鋰電池知識(shí)及生產(chǎn)流程(已修改)
2025-05-25 07:22 本頁(yè)面
【正文】 鋰電池知識(shí)及生產(chǎn)流程 一、鋰電池基本知識(shí) 鋰離子電池的特點(diǎn) ? 運(yùn)用于汽車領(lǐng)域正成為一項(xiàng)核心技術(shù) ? 優(yōu)點(diǎn)：重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無(wú)污染、也無(wú)二次污染、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍寬泛，是電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)小轎車、電動(dòng)大貨車等較為理想的車用動(dòng)力。 ? 缺點(diǎn)是價(jià)格較貴、安全性較差。不過(guò)現(xiàn)在已有技術(shù)開(kāi)發(fā)錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸釩鋰等新型材料，大大提高了鋰離子電池的安全性，而且降低了成本。 各類蓄電池對(duì)比 （縱向?qū)Ρ葯M向） 鉛酸 鎳鎘 鎳氫 鋰離子 傳統(tǒng) 液態(tài) 聚合物 鉛酸 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、工作溫度范圍、自放電率、可靠性 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、自放電率 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、電壓輸出、自放電率 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自放電率 鎳鎘 更好的可循環(huán)性、電壓輸出、價(jià)格 質(zhì)量能量密度、體積能量密度 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、電壓輸出、自放電率 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自放電率 鎳氫 更好的可循環(huán)型、電壓輸出、價(jià)格 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、自放電率、可靠性 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、工作溫度范圍、自放電率、電壓輸出 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自放電率 鋰離子 傳統(tǒng)液態(tài) 更好的可循環(huán)性、安全、價(jià)格 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、價(jià)格、安全 價(jià)格、安全、自放電率、重復(fù)循環(huán) 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安全、價(jià)格 聚合物 更好的可循環(huán)性 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性、價(jià)格 體積能量密度、更好的可循環(huán)性、價(jià)格 工作溫度范圍、更好的可循環(huán)性 絕對(duì)優(yōu)勢(shì) 更好的可循環(huán)性、價(jià)格 工作溫度范圍、價(jià)格 體積能量密度 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、自放電率、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 質(zhì)量能量密度、體積能量密度、自放電率、電壓輸出、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 資料來(lái)源：陳清泉、孫立清，電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，科技導(dǎo)報(bào)， 2022年 4月，第 23卷第 4期 鋰離子電池分類 鋰 離子 電 池 聚合物 鋰 離子 電 池 (LIP) 電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低，適于高溫使用。 在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導(dǎo)率，使電池可在常溫下使用。 采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的 3倍，是最新一代的鋰離子電池。 固體聚合物電解質(zhì) 凝膠聚合物電解質(zhì) 聚合物正極材料 液 態(tài)鋰 離子 電 池 (LIB) 聚合物鋰電 聚合物 ——下一代鋰離子電池 ? 優(yōu)勢(shì) 1： 用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì) – 具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)； – 不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問(wèn)題，由此用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而提高整個(gè)電池的比容量。 ? 優(yōu)勢(shì) 2： 可采用高分子正極材料 – 其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高 50％以上。 ? 優(yōu)勢(shì) 3： 在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。 ? 劣勢(shì)： 工作溫度、循環(huán)性能上需要突破 鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈分析 電芯原材料： 正負(fù)極材料、電解液、隔膜等。 電池制造商： 電芯制造；PACK組裝。 鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域： 礦燈、電動(dòng)車、電子消費(fèi)品等 礦資源： 鈷、鎳、錳、磷、鐵、鋰及各種化合物 上游 中游 最上游 下游 最上游：礦資源 ? 最上游是礦資源 ，包括鈷、鎳、錳、磷、鐵、鋰及各種化合物。 目前，鈷和鋰用量最大 。 ? 國(guó)內(nèi)鈷生產(chǎn)領(lǐng)頭企業(yè)有金川、華友、嘉利柯和優(yōu)美科四家，年產(chǎn)量都在 1500噸以上， 國(guó)內(nèi)金屬鈷儲(chǔ)量極少，目前約80%的金屬鈷靠進(jìn)口 。 ? 鋰資源在中國(guó)儲(chǔ)量相對(duì)豐富，僅次于智利、阿根廷。國(guó)內(nèi)資源目前主要被中信國(guó)安、西藏礦業(yè)掌控，并同時(shí)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)碳酸鋰。而 電池級(jí)碳酸鋰則由天齊鋰業(yè)、尼科國(guó)潤(rùn)供應(yīng)，其中天齊鋰業(yè)技術(shù)最成熟，是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者，約占國(guó)內(nèi) 60%的市場(chǎng)份額 ，并且有部分出口。 上游：電芯原材料 正極材料 , 30% 負(fù)極材 料及其他 , 28% 隔膜 , 30% 電解液 , 12% ? 是鋰電產(chǎn)業(yè)中最核心的環(huán)節(jié)。 ? 電芯原材料包括：正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、極耳、鋁塑復(fù)合膜等。 ? 電池成本分布如下： 中游： 電芯制造和 PACK組裝 ? 勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)外涉足企業(yè)眾多。 ? 產(chǎn)業(yè)主要分布在日本、韓國(guó)、中國(guó)和臺(tái)灣。 ? 大廠競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，例如：索尼、三洋、三星、 LG化學(xué)、比亞迪、比克、力神、 ATL能源這樣的鋰電巨頭。 ? 近兩三年來(lái)發(fā)展迅猛。 下游：電池應(yīng)用領(lǐng)域 ? 鋰電池的 應(yīng)用領(lǐng)域極廣 ，涉及低端、中端、高端三塊市場(chǎng)，可以應(yīng)用于電動(dòng)工具、 UPS電源、礦燈、玩具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，這些都是關(guān)系民生的消費(fèi)量，此外在軍事和航天領(lǐng)域也是一種最佳的動(dòng)力電池。 ? 由于臺(tái)灣廠商在全球 NB及手機(jī)等市場(chǎng)的極大影響力，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 目前，我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)以 NB及手機(jī)為主要應(yīng)用 ，并逐步擴(kuò)張至高功率的電動(dòng)手工具、電動(dòng)車等市場(chǎng)。 ? 全球關(guān)注焦點(diǎn) ——新能源電動(dòng) /混合動(dòng)力汽車 電芯原材料之 正極材料 篇 ? 市場(chǎng)容量最大、附加值較高的是正極材料，大約占鋰電池成本 30%，毛利率低則 15%，高則 70%以上，取決于材料。 ? 目前已批量應(yīng)用于鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。 ? 鎳酸鋰電池安全性最差（過(guò)充易起火），高溫耐受度最低（高溫分解），合成難度最高。不在下表中進(jìn)行對(duì)比。 ? 鈷酸鋰最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)很成熟，并已廣泛應(yīng)用在小型低功率的便攜式電子產(chǎn)品上，如手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼電子產(chǎn)品等。 ? 磷酸鐵鋰材料是當(dāng)前用量最少的一種正極材料，據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2022年全球供應(yīng)量1500噸左右，其中最大供應(yīng)商 A123供應(yīng) 750噸，國(guó)內(nèi)廠商供應(yīng)量 500噸左右。 常見(jiàn)正極材料性能比較 （按目前工藝） 正極材料 鈷酸 鋰 * 鎳鈷錳三元材料 錳酸鋰 磷酸
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