什么是锂离子动力电池，锂离子动力电池性能及科研应用
来源：宝鄂实业
2019-04-10 08:59
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锂离子动力电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。
本项目属于高新技术项目中功能性能源材料的开发，是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规划重点支持的领域。
锂离子电池的正极为磷酸铁锂材料，其安全性能与循环寿命有较大优势，这些也正是动力电池最重要的技术指标之一。1C充放循环寿命可做到2000次，穿刺不爆炸，过充时不容易燃烧和爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易并串联使用。
科研应用
磷酸铁锂电池
最近，有关新型电池取得进展、有望取代传统锂电池的报道接连不断，让我们看到了手机、平板拥有更长续航时间的希望，不过可惜大部分都停留在实验室研究阶段，何时乃至能否大规模投入商用都不好说。
在Deboch TEC.GmbH公布的磷酸铁锂电池技术白皮书中，在使用复合纳米材料后，单节32650规格(直径32mm/长度65mm)电芯的能量密度能够提升到6000mAh，与当前业界32650规格单节5000mAh的规格相比，同等体积提升了足足1000mAh，也就是20%之多，1节就能给iPhone 4S手机反复充电差不多4次。
更令人欣喜的是，在单颗低倍率充放电环境下使用，这种电池在循环使用多达3000次后，电量依旧保持在80%左右，而普通锂电池循环充电500次左右就这德行了。按照每3天充放电一次计算，可以连续使用24年之久，是名符其实的长寿电池。
这种新型电池技术可以广泛应用于便携移动电源、小型UPS、笔记本电池、汽车电瓶等各种设备，而且针对不同使用环境，Deboch TEC.GmbH还按照循环充电次数的差异使用了不同的电芯颜色：面向军工级的为金色，循环次数为3000次;民用汽车领域中使用蓝色，2500次;绿色的、2000次的适用于小型便携式移动设备。
在今年第六届中国(青岛)锂电新能源产业国际高峰论坛上，中关村新型电池技术创新联盟秘书长、锂电“达沃斯”组委会秘书长于清教表示，2018年被业内人士冠以“新能源元年”的称号，从侧面反映了今年新能源汽车行业所取得的成就;并且，新能源汽车大幅增长，也带动了动力锂电池爆发性增长。
据真锂研究发布的最新数据，2018年前10个月，中国电动汽车市场累计锂电装机35.64GWh，同比增幅高达90.15%。快速增长的市场造就了宁德时代、比亚迪两大锂电池行业“巨头”。
从市场份额看，2017年，宁德时代的市场份额为29.41%，比亚迪为16.12%，两家合计占比为45%;今年前10个月，宁德时代的市场份额扩大至42.12%;比亚迪占比为22.17%，两家总计市场份额已近65%，市场集中度大幅提高。
从资本层面看，宁德时代今年6月成功登陆A股市场，总市值最高时超2000亿元;比亚迪也宣布最迟在2022年前将其电池业务分拆上市。
从产能扩充量来看，比亚迪今年以来新投产及规划在建的项目就达84GWh，是2017年总产能的5.25倍。宁德时代新增在建产能24GWh，总投资超140亿元;11月底，宁德时代又规划了总投资不超过74亿元的新产能，并宣布将向银行申请总计不超过1100亿元的综合授信额度，用于日常生产经营及项目建设资金需要。
在此情况下，于清教直言，动力锂电池行业还埋藏着诸多危机与压力，全产业深度洗牌已开启，出局者将越来越多。
此外，另有业内人士表示，在多重压力下，今年很多小型动力电池企业纷纷倒闭。公开数据显示，2017年动力锂电池企业大概有130家，但到2018年6月底只剩下105家，意味着今年上半年，国内锂电池净倒闭企业有25家，相当于2017年全年净倒闭企业数。
事实上，2018年被市场抛弃的锂电池企业并不止小型企业，一些大型企业也深陷泥潭。譬如，格力董事长董明珠斥资10亿元入驻的珠海银隆，也在今年被曝出资金紧张、业务停滞和拖欠供应商近300亿元款项等问题。
2017年时，坚瑞沃能子公司沃特玛和珠海银隆还曾是国内动力锂电池行业分别排名第3和第13的企业。
“躺着挣钱”时代终结
业内人士认为，沃特玛等企业之所以有当今的困境，一个重要原因是没有及时把握住市场最新发展方向，产品技术更新换代慢。
一位拥有多年新能源汽车销售经验的销售人员向《国际金融报》记者表示，“在追逐高能量密度动力电池的大背景下，现在市面上新能源汽车大多采用三元锂电池，其他种类锂电池正在加快退出市场。”
今年前10个月，沃特玛的主要产品磷酸铁锂电池的市场份额下滑6.6%，且主要用于新能源商用车市场;而珠海银隆瞄准的钛酸锂电池的市场占比下滑更严重;反观三元锂电池则大增11.58%，市场份额达61.28%。
“沃特玛在盲目扩张磷酸铁锂电池产能后，想立马转变，改生产三元锂电池想法不切实际，产线的改造需要大把的时间，更需要大量的资金，而资金困难正是压死沃特玛的‘最后一根稻草’。”一位业内人士向《国际金融报》记者表示。
此外，今年我国新能源电池行业面临价格战愈加激烈、产能结构性过剩加剧等问题。
公开资料显示，近年来，动力锂电池市场产能不断突破新高，且产能增速持续高于新能源汽车销量增速，去年行业产能已经超过了200GWh，但总体产能利用率却不到40%。深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司董事长贺雪琴曾公开表示，“动力电池的供应会持续过剩，将在2018年达到巅峰，产能过剩达到257%。”
更重要的是，动力锂电池市场产能过剩，是一种供应紧张与产能过剩并存的结构性过剩。三元锂电池的崛起，与其他锂电池的没落，让磷酸铁锂电池、锰酸锂、钛酸锂等产能浪费，导致高端优质产能供应不足，而低端产能却订货不足，产品库存积压严重，生产经营困难。
动力锂电池的扩张让该市场迅速从蓝海走向红海，竞争也日益激烈，销售价格逐年下降。以宁德时代为例，宁德时代动力电池系统销售均价2015年度为2.28元/Wh，2016年度为2.06元/Wh，2017年度为1.41元/Wh。有业内人士预测，2018年度行业平均动力电池售价将降至1元/Wh以下。
“在下游要求降价的同时，上游原材料还在涨价，双重夹击下，动力电池企业如果不具备成本竞争优势，只有出局。”欣旺达集团副总裁兼动力电池板块总裁梁锐感叹道。
