严格意义上说,锂电池分为哪两种你知道吗?锂电池是怎样生产的出来的?
来源:宝鄂实业
2019-04-15 09:12
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严格意义上说,锂电池分为两种:锂金属电池和锂离子电池。这是根据锂存在的形态来定义的,锂金属电池是用金属锂做电极,而锂离子电池则是以离子形态存在于电极。
锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂电池,本文所称锂电池也主要指锂离子电池。
一、锂电池分类
1、市场上习惯用的两种分类方式:按极片材料分类和按产品外观分类。
A、按极片材料分类
正极材料:磷酸铁锂电池(LFP)、钴酸锂电池(LCO)、锰酸锂电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂电池(NCM)、镍钴铝酸锂电池(NCA))
负极材料:钛酸锂电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池
关于市场上的石墨烯概念,主要是指石墨烯基电池,即在极片中加入石墨烯浆料,或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。
B、按产品外观分类
分为:圆柱、软包、方形。
圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜,其实软包也是一种方形,市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包,也有人将软包电池称为聚合物电池。
对于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。
C、按电解质材料的不同
锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。
液态锂离子电池使用液体电解质(目前动力用电池多为此种)。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。关于固态电池,严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。
D、按电池实用性能分类
功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出;功率型电池以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高,可以支持一段距离的纯电行驶,也要具备较好的功率特性,在低电量的时候进入混合动力模式。
简单理解,能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;那么功率型就是短跑选手,拼的是暴发力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不远。
二、锂电池材料构成
四大主材:正极材料、负极材料、隔膜、电解液
辅材:NMP、铜箔、铝箔、铝壳盖板、导电剂、粘结剂、其他(EMD)等。
三、制作工艺
锂电池的制造流程可分为电极制片、电芯装配、激活检测和电池组装四个主要工序。其中,电极制片又包括正极片和负极片制作,主要环节包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切和极耳等步骤。
四、生产所需设备
按照锂离子电池的生产流程,锂电设备主要可以分为前端设备、中端设备和后端设备。
前端设备主要是针对电极制片工序,包括真空搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。涂布工艺要求将搅拌后的浆料均匀地涂在金属上,厚度精确到3μm以下,分切要需要保证切片表面不能存在任何毛刺,否则会对后续工艺产生很大影响。因此,前端设备是电池制造的核心设备,关乎整条生产线的质量。
中端设备主要覆盖电芯装配工序,主要包括卷绕机或叠片机、电芯入壳机、注液机以及封口焊接等设备。
后端设备主要覆盖电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。相对而言,中后端设备如入壳、封口、检测等机器相对简单,技术要求不高。
储能技术来源于美国奥钛银隆新能源一直在储备储能
国际市场可谓春风得意。银隆新能源的储能技术来源于美国奥钛公司(以下简称“奥钛”),奥钛最宝贵的技术在储能上,2007年12月,奥钛向美国电力公司AES销售了两台1MW频率调节系统,2009年正式投入商业化运行,成功的验证了将电池技术运用于电网的潜力;2013-2016年奥钛先后向夏威夷自然能源学院销售了三套用于平滑新能源发电和调频的钛酸锂电池储能系统,共4MW/1MWh,这期间又给维斯塔斯交付了1MW/250KWh的钛酸锂调频系统,并于2014年投入运行;同年,又向TSK销售了一套2MW/397KWh的储能系统,于2015年投入运行。
不难发现,上述示范性的项目,规模都不是很大,都是单套系统1兆瓦到2兆瓦的。通过这些项目展示了奥钛和银隆新能源的能力。同时,也迎来了诸多挑战:首先,怎样使得储能系统经济性的运行;其次,奥钛的钛酸锂的系统设计寿命是20-25年,最早的一台距离现在是9年,如何证明给客户真的有这么长的寿命?因此,项目从设计到交付的经验过程中也开发出模拟的平台软件——热管理系统,奥钛在热管理方面卓越的技术实力,对钛酸锂储能系统的安全、寿命、可靠性及综合性能起着至关重要作用。据北极星电力网了解,为了使电池达到最佳的温度状态,24V/70Ah模组在每两个电芯之间都设计了导热片,为了进一步提高散热性能,36V的模组比48V的模组减少了电芯数量,还增加了内部导热铝片的厚度来提高导热系数。
“对于国际市场来说,我们脱离了国际市场一段时间,但储能我们一直在储备,随着项目的交付,银隆新能源从2010-2012年完成收购美国奥钛公司,今年已经100%完全控股美国奥钛公司,现在银隆新能源把主要精力放在电动车上,利润增长很快。同时,我们又回归国际储能市场。”高级销售总监李璟表示。
ALTI-ESS集装箱储能系统提高运营效率减少碳排放
在刚刚过去的储能国际峰会暨展览会2018上,银隆新能源有备而来,携带ALTI-ESS集装箱储能系统重磅出击。
先进的储能技术正参与促进电网改革,使电网更加高效地应对发电、用电及政策的变化。据北极星电力网了解,ALTI-ESS集装箱储能系统则是更清洁、更节能、运行效率更高的电网稳定性管理系统,是一套可通用的、智能的、功率可扩展的能源管理平台。基于先进的钛酸锂技术,ALTI-ESS通过对电网释放或吸收电量,在毫秒内响应频率波动,从而提高设备和产能的利用率,提高运营效率,减少碳排放。
据了解,ALTI-ESS在美国拥有超过8年的商业化运行调频经验,系统在安装完成后,及第一年底和第二年底都行了测试,验证了电池性能并符合预期寿命超过25年。
五、锂电池应用
主要分为三大块:数码类、动力类、储能类。
数码类:手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、MP3/MP4、耳机、充电宝、航模、移动电源等。
