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鋰電池基礎知識介紹鋰電池基礎知識介紹一、鋰電池基本知識

鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池的特點運用于汽車領域正成為一項核心技術優(yōu)點:重量輕、儲能大、功率大、無污染、也無二次污染、壽命長、自放電系數小、溫度適應范圍寬泛,是電動自行車、電動摩托車、電動小轎車、電動大貨車等較為理想的車用動力。缺點是價格較貴、安全性較差。不過現在已有技術開發(fā)錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸釩鋰等新型材料,大大提高了鋰離子電池的安全性,而且降低了成本。鋰電池基礎知識介紹各類蓄電池對比(縱向對比橫向)鉛酸鎳鎘鎳氫鋰離子傳統液態(tài)聚合物鉛酸質量能量密度、體積能量密度、工作溫度范圍、自放電率、可靠性質量能量密度、體積能量密度、自放電率質量能量密度、體積能量密度、電壓輸出、自放電率質量能量密度、體積能量密度、結構特點、自放電率鎳鎘更好的可循環(huán)性、電壓輸出、價格質量能量密度、體積能量密度質量能量密度、體積能量密度、電壓輸出、自放電率質量能量密度、體積能量密度、結構特點、自放電率鎳氫更好的可循環(huán)型、電壓輸出、價格工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、自放電率、可靠性質量能量密度、體積能量密度、工作溫度范圍、自放電率、電壓輸出質量能量密度、體積能量密度、結構特點、自放電率鋰離子傳統液態(tài)更好的可循環(huán)性、安全、價格工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、價格、安全價格、安全、自放電率、重復循環(huán)質量能量密度、體積能量密度、結構特點、安全、價格聚合物更好的可循環(huán)性工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、價格體積能量密度、更好的可循環(huán)性、價格工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性絕對優(yōu)勢更好的可循環(huán)性、價格工作溫度范圍、價格體積能量密度質量能量密度、體積能量密度、自放電率、結構特點質量能量密度、體積能量密度、自放電率、電壓輸出、結構特點資料來源:陳清泉、孫立清,電動汽車的現狀及發(fā)展趨勢,科技導報,2005年4月,第23卷第4期鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池分類鋰離子電池聚合物鋰離子電池(LIP)電解質為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導率低,適于高溫使用。在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子電導率,使電池可在常溫下使用。采用導電聚合物作為正極材料,其比能量是現有鋰離子電池的3倍,是最新一代的鋰離子電池。固體聚合物電解質凝膠聚合物電解質聚合物正極材料液態(tài)鋰離子電池(LIB)鋰電池基礎知識介紹聚合物鋰電vs.液態(tài)鋰電聚合物——下一代鋰離子電池優(yōu)勢1:用固體電解質代替了液體電解質具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點;不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,由此用鋁塑復合薄膜制造電池外殼,從而提高整個電池的比容量。優(yōu)勢2:可采用高分子正極材料其質量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50%以上。優(yōu)勢3:在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。劣勢:工作溫度、循環(huán)性能上需要突破鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池產業(yè)鏈分析電芯原材料:正負極材料、電解液、隔膜等。電池制造商:電芯制造;PACK組裝。鋰電池應用領域:礦燈、電動車、電子消費品等礦資源:鈷、鎳、錳、磷、鐵、鋰及各種化合物上游中游最上游下游鋰電池基礎知識介紹最上游:礦資源最上游是礦資源,包括鈷、鎳、錳、磷、鐵、鋰及各種化合物。目前,鈷和鋰用量最大。國內鈷生產領頭企業(yè)有金川、華友、嘉利柯和優(yōu)美科四家,年產量都在1500噸以上,國內金屬鈷儲量極少,目前約80%的金屬鈷靠進口。鋰資源在中國儲量相對豐富,僅次于智利、阿根廷。國內資源目前主要被中信國安、西藏礦業(yè)掌控,并同時生產工業(yè)級碳酸鋰。而電池級碳酸鋰則由天齊鋰業(yè)、尼科國潤供應,其中天齊鋰業(yè)技術最成熟,是行業(yè)標準制定者,約占國內60%的市場份額,并且有部分出口。鋰電池基礎知識介紹上游:電芯原材料是鋰電產業(yè)中最核心的環(huán)節(jié)。電芯原材料包括:正極材料、負極材料、隔膜、電解液、導電劑、粘結劑、導電劑、極耳、鋁塑復合膜等。電池成本分布如下:鋰電池基礎知識介紹中游:電芯制造和PACK組裝勞動密集型的產業(yè),國內外涉足企業(yè)眾多。產業(yè)主要分布在日本、韓國、中國和臺灣。大廠競爭優(yōu)勢明顯,例如:索尼、三洋、三星、LG化學、比亞迪、比克、力神、ATL能源這樣的鋰電巨頭。近兩三年來發(fā)展迅猛。鋰電池基礎知識介紹下游:電池應用領域鋰電池的應用領域極廣,涉及低端、中端、高端三塊市場,可以應用于電動工具、UPS電源、礦燈、玩具、電動自行車、電動汽車等領域,這些都是關系民生的消費量,此外在軍事和航天領域也是一種最佳的動力電池。由于臺灣廠商在全球NB及手機等市場的極大影響力,帶動了國內鋰電池產業(yè)發(fā)展。目前,我國鋰電產業(yè)以NB及手機為主要應用,并逐步擴張至高功率的電動手工具、電動車等市場。全球關注焦點——新能源電動/混合動力汽車鋰電池基礎知識介紹電芯原材料之正極材料篇市場容量最大、附加值較高的是正極材料,大約占鋰電池成本30%,毛利率低則15%,高則70%以上,取決于材料。目前已批量應用于鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。鎳酸鋰電池安全性最差(過充易起火),高溫耐受度最低(高溫分解),合成難度最高。不在下表中進行對比。鈷酸鋰最早實現商業(yè)化應用,技術發(fā)展至今已經很成熟,并已廣泛應用在小型低功率的便攜式電子產品上,如手機、筆記本電腦和數碼電子產品等。磷酸鐵鋰材料是當前用量最少的一種正極材料,據統計,2008年全球供應量1500噸左右,其中最大供應商A123供應750噸,國內廠商供應量500噸左右。鋰電池基礎知識介紹常見正極材料性能比較

