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电池知识

锂离子电池市场目前有哪些应用范围?

来源:宝鄂实业    2019-06-30 23:01    点击量:
锂离子电池新的市场需求正在非常快速地形成。锂离子电池目前分为三大块。第一块是消费类电子产品。现在大家在移动设备上面,智能手机、笔记本电脑上绝大多数已经用锂离子电池了,这个市场容量基本上可以以百亿作为单位来计算的。第二块是现在兴起的电动汽车需求,不管是纯电动汽车还是插电式混合动力汽车,目前的需求已经逐渐形成。第三块,提醒同仁们注意的就是,将来锂电用在储能领域。它的市场容量将比电动汽车还广阔,甚至可以用万亿的这样一个产值来衡量它的市场。
 
  电动汽车与储能市场的需求,为锂离子电池形成了一个崭新的市场空间。目前来看,一批有技术基础以及生产能力的企业在非常快速地成长,动力电池的技术进展也非常的神速。

  锂电池是目前电动汽车最常用的电池种类之一,正在被越来越多地新能源汽车所使用。虽然,锂离子电池在能量密度方面根本无法与汽油相比,然而其他的电池技术想要达到锂离子电池的水平还异常困难。锂离子电池从能量密度和使用寿命这两点上,是其他电池无法替代的。从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、再到锂离子电池,能量密度一直在不断的提升。目前,主流电动汽车配备的锂电池主要包括磷酸铁锂电池及三元锂电池两种。相比磷酸铁锂电池,三元锂电池与在重量能量密度上要高出许多,此外,三元锂电池在冬季的耐低温性要远远高于磷酸铁锂电池。意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。由于磷酸铁锂电池能量密度提高的空间已经很小了,而三元锂电池还有发展空间,因此未来三元锂电池将成为电动汽车的技术趋势。
磷酸锰锂18650圆柱电池与同型号的磷酸铁锂电池相比具有哪些优点呢?

  1、高倍率性能:40C持续放电的电池容量保持率为1C的90%。

  2、放电容量为1100 mAh ,放电电压为3.9V,能量密度高出20%。

  3、循环寿命性能好,1C常温循环150周后,锂电池容量无明显衰减。

  4、安全性能:通过3C-10V过充和穿刺等安全测试,不起火,不燃烧。

  5、低温性能:在-20℃下以0.2C放电,容量发挥为常温(25℃)下的97.6%,即使在-40℃下放电,容量发挥也可达到位61.5%。

  这些良好的性能是由于宁波材料所通过材料改进,解决了以往存在于磷酸铁锂电池的电子电导率差和锂离子扩散系数低的瓶颈。材料所并未提出具体的工艺措施,倒是GS汤浅说出了如何提高能量密度和电子电导率的方法:1、在磷酸铁锂粒子上覆盖碳,2、构建连接磷酸锰锂粒子的碳网络,通过这两个措施,其容量密度提高到132 mAh/g。

  技术并没有好坏或是优劣之分,只是适用于不同的产品或是环境。单论电池,也没有所谓的谁更好谁更差。能套用到实际使用场景中,更加适应现在以及未来的家用电动汽车。个人认为高电压、高容量的聚阴离子正极材料体系科研价值还是很高的。现在的电池技术都还不成熟,需要在能量密度、循环寿命、可靠性方面有质的飞跃才能真正的取代汽油车而大规模应用。目前电池领域比较前沿的是石墨烯电池、锂空电池、钛酸锂电池等,都离产业化还有很长的路要走。
在电动汽车时代到来后,锂离子电池研发的方向就出现了变化,现在的电动汽车主要包括混合动力车、插电式混合动力车和纯电动汽车三种类型。对于混合动力车而言,在加速和减速时需要大电力交换,因此,高功率型的电池较为理想。反之,纯电动汽车因为只靠动力锂电池提供电能,因此更需要大容量的支持,插电式混合动力车则介于二者之间。如此可得出结论:在高功率锂电池要求上,混合动力车>插电式混合动力车>纯电动汽车;而在大容量锂电池要求上恰好相反,纯电动汽车>插电式混合动力车>混合动力车。当然,这是在不同电动汽车内部的比较,从整体上来说,电动汽车用锂电池在容量和功率上的要求比便携终端高出若干倍,同时也要求更高的寿命和安全性,除此则无法进入产业化阶段。
 
  固定装置用途的大型储能设施对比电动汽车的性能要求也是提高了若干倍,单从安全性来说,对于大楼蓄电系统及家用蓄电系统而言,必须具备发生火灾时不会燃烧的“高”安全性能,而电动汽车和便携终端用锂电池显然不具备这种要求。固定装置用途的储能设施内部也可以划分出不同的主要诉求。对用于夜间储电白天放电的高峰期转换为代表的电网电力而言,要求电池具备大容量,如楼宇系统用储能设施锂电池。而对于光伏发电和风力发电来说,就必须使用对输出功率变化具有较高耐性的高功率电池,因为受自然因素影响极大,这两种发电装置输出功率变化较大。
 

  从目前来看,电动汽车以及储能应用的要求需要安全、高能量密度、长寿命、低成本,而且具有相当的成熟技术的产品实现产业化,以匹配这两个行业快速的发展。现在来看,锂离子动力电池是目前最优的一个选择。广阔的市场需求也正在吸引非常多的研发和制造的投入到这个行业里面来,促进了锂离子电池技术突飞猛进的发展,所以这个行业最近发展非常快。谈到动力电池,其实在技术上面是非常的重要。动力电池追求五个方面的性能,安全是摆在第一位的,另外两个追求,一个是能量密度,一个是功率密度,然后很重要的就是使用寿命。