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
锂电池的研究开始于20世纪80年代,首个商业化的锂电池出现于1991年,故将1991年作为锂电池真正意义上的诞生年份。虽然迄今为止,已经应用广泛,远超其他类型电池,但是,其并不是完美的电池,甚至相差很远,存在诸多问题。
本文来源:控制与电气 微信号ID:LMMN418 作者:马玉武
锂离子电池的四个主要成分是阴极、阳极、电解液、隔膜。一般锂离子电池可以提供大约3.7V的平均电压,并在相对简单的原理下工作,即阴极、阳极之间可逆脱嵌锂离子。
1.阴极材料
起步:尖晶石LiMn2O4(LMO)LiCoO2(LCO)但是LiCoO2(LCO)随着价格以及可用资源问题的出现,现在正在逐渐减少,到2010年占有率仅为40%。
在发展到LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(NMC)一种镍、锰、钴的三元体系材料。
在发展到具有橄榄石结构的磷酸盐类材料【LiFePO4(LFD)为最常见】很有前景的新型阴极材料,虽然目前应用有限。
最新技术趋势:阴极材料是含锂的过度金属氧化物,属于一种功能陶瓷材料,应用于锂电池的阴极的电极材料,锂离子必须能够在其晶体结构中自由扩散。晶体结构的形貌:一维、二维、三维,决定锂离子能够迁移的维度。
1)层状岩盐结构材料(二维)LCO自身结构简单,但是与其他元素结合物可以提供高效的放电容量。
2)尖晶石结构材料(三维)LMO放电性差 不能提供高效电容量但价格低结构稳。
3)橄榄石结构材料(一维)LFO
4)层状LCO系列(二维)合成福锂化的LCO纳米颗粒方法,这种材料中含有的锂量是普通LCO粒子的9-21倍,锂含量上升8-12倍,一次粒子直径25nm的球形颗粒;锂含量上升21倍为直径5nm长度60nm的棒状颗粒,采用这种棒状颗粒制备的阴极在高倍率的条件下容量保持能力可以得到最大化的改善,特别适用于混合动力汽车中。
2.阳极材料:石墨和硬碳,包括中间石墨和人造石墨虽然价格高但是应用广泛。
但是到了2010年基本上都是各种形式的石墨
石墨阳极放电曲线
硬碳阳极的放电曲线
其他新型材料:放电容量高但是从放电过程中出现较大的体积膨胀与收缩率则是最为严重的弊病。现在这个问题已经可以通过制备纳米颗粒或者碳材料制备复合材料来缓减。
3.电解液:有机溶剂和电解质盐类化合物的混合物
常见的有机溶剂是环状碳酸酯如碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯与链状碳酸酯如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的混合物。然后在上述有机溶剂中加入盐类化合物如LiPF6或者LiBF4使得到最终的电解液,必须同时具备高介电常数和低黏度。
4.隔膜技术:由一类聚烯烃材料制备而成的微孔薄膜。隔膜放置在阳极和阴极之间,在允许锂离子通过的前提下,同时防止正负极接触。基于制备方法的不同有:干法单组分体系、湿法双分体系、湿法三分组体系。
单组分:制备过程中只是涉及薄膜本身的聚合物材料
干法:制备过程中没有溶剂参与
自闭孔功能:隔膜的一个安全特征,当电池短路或者其他原因而产生不正常的热而导致聚合物融化时,可以关闭微孔,从而阻止电极之间的离子迁移。
2.1概述
20世纪80年代开始设计各种各样户外使用的视听配件,井大规模的投放市场。此外,所谓的信息技术设备,包括移动电话、笔记本电脑、数码相机等,也开始越来越受到人们的青睐。
尽管在20世纪70年代之前,一次电池一直统领着整个电池市场,但是如铅酸电池、镍镉电池(Ni-Cd)等二次电池最终还是取代了它们。
镍镉电池是一种典型的小型二次电池,但它在用作手持设备的电源时有其自身的弱点,如能量密度较低以及环境污染问题等。在20世纪80年代末之前,虽然镍镉电池性能也得到了一系列的改进,但是能量密度却达到了一个极限。
与传统的二次电池如镍镉、镍金属氢化物以及铅酸蓄电池相比,锂离子电池具有显著的性能优势。如:
①高电压(平均3.7V);
②高质量能量密度和体积能量密度;
③没有记忆效应;
④低自放电率(每年低于20%);
⑤工作温度范围宽。
2.2凝胶聚合物电解质锂离子电池