(按目前工藝)正極材料鈷酸鋰*鎳鈷錳三元材料錳酸鋰磷酸鐵鋰*材料結構層狀氧化物層狀氧化物尖晶石橄欖石振實密度(g/cm3)2.8-3.02.0-2.32.2-2.51.0-1.4比表面積(m2/g)0.4-0.60.2-0.40.4-0.812-20克容量(mAh/g)135-145155-190100-120130-150電壓平臺(V)3.63.5-3.63.7-3.93.2-3.3循環(huán)次數>=300>=800>=500>=2000過渡金屬貧乏貧乏豐富非常豐富原料成本(USD/g)很高(26-50)高(22-40)低廉(15-28)低廉(15-28)環(huán)保含鈷含鎳、鈷無毒無毒安全性能差,穩(wěn)定性低較好良好優(yōu)秀合成困難度容易難難中等溫度耐受性尚可,-20~55℃以外會衰退尚可,-20~55℃以外會衰退差,高于50℃迅速衰退極佳(-40~70℃仍正常使用)適用領域小電池小電池/小型動力電池動力電池動力電池/超大容量電池缺點材料成本高安全性低安全性待加強高溫自放電循環(huán)壽命短導電度差體積大鋰電池基礎知識介紹正極材料2009年市場預測資料來源:IITLIB-relatedStudyProgram08-09(March2009)注:LCO=鈷酸鋰,NMC=

