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
锂离子电池的历史可以追溯到1991年索尼公司推出的首款商业锂离子电池,在此之前Moli Energy公司的推出的Li/MoS2电池由于出色的能量密度独霸天下,但是由于设计上的缺陷,发生了多起着火事件,因此不得不进行大规模的召回,最终也导致了Moli Energy公司一蹶不振。当时的索尼公司也正在试图开发一款Li/MnO2电池,但是由于Li金属负极自身的缺陷,这一技术方案注定以失败收场,而当时从事Li金属负极研究的不止索尼公司一家,包括Exxon集团(Li/TiS2)和贝尔实验室(Li/NbSe3)等国际顶尖的研究团体都在进行锂金属负极电池的研制,但是都在Li金属负极的安全问题上折戟沉沙。
本文来源:新能源Leader 微信公众号 ID:newenergy-leader
锂金属负极之所以能够吸引如此多的关注,正是由于其高比容量(3860mAh/g)、良好的导电性和低电位(-3.04V vs标准氢电极)等优势,如果锂金属负极应用在原电池上确实是一种优良的负极材料,但是如果应用在二次电池上其缺点也就暴漏出来,不断生长的Li枝晶不仅会造成电极体积膨胀,库伦效率低下,在严重的情况下Li枝晶甚至会刺穿正负极之间的隔膜,引起正负极之间的短路,因此早期研制的Li金属负极电池常常会在无法预测的情况下突然发生起火爆炸,就像是一颗不显示时间的定时炸弹。
由于Li金属负极存在当时看来难以克服的安全问题,因此当年正在旭化成工作的吉野彰将目光转向了石墨材料,与金属锂负极不同,Li在石墨负极表面会发生嵌入反应,从而避免了金属Li的生成,彻底解决了Li枝晶生长的问题。但是石墨材料的应用并非一番风顺,石墨材料在嵌入Li+的同时也会将电解液中的溶剂分子一同嵌入到石墨之中,造成石墨层的剥落,因此早期贝尔实验室对石墨材料的研究并不成功,直到吉野彰、Fong, Von Sacken和Dahn等人发现低温石墨(例如石油焦)能够很好的抑制这种共嵌入反应,从而为现代锂离子电池的发展奠定了基础,但是由于吉野彰更早的发表了相关专利,并且采用的体系也更接近目前的锂离子电池,因此目前也普遍认为吉野彰为锂离子电池之父。
在吉野彰这篇开创性的专利中,负极采用了低温石墨(石油焦),正极采用了锂电泰斗Goodenough老爷子在牛津大学研发的LiCoO2材料(稍做处理),现代锂离子电池的雏形正式诞生。由于Li+在正负极都发生嵌入反应,因此锂离子电池也被称为“摇椅式”电池。“摇椅式”电池的概念最早由Armand等人在上个世纪70年代提出,通过Li+在电位不同的正负极材料之间嵌入和脱出反应实现储能,早期由于没有合适的正负极材料,因此电池电压多数低于2V,没有引起足够的重视,直到吉野彰将Goodenough开发的高电压特性的LiCoO2材料与低温石墨材料结合,这种电池设计理念才真正的发扬光大。
在吉野彰发表了相关专利后,旭化成成立了A&T电池集团进行锂离子电池生产,目前A&T已经成为东芝旗下的一个附属公司。虽然吉野彰完成了大部分的锂离子电池材料体系的开发,但是如何将其商业化,特别是如何与当时流行的镍镉和新发明的镍氢电池竞争仍是一项复杂的工作。当时的索尼是3C消费电子领域的领导公司,早期曾进行过碱金属原电池的开发,1985年开始转向二次电池,很快就从最初的Ni-Cd电池再次转向了锂二次电池,作为消费电子领域的大佬,索尼有着强烈的愿望开发一个从未有过的新市场,这也是索尼最终取得成功的重要原因。
早期,由于低温焦炭良好的抗溶剂共嵌入能力,因此虽然其容量相对较低,仍然在第一代锂离子电池中得到了广泛的应用,在第二代锂离子电池中,低温焦炭被容量更高、性能更好的硬碳所替代,但是硬碳仍然存在不少的问题,因此在第三代锂离子电池中就已经采用了目前广泛应用的中间相碳微球(MCMB)。