电解液泄湿漏是一次和二次电池中最令人困扰的问题,对付这种泄漏最行之有效的方法是将电解液固定起来。纯聚合物电解液由聚合物基质以及锂盐组成,它的离子电导率很低。所以很多研究者开始研发凝胶聚合物电解液(GPEs)来提高其离子电导率。CPEs由凝胶聚合物本体以及溶剂或增塑剂构成,它们的离子电导率很高,可以代替纯聚合物电解液作为锂离子电池的固态电解液。 索尼公司研究开发了采用GPES的锂离子电池,即聚合物电池(LPBs).并于1998年将其投放到市场。
但是人们广泛认为聚合物电池的倍率放电性能和低温性能同普通锂离子电池相比均较差,这主要是由于GPES的离子电导率较差,所以将该聚合物电池用于手持电子设备的话,其性能尚有所欠缺。
基于此观点,我们对于聚合物电池的研究开发工作将主要锁定在如下几个方面:
①凝胶电解液的溶剂具有低蒸气压:
②胶体电解液与活性电极材料具有良好的黏合性:
③所有的溶剂都应该包裹在有机物基质中,不应该有多余的有机溶剂,从而可以防止电解液泄漏;
④GPEs在一个较宽的温度范围内具有高离子电导率,尤其是在低温条件下;
⑤在电极表面包裹一层塑料层, 隔断溶剂蒸气和水分之间的互相渗透;
⑥具有与传统锂离子电池相抗衡的性能。
GPEs需要同时具有两个矛盾的特征。它们需要容纳尽可能多的溶剂从而增加离子电导率,而另外一个方面,也需要很高的机械强度,太多的溶剂存在容易导致胶体破碎。
2.3结论
锂离子电池的一些新应用已经被提出来,比如为电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及固定动力能源等提供动力能源。
为了使锂离子电池满足这些应用上的要求,一些新的技术也陆续报道出来。
但是其中一些报道,好像忽视了新技术的实用性,包括其使用条件以及大批量生产的可行性。
12月19日·河北威县,京津冀氢能产业发展暨环境治理大会,免费参会,索取名额联系:
张经理:13191816562任经理:18713515424
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。
北极星储能网获悉,在努力争取救助资金失败后,瑞典电池制造商Northvolt在美国申请破产保护。该公司周四在一份声明中表示,将根据破产法第11章寻求重组,获得约2.45亿美元的新融资。Northvolt在文件中表示,Northvolt将在重组期间继续照常运营,公司拥有约3000万美元的可用现金,但背负58.4亿美元的债
北极星储能网获悉,冠盛股份11月20日在投资者互动平台表示,浙江冠盛东驰能源科技有限公司将生产的半固态锂电池产品适宜于户用储能、工商业储能和风能太阳能等大型储能领域,在准固态锂电池技术上已有技术储备,可适用于电动飞行器、电动乘用车。
北极星储能网获悉,11月19日,河南郑州航空港经济综合实验区管理委员会印发《郑州航空港经济综合实验区关于促进锂电新能源产业发展若干措施(试行)》(以下简称《方案》)的通知。《措施》指出,支持重大项目建设。针对锂离子电池正负极材料、隔膜、电芯模组、储能变流器、电池管理系统、系统集成等环
传统旺季“金九银十”已过,而锂电产业的高景气度得以延续,并且出现结构性好转的迹象。上周,碳酸锂期货价格多次上行,主力合约2501一度冲高至87600元,带动其他月份合约集体升高至8万元区间。部分机构的碳酸锂现货报价亦同步回弹,由雅保举办的最新一批碳酸锂现货拍卖,以83400元/吨的价格成交。按照
北极星储能网获悉,融捷股份11月19日晚间发布公告称,根据战略规划和经营发展的需要,为进一步打通锂电材料上下游产业链,充分发挥产业链协同优势,公司拟投资1亿元设立全资子公司兰州融捷材料科技有限公司,从事锂离子电池负极材料相关业务。融捷股份表示,近年来,负极材料行业处于快速发展阶段,扩
北极星储能网获悉,11月19日,宁德时代动力型锂电池铁路试运首发仪式在贵阳、宜宾两地同时举行。这是全国首例锂电池铁路运输,中国动力锂电池铁路运输实现“零的突破”。此前,动力锂电池铁路运输尚未在国内开放,符合中国国家铁路集团标准、高安全的动力锂电池产品,是实现铁路运输零突破的关键。据了
北极星储能网获悉,11月15日,上海市经济和信息化委员会等印发《上海市加快培育材料智能引擎发展专项方案(2025-2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,定位更轻的合金、更高效的太阳能电池、更安全的锂电池材料、更快的晶体管等前景方向,谋划“研试产用”全链条应用场景,推进“人工
北极星储能网获悉,日前,有投资者在投资者互动平台提问德尔股份:目前大量涉及电池行业的公司都对固态电池的研发和推广进行了布局。有的已推出了半成品和验证品。因此,谁能在这一领域率先实现产品的定型和量产,那么就具有绝对的先发优势,这对公司的市场占有率、业绩和股价都将产生深远和重大的影响
