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電池知識(shí)

我國(guó)鋰電池技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的主要差距是什么?如何縮短這個(gè)差距?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-09 20:38    點(diǎn)擊量:
       鈷酸鋰和碳材料搭配的鋰離子主要用在手機(jī)上,錳酸鋰和三元材料加上碳材料做成的鋰離子電池用在電動(dòng)工具上,只有磷酸鐵鋰和碳材料組合而成的鋰離子電池才用在汽車上,也稱為鋰鐵電池或鐵電池。由于磷酸鐵鋰價(jià)格昂貴,加上技術(shù)和制造的難度,動(dòng)力鋰離子電池的價(jià)格較高,導(dǎo)致了目前電動(dòng)汽車價(jià)格居高不下。
       他告訴記者,鋰離子電池對(duì)生產(chǎn)要求相當(dāng)高,它對(duì)濕度特別敏感,所以必須要借助良好的設(shè)備和廠房條件以及高素質(zhì)的技術(shù)工人,才能生產(chǎn)出合格的鋰離子電池。當(dāng)前我國(guó)鋰離子電池技術(shù)跟國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距主要在于原材料的質(zhì)量,設(shè)備的差距,技術(shù)工人的素質(zhì)。所以,從這個(gè)角度講,沒(méi)有大量資金投資購(gòu)買設(shè)備和優(yōu)質(zhì)原材料的企業(yè),無(wú)法生產(chǎn)出質(zhì)量可靠的動(dòng)力鋰離子電池。鉛酸電池是目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)自行車采用的動(dòng)力電池。
王教授用“生命力特別旺盛”來(lái)形容鉛酸電池。他告訴記者,鉛酸電池早在150年前就發(fā)明出來(lái)了,有一陣子大家認(rèn)為它都快被淘汰了,但是得益于中國(guó)電動(dòng)自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,讓它獲得了“第二次青春”。廣東是全國(guó)鉛酸電池的最大產(chǎn)地,占了全國(guó)43%以上的產(chǎn)量。
鉛酸電池的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜,同樣動(dòng)力的電池,它的價(jià)格只有鋰離子電池的三分之一到五分之一;可大電流放電,“浮充”性能好,常用作汽車上的電瓶;還有就是用作通訊行業(yè)的不間斷電源或儲(chǔ)備電源。它的缺點(diǎn)是制造時(shí)污染較大、能量密度低、分量重、壽命較短,而且電池里的活性物質(zhì)利用率低,一般只有35%左右。

       隨著我們生活中的電子產(chǎn)品越來(lái)越多,怎樣正確的保養(yǎng)電池是大家非常關(guān)注的問(wèn)題。電池分為太陽(yáng)能電池、燃料電池、鋰電池、鎳氫電池、堿性電池、碳性電池等,現(xiàn)在我們就來(lái)介紹跟我們關(guān)系最密切的鋰電池。

經(jīng)過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),鋰電池的最佳保養(yǎng)方式是輕度使用、快放快充,這與機(jī)械設(shè)備使用方法類似,用的頻率越大、次數(shù)越多,電池的損耗就會(huì)越快。鋰電池深度放電的程度越小,使用的時(shí)間越長(zhǎng),如果有可能的話,盡量避免經(jīng)常的完全充放電。

      就用手機(jī)用戶來(lái)說(shuō),應(yīng)該盡量避免手機(jī)提示電量不足時(shí)開始充電,無(wú)論什么情況都不要把電池的電量用完。如果出門在外,最好多準(zhǔn)備一塊必用電池。

       就筆記本電腦用戶來(lái)說(shuō),如果經(jīng)常連接鋰電池充電器使用的筆記本電腦,最好把電池拆下來(lái),實(shí)際上這并不是充電會(huì)對(duì)電池形成損害,因?yàn)殡姵貪M電之后就不再充電,但是筆記本電腦在使用時(shí)不注意底部的通風(fēng)情況會(huì)讓溫度過(guò)熱,這才是影響電池壽命的真兇。使用環(huán)境的溫度過(guò)高(30℃)或過(guò)低的溫度都會(huì)對(duì)電池壽命形成損耗。所以為了避免突然停電時(shí)候的資料丟失,給筆記本電腦準(zhǔn)備一個(gè)比較好的散熱底座是非常重要的。

       鋰電池新技術(shù)方面消息不斷,如比亞迪表示正在研發(fā)磷酸鐵錳鋰電池,其能量密度將較現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池提升超過(guò)60%,達(dá)到三元材料水平,同時(shí)由于利用錳替代現(xiàn)有的鈷、鎳等高價(jià)金屬,成本將大幅下降;LG集團(tuán)旗下LG化學(xué)能源也正研發(fā)電動(dòng)汽車電池,續(xù)航能力是目前市場(chǎng)上大部分電池的兩倍。

  業(yè)內(nèi)認(rèn)為,正極材料由于占制造成本比重超過(guò)40%且性能直接決定鋰電池整體性能,將是鋰電池技術(shù)突破的關(guān)鍵。

  從行業(yè)發(fā)展路徑看,在錳酸鋰、三元材料逐步搶占傳統(tǒng)鈷酸鋰材料市場(chǎng)份額以及磷酸鐵錳鋰技術(shù)不斷成熟背景下,錳系產(chǎn)品在正極材料中的應(yīng)用比例提升趨勢(shì)明顯,結(jié)合我國(guó)電解錳產(chǎn)能全球占比超過(guò)90%,技術(shù)方向符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。