正极材料方面,Goodenough老爷子开发的LiCoO2堪称是最为成功的正极材料,直到目前仍然在消费电子领域广泛应用,直到近几年在动力电池领域,三元材料、磷酸铁锂材料才逐渐取代了传统的LiCoO2材料。
粘结剂方面早期的PVDF在正极一侧粘结性较差,对锂离子电池产生了一定的影响,直到Kureha Chemical Ind. Co.公司在PVDF中引入了羧酸酐,才显著改善了PVDF在Al箔表面的粘接性。
虽然锂离子电池外壳并不起眼,但是对于锂离子电池的成功仍然起到了至关重要的作用,早期索尼公司认为电解液中存在微量的HF,因此选择不锈钢作为锂离子电池的外壳,但是应用中发现不锈钢的外壳阻抗过大,因此最终选择了铁壳表面镀Ni的解决方案。
经过索尼公司的不懈努力,首款商业锂离子电池在1991年成功的推向市场,索尼的第一代电池体积能量密度为200Wh/L,重量能量密度为80Wh/L(4.1V),在第二代锂离子电池采用硬碳负极材料后,电池的能量密度升高到了295Wh/L和120Wh/kg(4.2V),采用MCMB作为负极后第三代锂离子电池的能量密度达到了400W/L和155Wh/kg,索尼公司成为当时锂离子电池领域的领导者,但是来自其他厂商的激烈竞争使得索尼的锂离子电池业务不断收缩,最终将电池业务转移到了村田财团。
如今,锂离子电池经过了28年的发展,已经不在局限于传统的3C消费电子领域,我们电动工具、电动汽车等许许多多的领域都能够见到锂离子电池的身影,而锂离子电池的尺寸也不再局限于18650,拥有了更多的尺寸和结构。变化最大的还是在电池性能的提升上,我们以传统的18650电池为例,目前松下等公司推出的能量型18650电池容量可达3.3Ah以上,能量密度可达240Wh/kg以上,相比于初代锂离子电池的能量密度已经提升了3倍以上。
锂离子电池能量密度的提升很大程度上得益于高容量硅碳材料和高镍三元材料的应用,相比于传统的石墨材料,硅材料的比容量可达3000mAh/g以上,达到石墨材料的十倍,少量硅材料的添加就能够显著提升负极的比容量。
三元材料(LiNix Mny Co1-x-y O2或LiNi0.80 Co0.15Al0.05)的应用是锂离子电池能量密度提升的另一助推剂,三元材料的比容量最高可达190mAh/g以上,比LCO材料提升超过30%。来自Pillot的数据显示,截止2015年虽然LCO需求量仍然达到4.5万吨,但是已经呈现下降趋势,而NCM材料用量已经达到3.5万吨,仍然在持续增长,NCA材料为0.9万吨,呈高速增长状态。
锂离子电池近年来在动力电池的大规模应用对其安全性提出了更高的要求,因此也催生了各种提升锂离子电池安全性的技术,例如涂层隔膜技术,以及正极涂层技术等都有助于减少由于锂离子电池内部缺陷造成的电池内短路风险,提升锂离子电池的热稳定性,特别是隔膜涂层技术近年来得到了广泛的应用,因此相比于最初的锂离子电池目前的锂离子电池在安全性上也得到了巨大的提升。
锂离子电池的崛起源于金属锂电池无法克服的安全问题,在吉野彰等老一辈锂电人的努力下,通过石墨负极的应用顺利解决了锂金属负极的枝晶生长问题,索尼公司的开拓创新精神则成功的让锂离子电池实现商业化,为现代锂离子电池的发展奠定了进出,经过将近30年的发展,在锂电人的不懈努力下,锂离子电池无论是在能量密度、功率性能,还是在成本上相比于最初的锂离子电池产品都有了非常巨大的提升,而锂离子电池的应用领域也从最初的3C消费电子领域,拓展到了如今的动力电池和储能等领域,相信在广大锂离子电池研发人员的努力下,锂离子电池在下一个十年还能再创辉煌。
