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电池知识

我国锂离子电池消费领域及生产应用概况介绍

来源:宝鄂实业    2019-07-21 14:50    点击量:
锂电池生产应用概况
 
锂电池的应用范围不断扩展,从电动汽车、手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、电动工具、电动自行车、电动摩托车、军事装备、航空航天等多个领域,拓展小到电子表手表、CD唱机、MP3、MP4、摄影机、各种遥控器、剃须刀、儿童玩具等,大到医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源,也开始应用于风力发电、太阳能电站等储能电源系统。
 
国家对新能源汽车的政策支持和财政补贴,使很多地方政府将锂电产业作为发展重点,在招商引资等方面也给予大力扶持。2017版的动力电池规范发布以后,一大批动力电池企业掀起了扩产的浪潮,2017年底,动力电池整体产能超过2280亿瓦时,比上一年增长125%,进一步造成行业产能的过剩。2017年全国锂离子电池产量超过110亿自然只。根据亚化咨询的统计,2017年中国锂离子电池产量约为88.7GWh,同比增长29.3%。

随着近年来我国科学技术快速发展,研发出能量密度更高、功率更大、循环使用寿命更长高效能锂离子电池已成为科研工作者研究的重点内容。在当前能源技术视域中,制约高效能锂离子电池商业化应用的主要因素是缺乏系统化的科学理论支撑,新的锂离子电池系统以及高性能处理材料目前还没有完全形成,新型处理材料及电解质材料的研发应用还处在初步探索阶段,没有形成科学系统的理论体系。

 

(一)锂离子电池正极材料的研发

 

在锂电池研发及应用中,正极材料的使用被看作锂电池研究和应用的核心内容,历来都是科研工作者重点方向。正极材料不但要作为能源存储媒介,实现能源转换和电力可持续获取,在电池内部两级材料之间的锂,还负担电池负极材料正极材料固液界面膜(SEL膜)所消耗的锂。因此在锂电池研发及应用中,需要的正极材料具有电位高、比容量高、密度大等特点,能保持较长的使用寿命和较佳的使用密度。

 

(二)锂电池的负极材料

 

从目前的科学研究趋势来看,锂电池应用的负极材料应该能容纳大量正锂离子,具有较好的导电性,具备一定的稳定性。目前广泛应用的负极材料难以满足上述需求,存在放电效率低、大电流充放电速度慢等缺陷。因此研究出化学性能更好的负极材料,以及进一步改进现有材料的生产工艺已成为提高锂电池性能的重要方法。目前锂电池的负极材料主要使用模式可分为三种情况:嵌入型、合金型及转化型三种,每种负极材料使用模式适用于不同性能锂电池的研究及应用,在不同情况下具有不同使用特点,在当前科学技术及能源利用方面需要更多的科研学者参与到新型材料研发中,结合新的技术及生产工艺生产出高效能的锂电池。

 
 
2017年我国锂离子电池消费领域

1.锂电池产量小幅增长,动力型占比快速提升

2015年我国锂离子电池累计完成产量56.0亿自然只,同比增长3% 。虽然我国锂离子电池产量仅实现小幅增长,但锂电池应用领域却发生了根本性变革,动力型锂电池市场份额首次超过消费型锂电池,达到52%,较2014年提升了约39个百分点。预计今后动力型锂电池将继续主导锂电池市场,消费型锂电池市场还会进一步下滑,另外随着动力电池梯次利用技术在储能市场的逐步成熟,储能型锂电池市场规模将会扩大。

 

2012-2015年我国锂离子电池应用领域变化情况

2.动力电池出货量激增,磷酸铁锂依然占主导

2014年以来,随着新能源汽车产量的快速提升,车用锂动力电池的需求持续爆发,据高工锂电数据显示,2015年我国动力电池出货量达到15.7GWh,同比增长3.24倍。从近5年的出货量趋势来看,2014年以前动力电池出货量一直低于1GWh,2014年首次突破了3GWh,市场开始进入爆发期,这与我国新能源汽车市场的发展趋势密切相关。

 

2010-2015年我国动力电池出货量情况

从电池材料类型来看,新能源主要以磷酸铁锂材料为主,占比69%,其次为三元材料电池占比27%,锰酸锂、钛酸锂、超级电容、镍氢电池等其他材料电池出货量仅占比4%。分车型来看,乘用车以三元材料为主,商用车以磷酸铁锂为主。

2017年,全球主要国家新能源汽车的销量达到了142万辆,国内新能源汽车产量达到79.4万辆,销量77.7万辆,同比分别增长53.6%和53.3%。国内动力电池的装机量约33.55GWh,根据锂电池企业的披露,部分企业出现了一定的库存。
 
2017年,锂离子电池的关键原料锂、钴出现较大幅度的上涨,给电池行业生产带来了巨大的压力,很多企业为了实现2020年动力电池成本1元/瓦时的既定目标延伸产业链,一些车厂、电池厂投资电池关键资源,力争降低成本。