鋰鈷鎳錳三元材料,LNO=鎳酸鋰,LMO=錳酸鋰,LFP=磷酸鐵鋰圖1:鋰離子電池正極材料平均價格變動趨勢

如圖1所示,幾乎沒有一家公司選用LCO作為汽車鋰離子電池正極材料。在當前市場中(主要集中于便攜設備),即使鋰金屬及相關物質價格在下降,但是鈷使用量下降的趨勢不會停止。預計LCO在09年的所占的市場份額將從08年的69%下降到50%。鋰電池基礎知識介紹鋰電供應商使用正極材料的比例圖2:各家鋰電池供應商使用正極材料的比例資料來源:IITLIB-relatedStudyProgram08-09(March2009)注:LCO=鈷酸鋰,NMC=

鋰鈷鎳錳三元材料,LNO=鎳酸鋰,LMO=錳酸鋰,LFP=磷酸鐵鋰鋰電池基礎知識介紹正極材料供應商市場占有率圖3顯示了正極材料供應商整體的市場占有情況。09年預測正極材料總需求量為30845噸,同比下降16%。最大的兩家供應商Nichia和Umicore仍然銷售大量的LCO,但他們向Sanyo和SDI銷售的NMC的量均有增長。第三大供應商韓國的L&F正用LGC研制的NMC配方技術提高其產量。排名第四的田株式會社則采用LNO作為主要產品。圖3:09年各家鋰電池正極材料供應商市場份額預測資料來源:IITLIB-relatedStudyProgram08-09(March2009)注:LCO=鈷酸鋰,NMC=

鋰鈷鎳錳三元材料,LNO=鎳酸鋰,LMO=錳酸鋰,LFP=磷酸鐵鋰鋰電池基礎知識介紹電芯原材料之負極材料篇負極材料占鋰電成本比例較低,在國內已經實現產業(yè)化,行業(yè)前三甲企業(yè)是深圳貝特瑞、上海杉杉、長沙海容,基本滿足國內市場需求。碳負極材料:被目前商品鋰離子電池廣泛采用優(yōu)點:安全、循環(huán)壽命較長,價格低廉、無毒缺點:質量比能量比較低非碳負極材料:按組成分類:鋰過渡金屬氮化物、過渡金屬氧化物和納米合金材料。優(yōu)點:有很高的體積能量密度。缺點:循環(huán)穩(wěn)定性差,不可逆容量較大,制備成本較高,尚未產業(yè)化。負極材料未來發(fā)展趨勢以提高容量和循環(huán)穩(wěn)定性為目標,將碳材料與各種高容量非碳負極材料復合以開發(fā)高容量、非碳復合負極材料。負極材料的類別及特點、制造工藝,詳見《鋰離子電池負極材料詳解》鋰電池基礎知識介紹負極材料目前產業(yè)化現狀在鋰離子電池負極材料中,石墨類碳負極材料以其來源廣泛,價格便宜,一直是負極材料的主要類型。我國擁有豐富的天然石墨礦產資源。除石墨化中間相碳微球(MCMB)、低端人造石墨占據小部分市場份額外,改性天然石墨正在取得越來越多的市場占有率。據來自全球電池強國日本的權威信息表明:深圳市貝特瑞電子材料有限公司研發(fā)生產的鋰電池負極材料目前處于國內第一,世界第四的地位。公司研制、生產的高端負極材料產品,首次放電容量達360mAh/g以上,首次效率大于95%,壓實比達1.7g/cm3,循環(huán)壽命500次容量保持在88%以上。產品出口至日本、韓國、美國、加拿大、丹麥、印度等國家,并在國內40余家鋰電廠家應用。該公司年產1800噸天然復合石墨、1200噸人造石墨負極材料、3000噸球形石墨、5000噸天然微粉石墨和600噸錳酸鋰正極材料,并正在不斷擴大生產規(guī)模。鋰電池基礎知識介紹電芯原材料之隔膜篇認識鋰電池隔膜鋰電池隔膜材料類別國內外鋰電池生產企業(yè)介紹國內隔膜產業(yè)發(fā)展現狀國內隔膜市場容量分析鋰電池隔膜發(fā)展趨勢隔膜產業(yè)投資分析鋰電隔膜評級指標詳見《鋰離子電池隔膜及市場詳解》鋰電池基礎知識介紹電芯原材料之電解液篇電解液占鋰電池成本的12%左右,毛利率接近40%。目前國內已基本實現國產化,只有少部分使用進口電解液。根據2007年全球產業(yè)調查報告,鋰電電解液市場主要集中于日本宇部(UBE)和韓國ECOPRO公司,共占全球市場份額的50%。國內主要生產企業(yè)有國泰榮華、珠海賽緯電子、天津金牛、東莞杉杉等10余家。其中,張家港國泰榮華占8%,中國其他企業(yè)5%。

