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电池知识

我国锂电池技术与国外先进技术的主要差距是什么?如何缩短这个差距?

来源:宝鄂实业    2019-05-09 20:38    点击量:
       钴酸锂和碳材料搭配的锂离子主要用在手机上,锰酸锂和三元材料加上碳材料做成的锂离子电池用在电动工具上,只有磷酸铁锂和碳材料组合而成的锂离子电池才用在汽车上,也称为锂铁电池或铁电池。由于磷酸铁锂价格昂贵,加上技术和制造的难度,动力锂离子电池的价格较高,导致了目前电动汽车价格居高不下。
       他告诉记者,锂离子电池对生产要求相当高,它对湿度特别敏感,所以必须要借助良好的设备和厂房条件以及高素质的技术工人,才能生产出合格的锂离子电池。当前我国锂离子电池技术跟国外先进技术的差距主要在于原材料的质量,设备的差距,技术工人的素质。所以,从这个角度讲,没有大量资金投资购买设备和优质原材料的企业,无法生产出质量可靠的动力锂离子电池。铅酸电池是目前国内电动自行车采用的动力电池。
王教授用“生命力特别旺盛”来形容铅酸电池。他告诉记者,铅酸电池早在150年前就发明出来了,有一阵子大家认为它都快被淘汰了,但是得益于中国电动自行车产业的发展,让它获得了“第二次青春”。广东是全国铅酸电池的最大产地,占了全国43%以上的产量。
铅酸电池的优点是价格便宜,同样动力的电池,它的价格只有锂离子电池的三分之一到五分之一;可大电流放电,“浮充”性能好,常用作汽车上的电瓶;还有就是用作通讯行业的不间断电源或储备电源。它的缺点是制造时污染较大、能量密度低、分量重、寿命较短,而且电池里的活性物质利用率低,一般只有35%左右。

       随着我们生活中的电子产品越来越多,怎样正确的保养电池是大家非常关注的问题。电池分为太阳能电池、燃料电池、锂电池、镍氢电池、碱性电池、碳性电池等,现在我们就来介绍跟我们关系最密切的锂电池。

经过相关实验结果证实,锂电池的最佳保养方式是轻度使用、快放快充,这与机械设备使用方法类似,用的频率越大、次数越多,电池的损耗就会越快。锂电池深度放电的程度越小,使用的时间越长,如果有可能的话,尽量避免经常的完全充放电。

      就用手机用户来说,应该尽量避免手机提示电量不足时开始充电,无论什么情况都不要把电池的电量用完。如果出门在外,最好多准备一块必用电池。

       就笔记本电脑用户来说,如果经常连接锂电池充电器使用的笔记本电脑,最好把电池拆下来,实际上这并不是充电会对电池形成损害,因为电池满电之后就不再充电,但是笔记本电脑在使用时不注意底部的通风情况会让温度过热,这才是影响电池寿命的真凶。使用环境的温度过高(30℃)或过低的温度都会对电池寿命形成损耗。所以为了避免突然停电时候的资料丢失,给笔记本电脑准备一个比较好的散热底座是非常重要的。

       锂电池新技术方面消息不断,如比亚迪表示正在研发磷酸铁锰锂电池,其能量密度将较现有磷酸铁锂电池提升超过60%,达到三元材料水平,同时由于利用锰替代现有的钴、镍等高价金属,成本将大幅下降;LG集团旗下LG化学能源也正研发电动汽车电池,续航能力是目前市场上大部分电池的两倍。

  业内认为,正极材料由于占制造成本比重超过40%且性能直接决定锂电池整体性能,将是锂电池技术突破的关键。

  从行业发展路径看,在锰酸锂、三元材料逐步抢占传统钴酸锂材料市场份额以及磷酸铁锰锂技术不断成熟背景下,锰系产品在正极材料中的应用比例提升趋势明显,结合我国电解锰产能全球占比超过90%,技术方向符合我国产业特点。

  (002125)锰酸锂专用电解二氧化锰的技术水平不断提升,销量呈逐年上升的趋势;红星发展(600367)中报显示,高纯硫酸锰受下游锂电池产业快速发展影响,产销量大幅增长。

 

锂电池新技术方面消息不断,如比亚迪(002594)表示正在研发磷酸铁锰锂电池,其能量密度将较现有磷酸铁锂电池提升超过60%,达到三元材料水平,同时由于利用锰替代现有的钴、镍等高价金属,成本将大幅下降;LG集团旗下LG化学能源也正研发电动汽车电池,续航能力是目前市场上大部分电池的两倍。正极材料由于占制造成本比重超过40%且性能直接决定锂电池整体性能,将是锂电池技术突破的关键。而锰系产品在正极材料中的应用比例提升趋势明显,我国电解锰产能全球占比超过90%。

  比亚迪研发磷酸铁锰锂电池

  近日,比亚迪董事长王传福在接受记者采访时透露,比亚迪最新研发的磷酸铁锰锂电池的能量密度达到了150Wh/Kg,突破了传统磷酸铁锂电池的能量密度限制,并且在成本控制上更具有优势。拥有这样技术的电池量产装车后,将使比亚迪电动车的续航能力大幅提升。

  据悉,目前比亚迪广泛使用的磷酸铁锂电池的能量密度为90Wh/Kg,并且该电池材料中使用的钴元素在我国储量极少,只占世界总存储量的1%,成本很高。而新研发的磷酸铁锰锂电池中的锰元素在我国的储量非常丰富,将易于降低制造成本。但就目前来看,新材料电池在安全性上仍需进一步检验。

 

  隔膜技术门槛高,行业特点决定供给高度集中。电动汽车将带动隔膜尤其是干法隔膜需求爆发性增长,国产高端隔膜凭借性价比优势,全球份额将持续提升。看好隔膜行业未来发展前景。

  报告认为,市场普遍担忧隔膜降价。市场认为隔膜行业存在较大技术扩散风险,认为未来价格将大幅下降,担心国产隔膜产品质量,无法应用于动力电池领域。招商证券认为隔膜行业特点决定供给将高度集中,低端产品降价,中高端产品依然供不应求,替代进口空间巨大,盈利能力将维持在较高水平。

  从行业特点看,招商证券认为,资金和技术密集,进入壁垒高。功能薄膜的技术难点往往体现在原料、加工设备或生产工艺上,隔膜在这三方面均存在较高技术难度。锂电池容量和加工工艺的不断进步, 需要隔膜企业不断研发提高品质。 隔膜投入产出比接近,与包装薄膜和其它功能薄膜一般2-4倍的投入产出比存在较大差距, 属于资金和技术密集的行业,进入门槛较高。

  全球格局稳定,供给高度集中。 国外的隔膜生产主要集中在美国的celgard 公司和日本的旭化成、东燃和宇部,前五大隔膜厂2012年产量占全球比例高达86%。国内隔膜产量较大(超过2000万平米)的公司仅有金辉高科、新乡格瑞恩和深圳星源材质3家公司,三家公司2012年产量占比超过2/3,国内供给同样高度集中。

  报告认为,国产隔膜将崛起,进口替代前景广阔。中国隔膜企业30多家,设计产能超过8亿平米,2013年产量仅1.8亿平方米。低端过剩,中高端市场依然严重依赖进口,进口隔膜占比约50%。隔膜规模效应显著,下游认证严格,行业未来也将走向集中,中高端隔膜市场前景依然广阔。