什么是鋰離子動力電池，鋰離子動力電池性能及科研應(yīng)用
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-10 08:59
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鋰離子動力電池的性能主要取決于正負(fù)極材料，磷酸鐵鋰作為鋰電池材料是近幾年才出現(xiàn)的事，國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿足電動車頻繁充放電的需要。具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。
本項目屬于高新技術(shù)項目中功能性能源材料的開發(fā)，是國家“863”計劃、“973”計劃和“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點支持的領(lǐng)域。
鋰離子電池的正極為磷酸鐵鋰材料，其安全性能與循環(huán)壽命有較大優(yōu)勢，這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。1C充放循環(huán)壽命可做到2000次，穿刺不爆炸，過充時不容易燃燒和爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易并串聯(lián)使用。
科研應(yīng)用
磷酸鐵鋰電池
最近，有關(guān)新型電池取得進(jìn)展、有望取代傳統(tǒng)鋰電池的報道接連不斷，讓我們看到了手機、平板擁有更長續(xù)航時間的希望，不過可惜大部分都停留在實驗室研究階段，何時乃至能否大規(guī)模投入商用都不好說。
在Deboch TEC.GmbH公布的磷酸鐵鋰電池技術(shù)白皮書中，在使用復(fù)合納米材料后，單節(jié)32650規(guī)格(直徑32mm/長度65mm)電芯的能量密度能夠提升到6000mAh，與當(dāng)前業(yè)界32650規(guī)格單節(jié)5000mAh的規(guī)格相比，同等體積提升了足足1000mAh，也就是20%之多，1節(jié)就能給iPhone 4S手機反復(fù)充電差不多4次。
更令人欣喜的是，在單顆低倍率充放電環(huán)境下使用，這種電池在循環(huán)使用多達(dá)3000次后，電量依舊保持在80%左右，而普通鋰電池循環(huán)充電500次左右就這德行了。按照每3天充放電一次計算，可以連續(xù)使用24年之久，是名符其實的長壽電池。
這種新型電池技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于便攜移動電源、小型UPS、筆記本電池、汽車電瓶等各種設(shè)備，而且針對不同使用環(huán)境，Deboch TEC.GmbH還按照循環(huán)充電次數(shù)的差異使用了不同的電芯顏色：面向軍工級的為金色，循環(huán)次數(shù)為3000次;民用汽車領(lǐng)域中使用藍(lán)色，2500次;綠色的、2000次的適用于小型便攜式移動設(shè)備。
在今年第六屆中國(青島)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇上，中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長、鋰電“達(dá)沃斯”組委會秘書長于清教表示，2018年被業(yè)內(nèi)人士冠以“新能源元年”的稱號，從側(cè)面反映了今年新能源汽車行業(yè)所取得的成就;并且，新能源汽車大幅增長，也帶動了動力鋰電池爆發(fā)性增長。
據(jù)真鋰研究發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2018年前10個月，中國電動汽車市場累計鋰電裝機35.64GWh，同比增幅高達(dá)90.15%?？焖僭鲩L的市場造就了寧德時代、比亞迪兩大鋰電池行業(yè)“巨頭”。
從市場份額看，2017年，寧德時代的市場份額為29.41%，比亞迪為16.12%，兩家合計占比為45%;今年前10個月，寧德時代的市場份額擴大至42.12%;比亞迪占比為22.17%，兩家總計市場份額已近65%，市場集中度大幅提高。
從資本層面看，寧德時代今年6月成功登陸A股市場，總市值最高時超2000億元;比亞迪也宣布最遲在2022年前將其電池業(yè)務(wù)分拆上市。
從產(chǎn)能擴充量來看，比亞迪今年以來新投產(chǎn)及規(guī)劃在建的項目就達(dá)84GWh，是2017年總產(chǎn)能的5.25倍。寧德時代新增在建產(chǎn)能24GWh，總投資超140億元;11月底，寧德時代又規(guī)劃了總投資不超過74億元的新產(chǎn)能，并宣布將向銀行申請總計不超過1100億元的綜合授信額度，用于日常生產(chǎn)經(jīng)營及項目建設(shè)資金需要。