電解液主要原材料為六氟磷酸鋰(LiPF6),占成本的50%左右,其生產成本為10萬元/噸,售價40萬元/噸,毛利率高達75%。六氟磷酸鋰的原材料硅石/碳酸鋰都可以在國內采購到,但是國內尚未有企業(yè)能夠生產六氟磷酸鋰。目前市場被日本幾家企業(yè)壟斷。左圖:全球鋰離子電池電解液主要生產企業(yè)市場占有率鋰電池基礎知識介紹電解液:未來工藝和市場發(fā)展趨勢目前全球鋰電電解液市場供求基本平衡,主要是靠鋰電池市場,未來則看電動車行業(yè)發(fā)展。初步估算,一輛混合動力車需要電解液40公斤,而全球電動車輛2010年預計260萬輛,其中鋰電份額占10%,大約需要1.04萬噸電解液,至2015年,電動車輛數量將達到900萬輛,鋰電份額占60%,屆時消耗的電解液將達到2.4萬噸。因此,電解液3-5年后依然是一個朝陽產業(yè)。鋰離子電池電解液材料未來——高安全性、高環(huán)境適應性;主要發(fā)展將集中在:新型溶劑(工作溫度范圍拓寬)、離子液體、新型鋰鹽(提高環(huán)境適應性)、添加劑(阻燃、氧化還原穿梭、保護正負極成膜等)等方面,與新型正、負極材料相匹配,提高安全性、功率和容量,最終安全方便地應用于電動車、儲能、航天以及更廣泛的領域。鋰電池基礎知識介紹電芯原材料之其他材料篇在鋰離子電池成本占比方面,粘結劑、導電劑、極耳、鋁塑復合膜較低。粘結劑、導電劑、鋁塑復合膜毛利較高,產品主要依賴進口。粘結劑由阿科瑪(法)、蘇威(比)、三井化學(日)、吳羽化學(日)供應。導電劑由瑞士特密高供應。鋁塑復合膜由大日本印刷、日本昭合供應;上述企業(yè)在國內均有代理商。鋰電池基礎知識介紹特別篇:磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池定義磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。磷酸鐵鋰正極材料

磷酸鐵鋰作為鋰離子電池用正極材料具有良好的電化學性能,充放電平臺十分平穩(wěn),充放電過程中結構穩(wěn)定。同時,該材料無毒、無污染、安全性能好、可在高溫環(huán)境下使用、原材料來源廣泛等優(yōu)點,是目前電池界競相開發(fā)研究的熱點。該材料具有發(fā)上圖所示的晶體結構。工作電壓范圍:2.5~3.6V,平臺約3.3V,比鈷酸鋰電池3.7V低一些。由于該材料導電性差,需往磷酸鐵鋰顆粒內部摻入導電碳材料或導電金屬微粒,或者往磷酸鐵鋰顆粒表面包覆導電碳材料,提高材料的電子電導率;或摻雜金屬離子來提高導電性。這樣材料的密度低,做成電池的體積比容量低,只有180Wh/L(鈷酸鋰可做到400Wh/L以上),在小電池領域,同樣尺寸電池只有現有電池容量的一半不到。

鋰電池基礎知識介紹磷酸鐵鋰材料本身的優(yōu)缺點磷酸鐵鋰的優(yōu)點:1、安全。磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。絕不用擔心爆炸。2、穩(wěn)定性高。包括高溫充電的容量穩(wěn)定性,儲存性能等。這是最大的優(yōu)點。3、環(huán)保。整個生產過程清潔無毒。所有原料都無毒。不像鈷是有毒的物質。4、價格便宜。

磷酸鐵鋰的缺點:

