱型单体锂离子电池比能量达到143 Wh/kg,80%DOD 的比功率为345 W/kg,为装备潜艇而制造的锂离子动力电池,单体容量为3000 Ah 级。德国瓦尔塔公司也在研制高能量密度型和高功率密度型电池。其高能密度型电池为方型,容量为60 Ah,比能量为115 Wh/kg,使用寿命达900 次(100%DOD)。在上世纪末,美军也在商品化的锂离子电池基础上展开了军事化应用。据美国能源杂志介绍,美国YARDNEY 公司已为水下军事装备研制了三款锂离子动力电池,包括:①水下无人作战平台(UUV)电池系统,总能量10 kWh,360 块单体容量8 Ah(4 并90 串),电压324 V。②全电动鱼雷高功率锂离子电池系统,由100 块单体容量25 Ah 的锂动力电池组成电池组,最大功率密度650 W/kg。③袖珍潜艇装置(ASDS-1)的高能量锂离子电池系统,2005 年首次安装于ASDS-1 艇,锂离子电池总能量1.2 MWh,单体电池能量密度170 ~200 Wh/kg[1] 。美军在水下自动航行器(AUV)中已应用锂离子电池,其功率密度达到100 Wh/kg[2]。据美国能源杂志介绍,HUGIN1000型AUV 的电池系统为聚合物锂离子电池与燃料电池组合而成[3],该系统性能先进,HUGIN1000型AUV 总

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