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。
北极星电池网获悉,近日,总投资3.5亿元的冰川锂电池全产业链绿色综合利用项目顺利投产,项目位于福建省龙岩市新罗区能源互联网产业园,新建锂电池梯次拆解回收、破碎分选回收生产线及相应的配套设施设备,实现年拆解回收、生产2万吨锂电池。
9月25日下午,甘肃白银区召开产业链链长制工作推进会议,各产业链执行链长部门及相关单位主要负责同志参加会议,区委常委、常务副区长潘虎参会并讲话。会议传达学习了《白银区产业链链长制考核方案(试行)》,区发改局通报了各产业链机制建立、产业图谱、重点项目招引等工作开展情况、2023年产业链综
北极星储能网获悉,9月25日消息,上汽通用汽车今日发文称,上汽通用联合宁德时代,推出行业首个6C超快充磷酸铁锂电池。新产品将于明年起,在新升级的奥特能准900V高压电池架构上投入使用。据介绍,行业首个6C超快充磷酸铁锂电池,融合了电池领域多项原子级的快充科技。包括超电子网正极技术、第二代石
北极星储能网获悉,9月26日,北京市经济和信息化局、北京市发展和改革委员会等部门印发《北京市促进低空经济产业高质量发展行动方案(2024-2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,加强关键核心技术创新。通过整机牵引,突破轻质高强新型复材结构、新能源动力、复杂环境适应性等核心技术
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
“很多企业担心,过几年我们运输动力电池就无车可运。”交通运输部危险货物道路运输专家组组长吴金中,在2023年的行业会议上曾这样描述现阶段动力电池运输环节面临的严峻现状。众所周知,物流运输主要包括公路、铁路、水路、航空运输这四大类,而目前我国动力电池以公路运输为主、水路运输为辅。在动力
9月18日上午,伴随着首批储能液冷电池模组下线,龙净量道6GWh锂电池储能系统一期项目正式投入生产。龙净量道6GWh锂电池储能系统项目是福建省重点项目,负责全新液冷系列产品的生产。2022年10月,量道储能携手紫金矿业控股公司——龙净环保,合资设立福建龙净量道储能科技有限公司,打造年产6GWh锂电池
近日,工业和信息化部办公厅、生态环境部办公厅、国家发展改革委办公厅、市场监管总局办公厅联合印发《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》),拟择优遴选一批重点工业产品碳足迹核算规则
9月19日,《浙江海事局关于征求《浙江海上锂电池产品运输指南(征求意见稿)》意见和建议的通知发布,旨在规范锂电池运输行为,降低锂电池运输风险,保障船舶、人命和财产安全。浙江海事局关于征求《浙江海上锂电池产品运输指南(征求意见稿)》意见和建议的通知为助力锂电池产品安全便捷出运,前期浙
美国时间9月13日,美国贸易代表办公室就对华301关税最终措施发布公告,宣布将提高部分中国商品的301关税。中方对此强烈不满,坚决反对。中方已多次向美方就301关税问题提出严正交涉。世贸组织早已裁决301关税违反世贸组织规则,美方不但不纠正,反而进一步提高对华加征关税,这是错上加错。美方301关税
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,赣锋锂业9月11日在投资者互动平台表示,公司在固态电池方面开发的高比能电池能量密度达到420Wh/kg,循环寿命超过700次,并开发出能量密度达到500Wh/kg的样品,可通过200℃热箱与针刺等严苛的安全测试。