1、導電性差,目前可通過添加C或其它導電劑得到解決。即:LiFePO4/C正極。2、振實密度較低。一般只能達到1.3-1.5,電池極片的面密度低,所以同樣型號的電池容量更低。從消費便攜電子產品上看,磷酸鐵鋰沒有前途,在特定的電池領域使用較有優(yōu)勢,如動力電池。3、制造成本偏高,在電池生產上加工困難、倍率放電不穩(wěn)定(需要特定的電池工藝配合,受工藝影響很大)。4、技術還未成熟。由于振實密度低,比表面積大,需要改變電池先行工藝。而且電解液也需重新開發(fā)適用的電解液體系,用現有的成熟電解液難發(fā)揮其性能。沒有批量配套的保護線路和充電器,較難在現有的電子設備上發(fā)揮出其特性,需要一個整體的行業(yè)整合。鋰電池基礎知識介紹磷酸鐵鋰電池產業(yè):優(yōu)勢分析1、磷酸鐵鋰產業(yè)符合政府產業(yè)政策的導向,各國都把儲能電池和動力電池的發(fā)展放在國家戰(zhàn)略層面高度,配套資金和政策支持的力度很大,中國在這方面有過之而不及,過去關注鎳氫電池,現在則把目光更多的集中到磷酸鐵鋰電池上。2、LFP代表了電池未來發(fā)展的方向,隨著技術成熟,甚至可能成為最廉價的動力電池。3、磷酸鐵鋰產業(yè)的市場蛋糕大的超乎想象,正極材料最近三年的市場容量有上百億,三年后每年的市場容量將超過100億元,并呈現不斷增長的趨勢,而電池更是有超過5000千億美元的市場容量。4、根據電池產業(yè)發(fā)展的規(guī)律,材料和電池行業(yè)基本呈現穩(wěn)定增長的趨勢,抗周期性好、受國家宏觀調控的影響小。而磷酸鐵鋰作為新型的材料和電池,隨著市場擴大和滲透率提高,產業(yè)增長速度明顯快于電池行業(yè)整體發(fā)展速度。5、磷酸鐵鋰電池應用領域廣泛。6、磷酸鐵鋰產業(yè)利潤率非常之高。而且由于未來強大市場的支撐,行業(yè)在長時間內可保證此高利潤率。7、磷酸鐵鋰行業(yè)在材料方面技術壁壘很高,可以避免過分競爭。8、磷酸鐵鋰產業(yè)不會過分依賴國外市場,原料和設備也不會受制于國外企業(yè),國內整個產業(yè)鏈相對是比較成熟的,只不過國內企業(yè)在對設備、工藝的理解和控制上略遜于國際領先企業(yè)。鋰電池基礎知識介紹磷酸鐵鋰電池產業(yè):劣勢分析1、磷酸鐵鋰產業(yè)還處于初級階段,最大的風險在于技術,而技術的瓶頸不是局限在某一點,而是涉及到整個產業(yè)鏈。目前看來,材料技術、電池組技術和電池控制系統這三項關鍵技術都沒有得到完美的解決。在這三個領域里面,國內都有企業(yè)涉足,但是還沒有一家真正意義上成功的企業(yè)。因此,短期內磷酸鐵鋰很難有大的作為,特別是在混合動力或純電動汽車應用方面。2、磷酸鐵鋰第二個制約的瓶頸是成本問題。雖然磷酸鐵鋰電池有部分已滲透到電動工具、電動玩具、礦燈、UPS電源、電動自行車或其他代步車等市場,但是在推廣過程中難度依然很大,主要原因是在價格上沒有競爭優(yōu)勢,鎳氫、鎳鎘、鉛酸電池仍然占據市場的主導。對于很多企業(yè)瞄準的新能源汽車市場受制于技術和使用環(huán)境,要打開局面還需要等待很長時間。因此,“磷酸鐵鋰現在沒有市場”也是不爭的事實。3、第三個比較突出的問題是磷酸鐵鋰行業(yè)現在處于無序的狀態(tài),產業(yè)分工不明確,上下游銜接不暢。導致材料商生產的材料得不到很好的利用,結果只能自己去做電芯;電芯廠買不到合適材料,結果自己去搞材料。很多企業(yè)剛開始的時候定位很明確,只做一個環(huán)節(jié),到后來把產業(yè)鏈拉得很長,結果人才、資本和管理跟不上導致項目失敗。4、磷酸鐵鋰行業(yè)人才分散,形成不了一種互補機制。磷酸鐵鋰是一項高科技的產業(yè),項目成敗不是靠個人,而是靠一個團隊。但國內大部分磷酸鐵鋰企業(yè)都是靠1-2技術人員在支撐,沒有團隊的概念。這個行業(yè)目前技術人員心態(tài)浮躁的居多,只要是有點能耐的,都不甘當配角,而是喜歡自立門戶。優(yōu)秀的人才集結不起來,是這個行業(yè)很致命的問題。

鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池產業(yè)化現狀和未來發(fā)展:1992年,鋰離子電池由索尼公司產業(yè)化,全球鋰電市場基本由日本獨霸天下。2000年以前,日本鋰離子電池產量約占世界總產量的95%以上。2003年,中國電池總產量已達262億只,約占全球電池總產量的一半以上,中國已是名副其實的電池制造大國,目前的電池產量和出口量都位居世界第一。動力電池方面,由于鈷酸鋰的安全問題和高昂的價格,導致鋰電始終沒有完全進入動力電池領域。現在的情況是鈷酸鋰和錳酸鋰小批量配合使用,但是由于其固有的缺陷,阻礙了大批量的商業(yè)化運作,產品只是在小批量試生產階段。除成本問題之外,鋰電仍有電池壽命機理(高功率電池老化特征、老化電池診斷、老化電池電化學模型、電池壽命預測方法開發(fā))、電池的低溫性能表現(低溫性能特點、低溫電解質模型、低溫性能模擬)、容許偏差、過熱偏差、過負載偏差、檢查診斷與降低電池成本(材料篩選與開發(fā)、低成本制造)等。而長期探索研究主要集中在系統與材料兩方面。鋰電池基礎知識介紹未來趨勢

磷酸基正極材料依其超長的循環(huán)壽命,極好的安全性能,較好的高溫性能,極其低廉的價格,而且低溫性能和倍率放電已經可以達到鈷酸鋰的水平等,使其成為最有希望的動力電池材料,其在未來的5年內可能會成鎳鎘電池的主要替代品,在未來的10年內會成為鉛酸電池的有力競爭者,在未來的20年內可能會取代鉛酸電池,成為主要的啟動電源、UPS電源和后備電源,成為二次電池的老大。一方面,各企業(yè)所公布的大部分純電動汽車蓄電池實驗室測試數據,如加速性能、充電時間、持續(xù)里程數等,還須在復雜的外部環(huán)境實際運行下,進一步驗證其可靠性,以及生產批量化質量控制。另一方面,在我國鋰離子電池生產中,鋰離子電池所需隔膜材料未能有實質性的突破,全部依靠進口,價格昂貴,占到動力電池成本的30%以上。如果在這一材料上實現規(guī)模化生產技術,即可大幅度降低成本。對于缺少自主的、核心的汽車零部件技術的中國來說,混合動力/電動汽車用電池和電機系統,是中國相關企業(yè)成為全球領先供應商的重要機會。在這方面,中國企業(yè)和國外的差距沒有現在的零部件核心技術那么大,并且擁有成本優(yōu)勢,以及在電動自行車用電池(尤其是鋰電池)方面積累的經驗。鋰電池基礎知識介紹產業(yè)政策解讀>直接相關篇早期:國家科技部“九五”計劃:“先進電池及其材料產業(yè)”被列入重大科技專項。“十五”期間,“863”計劃第二批發(fā)布的項目指南中,明確了高能比、大容量、長壽命鋰離子電池材料的研究重點。可惜這兩條政策頒布的時間較早,但只停留指導層面,沒有實質性的措施。后續(xù):國家863計劃投資20億資助“電動車”重大專項,科技部“973”計劃啟動了“綠色二次電池新體系”課題,并投資3000萬資助LiFePO4材料,作為對電動車項目的基礎研究的補充;“十一五”高技術產業(yè)發(fā)展規(guī)劃將磷酸鐵鋰材料列入重點支持的領域。這里明確了鋰電重點支持的對象和資助的金額,但扶持的力度是有限的。近期:國家安監(jiān)總局明文規(guī)定:自2006年4月1日起,所有煤礦必須全部換用新型礦燈,由于磷酸鐵鋰電池安全性能異常優(yōu)異,是目前礦燈電池的首選。2006年9月14日,國家財政部等五部委聯合印發(fā)了《關于調整部分商品出口退稅率和增補加工貿易禁止類商品目錄的通知》。根據《通知》規(guī)定,鉛酸蓄電池、氧化汞電池的出口退稅政策被取消,而將鋰電池出口退稅13%上調至17%。這對鋰電行業(yè)的發(fā)展是實質性的利好。鋰電池基礎知識介紹產業(yè)政策解讀>間接影響篇2008年1月24日,財政部、科技部發(fā)出了《關于開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》,決定在北京、上海、重慶、武漢、深圳等13個城市以財政政策鼓勵在公交、出租、公務和環(huán)衛(wèi)等公共服務領域率先推出新能源汽車,對推廣與使用單位購買節(jié)能新能源汽車給予補助。