登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
1.2锂电产业技术进步的艰辛
放眼过去二三十年锂离子电池的技术发展历程,我们就可以很清楚地看到技术进步的缓慢和艰辛。笔者这里以最具代表性的正极材料的产业化进程来阐述这个问题。表二比较了几种主流的锂电正极材料首次被公开报道的年份、首次被工业化的时间以及大规模商用的时间。我们可以清楚你看到,这几种主流正极材料从最开始被公开报道到大规模生产与应用,所经历的时间跨度其实是越来越长了!
当然了,对于磷酸铁锂(LFP)这种国人最“熟悉”的正极材料,很多人可能从心理上还不能接受LFP大规模商业化应用的时间会晚到2014年。但是根据高工锂电产业研究所GBII的统计数据,LFP在国内的实际销售量直到2013年之前都未曾达到了5000吨/年的商用规模,因此越来越多的锂电同仁认同LFP的商业化应用元年实际上要从2014年算起。至于近几年炒作得很火热的美国阿贡国家实验室(ANL)的富锂锰基固溶体正极材料(OLO),目前连产业化的影子都还没见到。
因为锂离子电池的性能与成本在很大程度上取决于正极材料,所以正极材料是锂电四大基础材料里面研发投入最大进展也最快的领域。相比于正极材料,负极的技术进步速度更加缓慢。
石墨材料可以作为嵌锂负极材料是法国科学家Yazami在1983年首先报道的,直到1994年日本大阪煤气公司产业化MCMB之后,锂离子电池的性能获得了较大的提升得以迅速占领手机电池市场而飞速发展起来。之后改性天然石墨在3C小型电池中大量使用,2005年以后人造石墨以其优异的电化学性能开始在动力电池上获得广泛应用。
目前全球99%的锂电负极市场份额仍然被石墨类材料所占据,其它新型负极材料比如LTO、硬碳、硅碳复合负极材料的小规模应用才刚刚起步而已,并且这些新型负极材料也不可能取代石墨负极材料的垄断地位。相比于正负极材料,电解液和膈膜的技术进步同样非常缓慢。
至于锂电生产工艺,目前液态电池的基本生产工艺跟20年前SONY所采用的仍然差别不大,而聚合物电池(非软包电池)的主流技术仍然是基于美国Bellcore的改进。
电池技术本身并非高深莫测,基本原理还是当年伏打电池也就是氧化还原反应。但是,原理简单不等于性能可以很容易地提高,而电池系统是一个复杂的多变量系统。虽然电池原理简单,但是进一步提高性能取得革命性突破非常困难。需要解决科学和工程的一系列问题,涉及到电化学、界面化学、晶体化学、热力学/动力学、固体物理、电子工程、机械设计等多学科交织在一起的诸多问题。
如果打开最新的i-Phone和i-Pad的后盖就会看到,主板电路越来越小而电池占据了大半体积。从目前电池技术进步的角度而言,这种尴尬估计还要持续很多年。
实事求是而言,在过去的二十多年里,锂离子电池和其它高能化学电源技术进步是很缓慢的,技术进步和革新的速度远低于人们的预期。以至于多少专家被自己之前信誓旦旦的技术预测打脸,多少踌躇满志的投资人和企业家决策失误!