北极星储能网获悉,11月15日,工业和信息化部、生态环境部、应急管理部与国家标准化管理委员会四部门印发《国家锂电池产业标准体系建设指南(2024版)》。文件指出,锂电池产业是推动新型智能终端、电动交通工具、新能源储能等产业发展的中坚力量,也是推广新型储能、发展未来产业的重点领域。储能型锂
北极星储能网获悉,10月30日,湖南省工业和信息化厅发布对省政协十三届二次会议第0009号提案的答复。文件提出,下一步,我们将按照省委省政府关于“4×4”现代化产业体系建设的要求,加快推动全省稀有金属产业高质量发展。其中,着力推进有色产业结构调整。一是依托湖南在钨、铋、锑、锡等稀有金属领域
11月15日,财政部税务总局调整出口退税政策,明确将光伏、电池、部分非金属矿物制品的出口退税率由13%下调至9%。其中附件显示,锂离子电池、锂电池组、全钒液流电池都在此范围。原文如下:关于调整出口退税政策的公告财政部税务总局公告2024年第15号现就调整铝材等产品出口退税政策有关事项公告如下:
北极星储能网获悉,11月17日,宁德时代首席科学家吴凯在世界青年科学家峰会上透露,宁德时代第二代钠离子电池已经研发完成,能够在零下40度的严寒环境中正常放电,这意味着电池可以大规模在极严寒地区应用,预计2025年上市。宁德时代第一代钠电池已于2021年发布,具有高能量密度和良好低温性能,宁德时
北极星储能网获悉,近日,经深圳市市场监督管理局批准的《生产经营单位锂离子电池存储使用安全规范》(DB4403/T508—2024)(以下简称《规范》)发布,将于2024年11月1日正式实施。该《规范》由深圳市应急管理局制定并归口,深圳市电池行业协会、欣旺达电子股份有限公司等单位参与编写,明确了锂离子电
11月15日,财政部税务总局调整出口退税政策,明确将光伏、电池、部分非金属矿物制品的出口退税率由13%下调至9%。其中附件显示,锂离子电池、锂电池组、全钒液流电池都在此范围。原文如下:关于调整出口退税政策的公告财政部税务总局公告2024年第15号现就调整铝材等产品出口退税政策有关事项公告如下:
北极星电池网获悉,10月30日,位于美国密苏里州弗雷德里克敦的一家大型电池回收厂发生爆炸。据悉,火灾是在CriticalMineralRecovery拥有的一家锂离子电池加工厂引发的,报道显示没有人员伤亡。该公司网站显示,这座工厂占地225000平方英尺,主要用于回收来自全球电池制造商、汽车OEM、电池经销商、回收
11月11日,工信部发布电子行业54项行业标准报批公示,其中包括《储能用钛酸锂锂离子电池电性能规范》、《锂离子电池管理系统技术规范》、《电力系统用压接式绝缘栅双极晶体管(IGBT)门类规范》、《便携式光伏组件》、《锂离子电池电解液中金属杂质含量测试方法》等标准。原文如下:电子行业54项行业标
虽然2024年以来钠离子电池热度相较前两年有所降温,但依然备受资本关注。据高工产业研究院(GGII)不完全统计,2024年前三季度国内共有23家钠离子电池领域企业进行26轮融资,同比减少近一半。但与同为新技术的固态电池相比,钠离子电池行业融资轮数约为同期固态电池领域融资轮数的两倍(2024年前三季度
2024年10月,国际航空运输协会(IATA)发布了第66版DGR(危险品规则),从2025年1月1日起,第66版IATA危险品条例(DGR)和第12版锂电池运输条例(LBSR)正式生效。2026年1月1日起,航空运输时,与由锂离子电池供电的设备和车辆包装在一起的锂离子电池将需要在电池处于较低的充电状态下进行航空运输。这些变
近期,澳大利亚新南威尔士州(NSW)公平交易部宣布,从2025年2月起,将对用于电动移动设备中的锂离子电池实施新的强制性安全标准。这些标准旨在通过降低这些产品相关的火灾风险来增强消费者安全。具体来说,以下电动移动设备及其使用的锂离子电池现在被视为2017年《燃气和电力(消费者安全)法》下的“
北极星储能网获悉,11月7日,浙江杭州市经信局(市数字经济局)发布关于市政协十二届三次会议第412号提案的答复。文件提到,当前杭州明确重点发展方向。其中绿色能源产业生态圈“建圈强链”的重点聚焦在储能、光伏、风电、节能环保4条产业链。2023年,全市储能规上企业40家,实现产值279.2亿元,同比增