在此情況下，于清教直言，動力鋰電池行業(yè)還埋藏著諸多危機與壓力，全產(chǎn)業(yè)深度洗牌已開啟，出局者將越來越多。
此外，另有業(yè)內(nèi)人士表示，在多重壓力下，今年很多小型動力電池企業(yè)紛紛倒閉。公開數(shù)據(jù)顯示，2017年動力鋰電池企業(yè)大概有130家，但到2018年6月底只剩下105家，意味著今年上半年，國內(nèi)鋰電池凈倒閉企業(yè)有25家，相當(dāng)于2017年全年凈倒閉企業(yè)數(shù)。
事實上，2018年被市場拋棄的鋰電池企業(yè)并不止小型企業(yè)，一些大型企業(yè)也深陷泥潭。譬如，格力董事長董明珠斥資10億元入駐的珠海銀隆，也在今年被曝出資金緊張、業(yè)務(wù)停滯和拖欠供應(yīng)商近300億元款項等問題。
2017年時，堅瑞沃能子公司沃特瑪和珠海銀隆還曾是國內(nèi)動力鋰電池行業(yè)分別排名第3和第13的企業(yè)。
“躺著掙錢”時代終結(jié)
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，沃特瑪?shù)绕髽I(yè)之所以有當(dāng)今的困境，一個重要原因是沒有及時把握住市場最新發(fā)展方向，產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代慢。
一位擁有多年新能源汽車銷售經(jīng)驗的銷售人員向《國際金融報》記者表示，“在追逐高能量密度動力電池的大背景下，現(xiàn)在市面上新能源汽車大多采用三元鋰電池，其他種類鋰電池正在加快退出市場。”
今年前10個月，沃特瑪?shù)闹饕a(chǎn)品磷酸鐵鋰電池的市場份額下滑6.6%，且主要用于新能源商用車市場;而珠海銀隆瞄準(zhǔn)的鈦酸鋰電池的市場占比下滑更嚴(yán)重;反觀三元鋰電池則大增11.58%，市場份額達(dá)61.28%。
“沃特瑪在盲目擴張磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能后，想立馬轉(zhuǎn)變，改生產(chǎn)三元鋰電池想法不切實際，產(chǎn)線的改造需要大把的時間，更需要大量的資金，而資金困難正是壓死沃特瑪?shù)?lsquo;最后一根稻草’。”一位業(yè)內(nèi)人士向《國際金融報》記者表示。
此外，今年我國新能源電池行業(yè)面臨價格戰(zhàn)愈加激烈、產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩加劇等問題。
公開資料顯示，近年來，動力鋰電池市場產(chǎn)能不斷突破新高，且產(chǎn)能增速持續(xù)高于新能源汽車銷量增速，去年行業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過了200GWh，但總體產(chǎn)能利用率卻不到40%。深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司董事長賀雪琴曾公開表示，“動力電池的供應(yīng)會持續(xù)過剩，將在2018年達(dá)到巔峰，產(chǎn)能過剩達(dá)到257%。”
更重要的是，動力鋰電池市場產(chǎn)能過剩，是一種供應(yīng)緊張與產(chǎn)能過剩并存的結(jié)構(gòu)性過剩。三元鋰電池的崛起，與其他鋰電池的沒落，讓磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰、鈦酸鋰等產(chǎn)能浪費，導(dǎo)致高端優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能供應(yīng)不足，而低端產(chǎn)能卻訂貨不足，產(chǎn)品庫存積壓嚴(yán)重，生產(chǎn)經(jīng)營困難。
動力鋰電池的擴張讓該市場迅速從藍(lán)海走向紅海，競爭也日益激烈，銷售價格逐年下降。以寧德時代為例，寧德時代動力電池系統(tǒng)銷售均價2015年度為2.28元/Wh，2016年度為2.06元/Wh，2017年度為1.41元/Wh。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，2018年度行業(yè)平均動力電池售價將降至1元/Wh以下。
“在下游要求降價的同時，上游原材料還在漲價，雙重夾擊下，動力電池企業(yè)如果不具備成本競爭優(yōu)勢，只有出局。”欣旺達(dá)集團(tuán)副總裁兼動力電池板塊總裁梁銳感嘆道。