1.3理性看待当前锂电研究“热潮”
当然有读者会说,你这是在传播“负能量”,比如我们不是经常看到新闻报道说某大学开发出一种革命性的“新材料”可以使电池容量提高多少倍;或者是某公司研制出一种新型电池技术充一次电可以让电动汽车跑XXX公里吗?最近数年,类似的新闻几乎每个月都能看到。笔者个人认为,我们要理性地看待当前的锂电研究“热潮”。
自从日本SONY公司在1991年首次将锂离子电池成功地商业化之后,锂离子电池的性能获得了较大的提升得以迅速占领手机电池市场而飞速发展起来,上世纪末在全球范围内掀起了第一波锂电产业化浪潮,与此对应的是从1996年到2002年国际上第一轮锂电基础研究热潮。
第一轮锂电研究热潮的成果极其丰硕,大多数目前商业化应用的电极材料比如三元材料,磷酸铁锂,硬碳,钛酸锂都是这个时期被发现并报道的,就连现在很热门的富锂锰基层状固溶体正极和硅碳复合负极材料,也都是这个时期最先报道的。
美国克林顿政府在1996年拉开了氢经济(氢能和燃料电池)的基础研究和产业化的序幕,欧盟紧跟其后。在小布什总统当政的8年时间里,“氢经济”的研究在西方发达国家尤其是美国达到了巅峰状态,而与此对应的正是锂离子电池的基础研究从2002年开始到2007年的这6年里陷入了低谷,当然锂电的产业化还是在快速发展的。
第二轮燃料电池研究/产业化浪潮在2007年以后逐渐降温,自从2008年奥巴马当选美国总统以后,美国政府在电动汽车的战略方向就从氢能和燃料电池转向了锂离子电池,也就是当前国际上的第二轮锂电研究和产业化热潮。
很多从事锂电基础研究或者产业技术研发的朋友早已注意到,自从2008以后国际上与锂电相关的SCI论文成几何数量级暴增。根据WebofScience检索结果,2016年一年就发表了近一万多篇与锂电池相关的SCI论文,比2006年之前十年累积所发表的SCI论文数量都还多!
如果仅仅从SCI论文数量判断,最近数年“锂电研究”异常活跃,似乎预示着下一个黑科技突破近在咫尺,但是问题并非想象的那么简单。如果我们仔细研读DOE近几年在锂电方面的年度报告(BATT和ABR项目)、欧盟ALISTORE项目以及日本NEDO这几个全球最具重量级的国际锂电政府研究项目这几年的年度报告就可以看到,与上世纪末成果丰硕的第一轮锂电研究热潮相比,这一轮的锂电基础研究基本上没有取得任何突破性进展,反倒是具有明显的学术“泡沫化”特征,具体表现在“纳米锂电”和磷酸铁锂两大方面。
这两个领域的SCI论文占了70%以上的论文数量,也就是大家通常所说的SCI论文“灌水”。对于这些锂电学术界的不正之风,J.B.Goodenough、J.R.Dahn和M.Armand这几位锂电科研大佬在诸多国际学术会议场合屡次提出尖锐批评。
事实上,笔者一直认为产业界而非学术界才是第二轮国际锂电研究热潮的主体,因为锂电是个典型的应用性学科并且锂电产业化已经超过25年。那么,锂电领域每年发表的专利主题和数量上的变化基本上就可以反映出国际锂电产业界的技术创新热度和发展趋势。
锂电材料方面的国际专利检索和分析是笔者多年的工作领域之一,笔者的统计数据表明国际锂电相关专利的数量在2015年达到峰值,之后2016年和2017年每年新增专利数量都是持续下降的。一般专利的申请到公开发表有大约2年左右的滞后期,也就是说国际锂电产业界在技术研发方面其实在2013年就发生了逆转,时间点正好对应着美国A123的破产。这个节点难道仅仅只是巧合吗?笔者在后面章节还会详细分析。
既然这一轮的锂电基础研究热潮到目前为止并没有取得任何突破性进展,DOE下一阶段在高能电化学电源领域改变资助方向将是迟早的事情。美国特朗普总统上台之后,随即大幅度削减锂电方面的研究预算,ARPA-E项目整个砍掉DOE经费大幅削减,在笔者开来这实际上是对第二轮锂电研究热潮泡沫化的矫枉过正。而欧盟(EU)已经在2016年下半年悄然将研究重点重新调整回氢能和燃料电池领域。
