锰酸锂电池未来发展趋势如何
来源：宝鄂实业
2019-03-18 10:49
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2018年5月15日，根据国家标准管理程序，工业和信息化部组织修订的《电动自行车安全技术规范》批准发布，自2019年4月15日正式实施，过渡期共11个月。伴随着新国标的严格标准，一些小规模电动车企业生产的不规范产品将成为第一批打击对象。在新国标的压力下，电动自行车的各相关配套设施企业有喜有忧。而这其中，新能源电池企业开始出现新机会。
目前电动自行车中搭载最多的电池是铅酸电池，因其价格便宜、材料来源丰富、技术和制造工艺较成熟、资源回收率高等综合因素被各国各种电动车普遍采用和广泛研究。然而，新国标中明确规定了对于电动自行车搭载电池的要求，这也直接影响了铅酸电池未来在电动自行车中的应用。
新国标中，对于新能源电池行业影响最大的两条规定如下：
a、装配完整的电动自行车的整车质量小于或等于55kg；
b、蓄电池标称电压小于或等于48V
可以看到，新国标对于未来电动自行车的要求方向主要以“轻便化”、“安全化”为主。对此，行业内关于未来锂电池在电动自行车中替代铅酸电池的呼声很高，而其中，又属锰酸锂电池与三元电池的支持者更多。SMM总结了铅酸电池与锰酸锂电池、三元电池之间的差异。
锰酸锂电池未来发展趋势如何
铅酸电池搭载在电动自行车上的整车质量一般都在55kg之上，绝大部分都无法符合新国标的要求。而锂电池的电池组质量远远小于铅酸电池，同时，锂电池的能量密度、循环次数（使用寿命）等性能要优于铅酸电池，故未来锂电池替代铅酸电池的可能性非常高。
在目前的三种动力型电池中，磷酸铁锂电池在能量密度方面不及三元电池与锰酸锂电池，但磷酸铁锂正极材料的价格却高于锰酸锂，同时电动自行车对于循环次数的要求并不太高，所以大部分电动自行车企业并不考虑搭载磷酸铁锂电池。
而锰酸锂电池相比于三元电池，拥有良好的安全性，同时价格也远远比三元电池便宜，因此成为了很多企业生产电动自行车电池的首选正极材料。
锰酸锂电池未来的发展趋势
据多位行业人士向SMM表示，2018年是电动自行车搭载锂电池的拐点，今后电动自行车上对于锂电池的需求量会逐年递增。而目前对锂电池的需求主要集中在锰酸锂电池、三元电池或是两类电池掺杂使用。一些看好锰酸锂电池的企业表示，未来电动自行车市场锂电池取代铅酸电池、镍氢电池等是大势所趋，而锰酸锂电池凭借其性能、价格多重优势容易占取先机；不仅如此，锰酸锂电池在其他领域也有不错的预期，在新能源补贴政策完全退出市场后，锰酸锂电池的成本优势会大大体现出来，其在电动工具领域及动力汽车领域可能也会有所突破。
在一次实验中，他们把原材料送到了弹道学实验室，那里通常被用来测试防弹背心，并用9mm的子弹来射击它。两根电线将电池（扁平的银袋子）连接到三星平板电脑上，后者的电源被小心移除。子弹击中后，电池就像火山一样炸开了。在慢镜头里，可以看到塑料和金属从火山口喷出，就像熔岩。但电池内部没有爆发，没有爆炸或起火。每次碰撞，设备都保持开启状态。齐默尔曼说:“我们一直认为聚合物会使它更安全，我们从来没有指望电池还能继续工作。”
据齐默尔曼说，这种聚合物将推动锂金属的发展，并加速采用新的电池化学物质，如锂-硫或锂-空气。但长远的未来可能不只是锂。曼彻斯特大学的研究员刘旭清表示:“这种改进不能与设备性能的改进速度相匹配，我们需要一场革命。”
在牛津郡庞大的哈韦尔科学与创新园区，也就是约翰·古德诺夫(John Goodenough)签署协议宣布放弃他在锂离子领域取得重大突破专利的地方，史蒂芬·沃勒（Stephen Voller）举着一块与饮料杯大小和形状相似的碳纤维。沃勒是一位和蔼可亲的曼城球迷，年近50岁。在加盟首个浏览器品牌网景（Netscape）公司之前，他曾在IBM担任软件工程师。在公司被AOL收购后，沃勒对笔记本电脑电池续航时间的限制越来越感到失望，于是决定采取些措施。
沃勒的第一个想法是使用氢燃料电池来延长电池巡航时间，但它的波动性证明是便携式电子产品无法克服的挑战。他说:“让氢气通过机场安检是相当困难的。”然后，通过牛津大学的熟人，沃勒听说了一些令人兴奋的研究，包括性能更像超级电容器的极快充电材料。当电池以化学方式储存能量时，超级电容器却可将其置于电场中，就像气球上的静电收集一样。
超级电容器的问题在于，它们不能像电池一样储存那么多的能量，而且电量会很快泄露出去。如果你不经常使用，锂离子电池的放电可持续2周，而超级电容器只能保持数小时。许多业内人士认为，将超级电容器与电池结合起来，可能对智能手机和其他耗电的消费科技产品有利。海格特表示，超级电容器可以被用来制造一、两分钟内就能充满电的混合手机，而且还可以作为备用的锂离子电池。他说:“如果你可以非常快速的充电，你可以把它放在感应圈上，在你搅拌咖啡的时候充电。”
沃勒认为，他可以做得更好。2013年，他创立了ZapGo，该公司正在开发碳基电池，其充电速度与超级电容器一样快，但充电时间与锂离子电池差不多。到2017年11月，该公司的员工已增至22人，分别在哈韦尔的卢瑟福德阿普尔顿实验室和北卡罗来纳州夏洛特的办公室工作。它的第一个消费电池将被用在今年年底推出的第三方产品上，包括用于汽车的助推起动装置，以及充电时间从8小时缩短至5分钟的电动滑板车。
沃勒手里拿着的那块碳纤维是一块电池，使用了固态电解质，不会着火。两个电极是由薄层铝制成的，上面覆盖着纳米结构的碳，用来增加表面积。沃勒说：“你希望它看起来像喜马拉雅山。”尽管在显微镜下，它更像是城市天际线的轮廓。ZapGo技术的关键在于提高效率和减少漏电量，主要是通过确保电解液无缝地与上面的碳天际线相吻合，就像尼龙搭扣一样。
碳基电池的最大优势是长寿。因为ZapGo的电池存储更像气球，而不是传统的电池。正如沃勒所说“没有化学反应”，他声称新电池可以持续10万个放电周期，这是锂离子电池的100倍。即使每天给手机充电，也可以使用30年。目前的第三代ZapGo电池还没有强大到可以运行智能手机的地步，但由于使用的材料没有提供增加电压的障碍，沃勒预计这种电池将在2022年，也就是“iPhone 15前后”投入应用。