2009年2月5日,財政部確認了中央財政對購置新能源汽車給予補貼的對象和標準,其中購車補貼標準最高的為最大點功率比50%以上的燃料電池公交車,每輛車可獲得60萬元的推廣補助。這一補貼政策適用于鎳氫、鋰離子電池和燃料電池汽車,補貼的力度根據節(jié)油量而定,并沒有對那類新能源車有特別傾斜。國家電網公司目前制訂了“十一五”期間詳細的車輛替換和運行計劃,以及電動電力工程車輛替換的優(yōu)化設計方案,并已經在北京、上海、天津、山東、浙江、湖北、湖南等省(市)試點區(qū)域開始付諸實施。2009年3月20日公布的《汽車產業(yè)振興規(guī)劃》指出,到2011年形成10億安時車用高性能電池的生產能力,形成50萬輛純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產能,新能源汽車銷量占乘用車銷售總量的5%左右。《規(guī)劃》針對性地提出推廣使用節(jié)能和新能源汽車的5項政策措施,一是啟動國家新能源節(jié)能和示范型汽車工程。二是縣級以上人民政府制定規(guī)劃,優(yōu)先在城市公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)、機場等領域推廣使用新能源汽車。三是建立電動汽車快速充電網絡,加速停車場等公共場所公用充電設施的建設。四是在政府采購中對自主創(chuàng)新的新能源汽車實施政府優(yōu)先采購。五是增加110億元專項資金,重點支持新能源汽車和零配件發(fā)展。鋰電池基礎知識介紹行業(yè)政策現狀和預測目前中國針對鋰電行業(yè)的政策措施還沒有完全明確到位,主要原因有幾點:一是國家制定政策先從大處著眼,比如針對風電、太陽能、新能源汽車都做了明確的產業(yè)規(guī)劃并頒布了相應的政策措施,鋰電作為與新能源配套的產業(yè),在現階段各項政策措施不能馬上到位情有可緣,好在目前在各方的呼吁下已被提上議程;此外,中國對鋰電是否代表儲能和動力電池的未來終極方向還是存有異議,目前國家也是鼓勵多種技術并存,對燃料電池、鎳氫電池、超級電容等都是鼓勵發(fā)展,沒有對哪項技術有特別青睞。近年來,新能源領域呈現一股投資熱潮,風電、太陽能已經開始大量應用,新能源汽車也逐步走上市場,這在很大程度上得益于國家產業(yè)政策的刺激。但產業(yè)政策不可能一成不變,就以風電為例,國家過去更多的是扶持整機廠商,目前則轉向扶持關鍵的零部件廠商。對于新能源汽車也是同樣如此,現在整車制造和充電站建設顯得非常迫切,相關的企業(yè)受益會多一些,等到市場趨于成熟后,相應的補貼政策可能被取消,而掌握核心技術的企業(yè)必然受到推崇,其中動力鋰電池企業(yè)首當其沖,其次是電機、電池管理系統(BMS)、DC轉換器等相關企業(yè)。鋰電池基礎知識介紹鋰電產業(yè)行業(yè)標準當前動力鋰電池產業(yè)已經正在從關鍵技術和產品研究階段向產業(yè)化建設、規(guī)模化推廣應用和市場體系建設的歷史新階段快速推進,節(jié)能與新能源汽車等科研項目在推動動力鋰電池關鍵技術和產品研究階段起到了關鍵性的作用。動力鋰電池電源系統相關七項行業(yè)標準,被正式列入國家發(fā)改委2008年~2009年標準制定計劃,中國電子商會電源專業(yè)委員會、北京電源行業(yè)協會作為行業(yè)利益的代表承擔標準工作,聯合相關企業(yè)、科研院所和大專院校,爭取在兩年左右基本完成我國動力鋰電池系統的基礎標準化體系、公共服務體系、公共技術支撐體系和規(guī)范的市場體系。動力鋰電池電源系統相關行業(yè)標準主要有《動力鋰電池總成通用要求》、《錳酸鋰動力鋰電池模塊通用要求》、《磷酸鐵鋰動力鋰電池模塊通用要求》、《動力鋰電池總成接口和通訊協議》、《動力電池充電設備通用要求》和《動力電池充電設備接口和通訊協議》。鋰電池基礎知識介紹二、鋰電池生產流程