北极星储能网获悉,近日,辽宁省人民政府办公厅印发《科技引领未来产业创新发展的实施意见》(以下简称《意见》)的通知。《意见》指出,聚焦储能领域,突破本质安全高能量密度电化学储能等关键技术,研发高能量密度水系电池、液态金属电池、固态电池等先进储能产品。原文如下:辽宁省人民政府办公厅关
北极星储能网获悉,9月11日,上海市经济信息化委发布关于征集上海市低空经济产业重点项目的通知,文件明确,征集重点项目领域包括关键配套研发项目:1.先进动力配套(如高能量密度航空动力电池、高功重比航空动力电驱等)2.网联通导配套(如导航设备、通信设备、感知设备、监测设备等)3.关键系统配套
北极星储能网获悉,南都电源9月10日在投资者互动平台表示,公司将半固态技术相关专利应用于314Ah和690Ah大电芯,减少电解液用量,提高产品能量密度,增加循环次数,提高安全性能。公司690Ah的高性能储能电池利用了固态电解质技术,电解液大幅减少30%;公司20Ah全固态电池不含有液态电解质。目前公司大
北极星储能网获悉,9月2日,南都电源在投资者互动平台表示,公司自2017年开展固态电池的研制工作,并于2020年承担浙江省固态电池重点研发计划,目前固态电池产品能量密度可达350Wh/kg,循环寿命2000次,已通过热箱、短路等安全项测试,各项指标顺利完成,将于今年四季度完成项目验收。公司固态电池产品
记者28日从中国科学技术大学获悉,该校谈鹏教授和肖旭博士后在火星大气电池研究中取得重要进展——提出了一种火星电池。据介绍,该电池以火星大气成分(模拟参照火星上大气成分比例配比)作为电池反应燃料物质,可实现高能量密度和长循环性能。相关研究成果日前发表于《科学通报》(ScienceBulletin)。火
北极星储能网获悉,8月21日,广东佛山市人民政府办公室关于印发《佛山市推动低空经济高质量发展实施方案(2024—2026年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,发展与智能家电、智能机器人等产业具有关联度的智能感知终端,聚焦低空经济飞行器智能化方向,培育壮大智能感知等相关传感器产业。
北极星储能网获悉,据内部人士透露,吉利CEO淦家阅近日在吉利内部经营大会上表示,吉利在全固态电池领域取得最新进展,吉利自研全固态电池已实现20Ah标准尺寸电芯开发,全固态电芯能量密度超400Wh/kg,或将率先实现发布和量产装车。公开资料显示,近五年,吉利研发投入累计超1100亿元人民币,其中最重
北极星电池网获悉,8月1日,“太蓝新能源先进技术研究院”正式在北京顺义研发总部举行揭牌仪式。据了解,太蓝新能源目前已经实现了4C超快充半固态电池的批量生产;今年4月成功制备出世界首款超高能量密度720Wh/kg,单体容量120Ah全固态锂金属电池;开发出全球领先的氧化物-聚合物混合固态电解质材料及
北极星储能网获悉,据外媒报道,近日,三星SDI的全固态电池在韩国2024年SNE电池日博览会上亮相,且官宣试点固态电池产线现已全面投入运营。据悉,三星SDI去年建立了一条试验线,计划到2027年实现全固态电池的大规模生产。三星SDI表示,目前首批全固态电池产品已经交付给电动汽车制造商进行测试,从去年
继5月8日发布相关征求意见稿之后,6月19日,国家工业和信息化部电子信息司正式发布《锂离子电池行业规范条件(2024年本)》(简称“《规范条件》”)和《锂离子电池行业规范公告管理办法(2024年本)》,引发业界高度关注。国家工业和信息化部电子信息司表示,为进一步加强锂离子电池行业规范管理,推动产业
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!