10月31日,浙江丽水遂昌县发布《遂昌县关于培育发展未来产业的实施意见》(遂政办发〔2024〕11号),其中提到,重点发展五个具有基础优势的未来产业,分别是高端金属材料,精细化工,新型储能,先进装备及零部件,元宇宙。抢抓新型储能万亿级风口,以现有龙头企业为引领,加快提升电化学储能技术性能,
北极星储能网获悉,10月21日,北京市房山区人民政府发布北京卫蓝高性能固态锂离子电池量产建设项目于近日开工。消息显示,北京卫蓝高性能固态锂离子电池量产建设项目位于窦店镇新城组团FS00-0308街区0030地块,总建筑面积约为11.23万平方米,包含12栋建筑单体。一期项目总建筑面积约为4.2万平方米,重
北极星电池网获悉,11月19日,龙蟠科技在业绩说明会表示,现阶段磷酸铁锂行业高供需矛盾以及同质化竞争仍在持续,使得整体行业还处在恢复期。不过随着去库化逐渐进入尾声,磷酸铁锂行业的景气度有望进一步向暖,中长期磷酸铁锂在动力电池的渗透率会进一步提升,此外欧洲碳排放法案也会推升储能需求,进
北极星储能网获悉,11月15日,上海市经济和信息化委员会等印发《上海市加快培育材料智能引擎发展专项方案(2025-2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,定位更轻的合金、更高效的太阳能电池、更安全的锂电池材料、更快的晶体管等前景方向,谋划“研试产用”全链条应用场景,推进“人工
北极星储能网获悉,11月15日,工业和信息化部、生态环境部、应急管理部与国家标准化管理委员会四部门印发《国家锂电池产业标准体系建设指南(2024版)》。文件指出,锂电池产业是推动新型智能终端、电动交通工具、新能源储能等产业发展的中坚力量,也是推广新型储能、发展未来产业的重点领域。储能型锂
北极星储能网获悉,盟固利11月18日在互动平台表示,公司LATP型固态电解质已在固态电池头部企业处完成材料认证,正在进行供应商导入工作。据了解,盟固利主要从事新能源电池正极材料的研发、生产和销售,主要产品包括钴酸锂、三元正极材料及前瞻材料。其中在前瞻材料方面,盟固利主要推进包括富锂锰基、
北极星储能网获悉,11月11日,陕西商洛市工业和信息化局发布关于对市五届人大四次会议第163号建议的答复函。关于促进钒产业延链强链的建议,文件明确下一步工作举措:一是推动资源整合。提升经济效益。积极协调相关部门,加快全市钒矿资源集中化管理和集约化开发。同时统筹谋划涵盖山阳、丹凤、商南整
北极星储能网获悉,11月11日,光华科技发布关于调整募集资金投资项目拟投入募集资金金额的公告。公司于2024年11月11日召开董事会和监事会,审议通过了相关议案,决定根据实际募资情况和项目进展调整各项目的募集资金投入金额。本次募集资金总额为7亿元,扣除不含税发行费用,募集资金净额为6.89亿元。
中伟股份宣布,中伟新材料计划在印尼建造一座价值100亿美元(约人民币715亿元)的电池材料工厂。印尼政府将为电池材料工厂项目的推进提供相关优惠政策。中伟股份的印尼负责人Veronika表示,这项投资将在10至15年内完成,该公司正在为工厂设立寻找合适的地点。值得一提的是,中伟股份或将就这项投资与客
以美国为起点辐射开来的关税加征、欧盟新电池法细则落地、11月美国大选将引发的政策风向变动,是今年来紧紧压在国内新能源产业胸口的三块大石。今日,欧盟正式确认对从中国进口的电动汽车加征为期五年的反补贴关税,面向上汽集团、吉利汽车和比亚迪三家企业的产品,分别加征35.3%、18.8%和17%的关税;
虽然近年来新能源汽车产业快速发展,动力电池技术取得长足进步,但是充电时间过长的问题一直广受消费者诟病。而超级快充技术的迅速发展,则能够有效缓解这种补能焦虑。今年以来,众多电池企业都在争相发布新的快充电池技术应用产品,5C、6C电池已经成为快充技术竞争的新高地。今年9月,上汽通用汽车与宁
近日,江阴高新区年产20万吨低能耗高性能锂电池负极材料项目(二期)完成了开工验线手续,项目正式开工建设。该项目总投资12.6亿元,由江苏华盛锂电与苏州华赢新能源共同投资建设,今年2月该项目一期工程已经开工建设。据了解,该项目主要生产低能耗高性能锂电池负极材料,包括人造石墨负极、硅氧负极、
北极星电池网获悉,外媒10月7日消息称,美国和印度签署了谅解备忘录(MOU),双方将合作扩大电池材料关键矿产供应链并推进多样化应用。合作目的是建立相互电池储能的资源共享,尤其是为两国的电动汽车和可再生能源需求寻求采购电池的替代方案。在美印商业对话第6届部长级会议上,美国商务部长吉娜GinaR
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!