33鋰電池基礎知識介紹電池(battery)電池是指通過正負極之間的電化反應將化學能轉化為電能的裝置。充電時,將電能轉化為化學能進行儲存。放電時,將化學能轉化為電能釋放,作為電源供用電器。活性物質:電池充放電時,能進行氧化或還原反應而產生電能和儲存化學能的電極材料。34鋰電池基礎知識介紹什么叫鋰離子電池?

Li-Ionbattery鋰離子電池是指Li+

嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物LiXCoO2、LiXNiO2

、LiXMnO2

、LiFePO4和三元復合材料。負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6。在充放電過程中,Li+

在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時,Li+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。35鋰電池基礎知識介紹圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程正極配料來料檢驗負極配料正極涂布負極涂布正極制片負極制片隔膜卷繞入殼烘烤短路檢驗滾槽注液封口化成密封性檢驗分容外包裝出廠出廠檢驗濕度控制36鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池結構正極活性物質

導電劑、溶劑、粘合劑、基體負極活性物質(石墨、MCMB、CMS)

粘合劑、溶劑、基體隔膜電解液外殼五金件(鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶)37鋰電池基礎知識介紹圓柱形鋰離子電池結構圖正極極耳負極極耳密封圈限流開關隔膜下絕緣墊上絕緣板38鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池結構——正極正極基體:鋁箔(約0.016mm厚)正極物質:LiFePO4+碳黑+PVDF正極集流體:鋁帶(約0.1mm厚)高溫膠帶(約0.05mm厚)電池放電時從外電路獲得電子的電極,此時電極發(fā)生還原反應。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。39鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池結構——負極負極基體:銅箔(約0.010mm厚)負極物質:石墨+CMC+SBR負極集流體:鎳帶(約0.07mm厚)電池放電時向外電路輸送電子的電極,此時電極發(fā)生氧化反應。通常是電位低的電極,鋰離子電池中石墨電極。40鋰電池基礎知識介紹鋰離子電池結構——隔膜材質:單層PE(聚乙烯)或者三層復合PP(聚丙烯)

+PE+PP厚度:單層一般為0.016~0.020mm

三層一般為0.020~0.025mm隔膜﹝separationfilm﹞——是放置于兩極之間,作為隔離電極的裝置,藉以避免兩極上的活性物質直接接觸而造成電池內部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過,以形成通路。隔膜要求:①離子透過度

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