事实上,美国DOE的技术路线和发展目标一直是我国科技部和工信部制订新能源汽车方面科研和产业化政策的基本参考依据。那么,DOE下一轮关于新型高能化学电源的研究和产业化重点会转移到什么领域?让我们拭目以待。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等优点在储能领域得到广泛应用。但锂电池热失控引发的火灾爆炸事故频发,已成为制约其大规模推广的关键瓶颈。本文拟对锂电池热失控机理进行深入分析,并探讨提升其安全性能的改善策略,重点介绍首航PowerMaster集中储能系统产品中采用的先进液冷电池舱技术。锂离子电
北极星储能网获悉,当地时间9月23日,加拿大蒙特利尔港码头一个运输锂离子电池的集装箱着火。据消息人士称,是一名值班人员发现一个40英尺集装箱冒出浓烟,该集装箱是装有用于电动汽车的动力电池。据一份报告称,该集装箱来自波兰,目的地是加拿大温莎,这引发了人们对其将运往汽车行业的猜测。但目前
近日,工业和信息化部等四部门联合印发《关于征集重点工业产品碳足迹核算规则标准研究课题的通知》(政策原文阅读:四部门:征集重点工业产品碳足迹核算规则标准研究课题)(以下简称《通知》),提出组织研究和推荐一批重点工业产品碳足迹核算规则标准,对加快构建产品碳足迹管理体系、推动工业绿色低
9月14日,工信部等四部门发布关于征集重点工业产品碳足迹核算规则标准研究课题的通知,其中提到,优先聚焦钢铁、电解铝、水泥、化肥、氢、石灰、玻璃、乙烯、合成氨、电石、甲醇、锂电池、新能源汽车、光伏和电子电器等重点产品,以及其它市场需求迫切、供应链带动作用明显的工业产品。研究内容包括梳
9月9日,江苏常州2024年工业高质量发展专项资金支持强化重大项目招引拟奖励项目名单公示。其中包括江苏国瓷金盛陶瓷科技有限公司的新能源汽车电机配件及芯片封装结构件项目、常州亿晶光电科技有限公司的扩建4GW晶硅高效电池流水线、东方日升(江苏)新能源有限公司的高效电池片生产线改造项目、常州武
北极星储能网获悉,2024年度,江苏无锡市市场监督管理局对储能产品质量进行了监督抽查。共抽查产品4批次,合格率为100%。并且发布了购买储能产品的消费提示:(一)购买时的常识储能产品(电力储能用锂离子电池产品)是通过使用锂离子电池等介质或设备将电能进行储存并在需要时再释放出来的电池产品。
北极星电池网获悉,9月5日,工信部公开征求对《电动自行车用锂离子电池健康评估工作指引》的意见,文件旨在确保电动自行车用锂离子电池健康评估过程的科学性、合理性和可操作性。文件从外观、标签标识、内阻、最大输出电压、放电容量衰减率等方面提出了电动自行车用锂离子电池的健康状况评估准则,并给
9月3日,工信部正式发布符合《锂离子电池行业规范条件》企业名单(第八批)。依据《锂离子电池行业规范条件(2024年本)》《锂离子电池行业规范公告管理办法(2024年本)》,经企业申报、省级工业和信息化主管部门推荐、专家复核、现场核实、网上公示等环节,现将符合《锂离子电池行业规范条件》企业名
北极星储能网获悉,8月11日,湖北景锂环保科技有限公司(简称:景锂环保)年产5万吨废旧锂离子电池回收及再生利用项目在湖北襄阳谷城举行投产仪式。据悉,该项目为“年产5万吨废旧锂离子电池回收及再生利用”,于2023年3月开始建设,历时一年半完成一期建设,总投资10亿元。一期工程包含:磷酸铁锂电池
8月7日,印尼贝特瑞年产16万吨负极材料一期(年产8万吨)项目正式投产,印尼总统佐科出席投产仪式。印尼有着较为完善的汽车产业基础,还拥有丰富的矿产资源,其中电动汽车电池的重要原料镍的储量占世界总量的52%,使其成为镍的最大生产国之一。该项目的投产落成,有助于印尼创建完整的电动汽车生态系统。
北极星储能网获悉,8月6日,漳州市工业和信息化局发布《关于加强锂电行业管理有关工作的通知》。通知指出,迅速摸排和部署。各县(区)工信部门要迅速开展涉锂电池工业企业摸底工作,做好隐患排查,建立工作台账,理清辖区锂电池的“明白账”。及时入企开展安全指导服务,传达事故警示信息和文件要求,