  (002125)錳酸鋰專用電解二氧化錳的技術(shù)水平不斷提升,銷量呈逐年上升的趨勢(shì);紅星發(fā)展(600367)中報(bào)顯示,高純硫酸錳受下游鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展影響,產(chǎn)銷量大幅增長(zhǎng)。

 

鋰電池新技術(shù)方面消息不斷,如比亞迪(002594)表示正在研發(fā)磷酸鐵錳鋰電池,其能量密度將較現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池提升超過(guò)60%,達(dá)到三元材料水平,同時(shí)由于利用錳替代現(xiàn)有的鈷、鎳等高價(jià)金屬,成本將大幅下降;LG集團(tuán)旗下LG化學(xué)能源也正研發(fā)電動(dòng)汽車電池,續(xù)航能力是目前市場(chǎng)上大部分電池的兩倍。正極材料由于占制造成本比重超過(guò)40%且性能直接決定鋰電池整體性能,將是鋰電池技術(shù)突破的關(guān)鍵。而錳系產(chǎn)品在正極材料中的應(yīng)用比例提升趨勢(shì)明顯,我國(guó)電解錳產(chǎn)能全球占比超過(guò)90%。

  比亞迪研發(fā)磷酸鐵錳鋰電池

  近日,比亞迪董事長(zhǎng)王傳福在接受記者采訪時(shí)透露,比亞迪最新研發(fā)的磷酸鐵錳鋰電池的能量密度達(dá)到了150Wh/Kg,突破了傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的能量密度限制,并且在成本控制上更具有優(yōu)勢(shì)。擁有這樣技術(shù)的電池量產(chǎn)裝車后,將使比亞迪電動(dòng)車的續(xù)航能力大幅提升。

  據(jù)悉,目前比亞迪廣泛使用的磷酸鐵鋰電池的能量密度為90Wh/Kg,并且該電池材料中使用的鈷元素在我國(guó)儲(chǔ)量極少,只占世界總存儲(chǔ)量的1%,成本很高。而新研發(fā)的磷酸鐵錳鋰電池中的錳元素在我國(guó)的儲(chǔ)量非常豐富,將易于降低制造成本。但就目前來(lái)看,新材料電池在安全性上仍需進(jìn)一步檢驗(yàn)。

 

  隔膜技術(shù)門檻高,行業(yè)特點(diǎn)決定供給高度集中。電動(dòng)汽車將帶動(dòng)隔膜尤其是干法隔膜需求爆發(fā)性增長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)高端隔膜憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì),全球份額將持續(xù)提升??春酶裟ば袠I(yè)未來(lái)發(fā)展前景。

  報(bào)告認(rèn)為,市場(chǎng)普遍擔(dān)憂隔膜降價(jià)。市場(chǎng)認(rèn)為隔膜行業(yè)存在較大技術(shù)擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn),認(rèn)為未來(lái)價(jià)格將大幅下降,擔(dān)心國(guó)產(chǎn)隔膜產(chǎn)品質(zhì)量,無(wú)法應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。招商證券認(rèn)為隔膜行業(yè)特點(diǎn)決定供給將高度集中,低端產(chǎn)品降價(jià),中高端產(chǎn)品依然供不應(yīng)求,替代進(jìn)口空間巨大,盈利能力將維持在較高水平。

  從行業(yè)特點(diǎn)看,招商證券認(rèn)為,資金和技術(shù)密集,進(jìn)入壁壘高。功能薄膜的技術(shù)難點(diǎn)往往體現(xiàn)在原料、加工設(shè)備或生產(chǎn)工藝上,隔膜在這三方面均存在較高技術(shù)難度。鋰電池容量和加工工藝的不斷進(jìn)步, 需要隔膜企業(yè)不斷研發(fā)提高品質(zhì)。 隔膜投入產(chǎn)出比接近,與包裝薄膜和其它功能薄膜一般2-4倍的投入產(chǎn)出比存在較大差距, 屬于資金和技術(shù)密集的行業(yè),進(jìn)入門檻較高。

  全球格局穩(wěn)定,供給高度集中。 國(guó)外的隔膜生產(chǎn)主要集中在美國(guó)的celgard 公司和日本的旭化成、東燃和宇部,前五大隔膜廠2012年產(chǎn)量占全球比例高達(dá)86%。國(guó)內(nèi)隔膜產(chǎn)量較大(超過(guò)2000萬(wàn)平米)的公司僅有金輝高科、新鄉(xiāng)格瑞恩和深圳星源材質(zhì)3家公司,三家公司2012年產(chǎn)量占比超過(guò)2/3,國(guó)內(nèi)供給同樣高度集中。

  報(bào)告認(rèn)為,國(guó)產(chǎn)隔膜將崛起,進(jìn)口替代前景廣闊。中國(guó)隔膜企業(yè)30多家,設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過(guò)8億平米,2013年產(chǎn)量?jī)H1.8億平方米。低端過(guò)剩,中高端市場(chǎng)依然嚴(yán)重依賴進(jìn)口,進(jìn)口隔膜占比約50%。隔膜規(guī)模效應(yīng)顯著,下游認(rèn)證嚴(yán)格,行業(yè)未來(lái)也將走向集中,中高端隔膜市場(chǎng)前景依然廣闊。

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