动力类:主要指电动交通工具,电动自行车、新能源汽车等。
储能类:主要应用于基站电源、清洁能源储能、电网电力储能、家庭光储系统等。
相信将来锂电池会有更广泛的应用。
锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂电池,本文所称锂电池也主要指锂离子电池。
一、锂电池分类
1、市场上习惯用的两种分类方式:按极片材料分类和按产品外观分类。
A、按极片材料分类
正极材料:磷酸铁锂电池(LFP)、钴酸锂电池(LCO)、锰酸锂电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂电池(NCM)、镍钴铝酸锂电池(NCA))
负极材料:钛酸锂电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池
关于市场上的石墨烯概念,主要是指石墨烯基电池,即在极片中加入石墨烯浆料,或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。
B、按产品外观分类
分为:圆柱、软包、方形。
圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜,其实软包也是一种方形,市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包,也有人将软包电池称为聚合物电池。
对于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。
C、按电解质材料的不同
锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。
液态锂离子电池使用液体电解质(目前动力用电池多为此种)。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。关于固态电池,严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。
D、按电池实用性能分类
功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出;功率型电池以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高,可以支持一段距离的纯电行驶,也要具备较好的功率特性,在低电量的时候进入混合动力模式。
简单理解,能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;那么功率型就是短跑选手,拼的是暴发力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不远。
二、锂电池材料构成
四大主材:正极材料、负极材料、隔膜、电解液
辅材:NMP、铜箔、铝箔、铝壳盖板、导电剂、粘结剂、其他(EMD)等。
三、制作工艺
锂电池的制造流程可分为电极制片、电芯装配、激活检测和电池组装四个主要工序。其中,电极制片又包括正极片和负极片制作,主要环节包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切和极耳等步骤。
四、生产所需设备
按照锂离子电池的生产流程,锂电设备主要可以分为前端设备、中端设备和后端设备。
前端设备主要是针对电极制片工序,包括真空搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。涂布工艺要求将搅拌后的浆料均匀地涂在金属上,厚度精确到3μm以下,分切要需要保证切片表面不能存在任何毛刺,否则会对后续工艺产生很大影响。因此,前端设备是电池制造的核心设备,关乎整条生产线的质量。
中端设备主要覆盖电芯装配工序,主要包括卷绕机或叠片机、电芯入壳机、注液机以及封口焊接等设备。
后端设备主要覆盖电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。相对而言,中后端设备如入壳、封口、检测等机器相对简单,技术要求不高。
储能技术来源于美国奥钛银隆新能源一直在储备储能
国际市场可谓春风得意。银隆新能源的储能技术来源于美国奥钛公司(以下简称“奥钛”),奥钛最宝贵的技术在储能上,2007年12月,奥钛向美国电力公司AES销售了两台1MW频率调节系统,2009年正式投入商业化运行,成功的验证了将电池技术运用于电网的潜力;2013-2016年奥钛先后向夏威夷自然能源学院销售了三套用于平滑新能源发电和调频的钛酸锂电池储能系统,共4MW/1MWh,这期间又给维斯塔斯交付了1MW/250KWh的钛酸锂调频系统,并于2014年投入运行;同年,又向TSK销售了一套2MW/397KWh的储能系统,于2015年投入运行。
不难发现,上述示范性的项目,规模都不是很大,都是单套系统1兆瓦到2兆瓦的。通过这些项目展示了奥钛和银隆新能源的能力。同时,也迎来了诸多挑战:首先,怎样使得储能系统经济性的运行;其次,奥钛的钛酸锂的系统设计寿命是20-25年,最早的一台距离现在是9年,如何证明给客户真的有这么长的寿命?因此,项目从设计到交付的经验过程中也开发出模拟的平台软件——热管理系统,奥钛在热管理方面卓越的技术实力,对钛酸锂储能系统的安全、寿命、可靠性及综合性能起着至关重要作用。据北极星电力网了解,为了使电池达到最佳的温度状态,24V/70Ah模组在每两个电芯之间都设计了导热片,为了进一步提高散热性能,36V的模组比48V的模组减少了电芯数量,还增加了内部导热铝片的厚度来提高导热系数。
“对于国际市场来说,我们脱离了国际市场一段时间,但储能我们一直在储备,随着项目的交付,银隆新能源从2010-2012年完成收购美国奥钛公司,今年已经100%完全控股美国奥钛公司,现在银隆新能源把主要精力放在电动车上,利润增长很快。同时,我们又回归国际储能市场。”高级销售总监李璟表示。
ALTI-ESS集装箱储能系统提高运营效率减少碳排放
在刚刚过去的储能国际峰会暨展览会2018上,银隆新能源有备而来,携带ALTI-ESS集装箱储能系统重磅出击。
先进的储能技术正参与促进电网改革,使电网更加高效地应对发电、用电及政策的变化。据北极星电力网了解,ALTI-ESS集装箱储能系统则是更清洁、更节能、运行效率更高的电网稳定性管理系统,是一套可通用的、智能的、功率可扩展的能源管理平台。基于先进的钛酸锂技术,ALTI-ESS通过对电网释放或吸收电量,在毫秒内响应频率波动,从而提高设备和产能的利用率,提高运营效率,减少碳排放。
据了解,ALTI-ESS在美国拥有超过8年的商业化运行调频经验,系统在安装完成后,及第一年底和第二年底都行了测试,验证了电池性能并符合预期寿命超过25年。
五、锂电池应用
主要分为三大块:数码类、动力类、储能类。
数码类:手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、MP3/MP4、耳机、充电宝、航模、移动电源等。
动力类:主要指电动交通工具,电动自行车、新能源汽车等。
储能类:主要应用于基站电源、清洁能源储能、电网电力储能、家庭光储系统等。
相信将来锂电池会有更广泛的应用。