北极星储能网获悉,8月6日,漳州市工业和信息化局发布《关于加强锂电行业管理有关工作的通知》。通知指出,迅速摸排和部署。各县(区)工信部门要迅速开展涉锂电池工业企业摸底工作,做好隐患排查,建立工作台账,理清辖区锂电池的“明白账”。及时入企开展安全指导服务,传达事故警示信息和文件要求,
日前,贵阳市开阳县人民政府与湖南丰源业翔晶科新能源股份有限公司举行年产100万套(2GWH)高性能摩托车锂离子动力电池产业基地项目签约仪式。开阳县年产100万套(2GWH)高性能摩托车锂离子动力电池产业基地项目总投资10亿元,计划13个月左右建成投产,预计产值约9亿元/年,综合税收约2000万元/年,大
9月20日,湖南丰源业翔晶科新能源股份有限公司与贵州省开阳县人民政府座谈,并举行项目签约仪式。本次签约,计划在开阳县投资10亿元,建设年产100万套(2GWh高性能摩托车锂离子动力电池产业基地项目。项目计划13个月左右建成投产,满产后,预计产值约9亿元/年,综合税收约2000万元/年,促进就业180人左
为统筹推动锂离子电池行业高质量发展、促进锂电产业链供应链上下游协同稳定,工业和信息化部办公厅、国家市场监督管理总局办公厅于2022年底联合印发了《关于做好锂离子电池产业链供应链协同稳定发展工作的通知》(下称《通知》)。根据《通知》的有关工作精神,2023年3月24日,中国电子技术标准研究院
2022年我国新能源车迎来爆发式增长,新能源乘用车累计批发销量为649.8万辆,同比增长96.3%[1]。在新能源汽车的强劲需求的带动下,动力电池产业迎来了快速发展,成为近年来增长最快的产业赛道之一。本文从动力锂离子电池基本概念出发,对动力锂离子电池产业发展现状、存在问题以及未来发展趋势进行全面阐
北极星储能网获悉,1月28日,渌口经济开发区管委会与湖南东舟能源有限公司“特种锂电池电芯和PACK生产基地项目”正式签约。据了解,特种锂电池电芯和PACK生产基地项目总投资6.5亿元,分两期建设,一期投资1.5亿元,建设特种锂电池电芯和PACK生产线,建成后年产值2-3亿元,年产税收300-500万元;二期拟
近日,中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所发布《锂离子电池产业发展白皮书(2021版)》。白皮书指出,随着锂离子电池在储能电站、5G基站等领域快速渗透,储能用锂离子电池市场占比不断提升,2020年达到了6.4%,较2019年提高1.3个百分点。其中电动汽车用锂离子电池仍然是拉动全球锂离子电池产业增长的主要动力,其对2020年全球锂离子电池产业增长的贡献率超过了60%。
2021年至今,包括宁德时代、中航锂电、蜂巢能源、国轩高科、亿纬锂能、比亚迪等动力电池企业相继扩产,投资规划超过2400亿元国产锂电装备行业进入成长新周期,各细分领域锂电设备头部企业今年上半年订单显著增长。
业绩增长乏力的威唐工业欲进一步布局新能源产业链。1月26日,威唐工业发布公告称,拟收购苏州德凌迅动力科技有限公司(以下简称“德凌迅”)不少于70%股权,以拓展新能源电池领域市场,驱动未来业绩增长。威唐工业1月26日披露的公告显示,近日,公司与德凌迅的股东施磊、何永苗、孙玮、常熟珂凌电子科
搭建湖南电池产业链企业互动、合作、共赢平台,以技术引领电池行业快速发展。1月12日下午,湖南省电池行业协会举行成立大会。省民政厅、省工信厅、省能源局、长沙市科技局等相关部门负责人,近100家电池产业链企业代表、行业专家、关联行业协会、金融机构齐聚宁乡高新区管委会,共同见证了全省储能行业
2020年1-11月,全国电池制造业主要产品中,锂离子电池产量166.8亿只,同比增长13.0%;铅酸蓄电池产量20227.5万千伏安时,同比增长15.3%;原电池及原电池组(非扣式)产量366.7亿只,同比下降0.2%。11月当月,全国锂离子电池完成产量19.9亿只,同比增长29.2%;铅酸蓄电池产量2120.3万千伏安时,同比增长1
2023年12月,近200个国家的政府在联合国气候变化缔约方大会第二十八届会议(COP28)上就新的全球2030年目标达成了一致。他们的目标是到2030年将可再生能源产能增至三倍,能源效率提高一倍,加快从化石燃料转型,大幅减少甲烷排放。国际能源署发表题为BatteriesandSecureEnergyTransitions(电池与安全
3月2日德国赢创工业集团2日在官微宣布,将扩建位于日本四日市的生产基地,投资建设该公司在亚洲的首座气相氧化铝工厂,生产可用于电动汽车锂离子电池技术的特种化学品解决方案。项目投资额达数千万欧元,计划于2023年夏季开始施工,并于2025年投入运营。四日市基地由赢创与三菱材料公司的合资公司运营
近日,研究机构EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布了《中国电动船舶行业发展白皮书(2022年)》(下称《白皮书》),《白皮书》指出,随着船舶对环保要求的逐步提升,电动船舶的产量快速增长,2021年全球电动船舶的产量已经超过100艘,带动电动船舶用锂离子电池出货量达到173.2兆瓦
到2028年,磷酸铁锂(LFP)将成为镍锰钴(NMC)的主要电池化学成分,到2030年,该市场需求量将超过3000GWh。这些数据是根据伍德麦肯齐电力和可再生能源公司对锂离子电池制造业的最新分析得出来的。在这十年里,中国的CATL和韩国的LG是计划增加最大产能的前两名。仅CATL就计划到2030年拥有800GWh的年在线生
近日,行业分析机构起点研究发布的2021全球锂电行业白皮书显示,2021年,全球锂电池电芯设备规模为792亿元,同比增长48.9%。同时,白皮书预测未来4年是锂电池设备需求高速增长期,2022年将达到千亿级市场规模,2025年将达到2990亿元。锂电池设备通常指锂电池在组装过程中所使用的设备。业内人士认为,
锂电池行业作为国家大力培育的新能源产业,对推动能源绿色转型,促进能源高质量发展,实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。1月10日,天府新区海关验放今年四川首批锂电池出口大额订单,价值近3000万元。据悉,该批锂电池的制造商是宁德时代新能源科技股份有限公司在西南地区投资的成都市新津时代新能
近年来,新能源汽车行业持续火爆,EV-Volumes的统计数据显示,2020年全球电动汽车销量为324万辆,同比增长43%。中金公司的研报指出,随着全球新能源汽车销量与渗透率加速提升,预计2022年电动车销量有望突破1000万辆。(本文来源:微信公众号“电池联盟”ID:zgcbcu)新能源汽车销量增加的同时,市场对
2021年1-2月,全国电池制造业主要产品中,锂离子电池产量29.5亿只,同比增长108.0%。
2020年1-5月,全国电池制造业主要产品中,锂离子电池产量55.1亿只,同比下降1.2%;铅酸蓄电池产量7638.9万千伏安时,同比增长2.9%;原电池及原电池组(非扣式)产量141.3亿只,同比下降3.7%。5月当月,全国锂离子电池完成产量14.5亿只,同比增长14.1%;铅酸蓄电池产量1937.4万千伏安时,同比增长17.7%;
重力储能、压缩空气储能和氢气储能将渗透锂离子电池市场?除电化学电池外还有大量的储能系统,包括热能、动能和重力势能等。随着可再生能源发电的规模越来越大,要想真正使储能技术在能源结构转型中起到助推作用,人们不得不寻找新的储能形式。其中,比较有代表性的便是:重力储能、压缩空气储能和氢气
在经济缩水明显、消费需求骤降、上下游供应链中断等一系列因素影响下,全球电动汽车销量出现大幅下滑,锂离子电池制造和供应链也受到一定影响。不过,业内普遍认为,今年锂在充电电池应用领域的需求增速将低于预期,但仍将保持缓慢增长,长期来看,需求仍将呈现增长的态势。英国大宗商品研究公司罗斯基
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!