【正文】 ? 電池的比能量 ? 單位體積或單位質(zhì)量電池所給出的能量，能量密度， W E ? Wth＝－△ G＝ nFE ? 實際能量（ W） ? 電池在一定條件下放出的能量。h～ J ? 理論能量（ Wth）：假定放電時，維持電動勢 E，物質(zhì)全部參加反應時給出的能量。vC54 2022/5/31 五 .電池的能量和比能量 1 ? 電池的能量 ? 一定條件下，對外作功所輸出的電能。 1小時率放電 Id＝ ? 10A 5小時率放電 Id＝ ? 2A 10小時率放電 Id＝ ? 1A rd()t/hI ( )C A hA??放 電 時 率 （ ）52 2022/5/31 四 .電池的容量和比容量 4 ? 放電倍率 (x):放電電流 (A)為電池額定容量 (A h)的倍數(shù) ? Id=x Cr ? 小時率和放電倍率互為倒數(shù) ? 例：額定容量 10 A h 1小時率放電 t， Id 10A，放電倍率 x為 1， 1倍率放電， 1C放電 5小時率放電 t， Id 2A， 放電倍率 x為 ， ， 10小時率放電 t， Id 1A， 放電倍率 x為 ， ， 低倍率放電 Id 1Cr 中倍率放電 Id =(1~3)Cr 高倍率放電 Id =(3~7)Cr 超高倍率放電 Id 7Cr 放電時率 放電倍率都是實際工作中常用的概念 放電容量和放電倍率有關，放電倍率越大，放電容量越小 rCt?dI1xt?53 2022/5/31 四 .電池的容量和比容量 5 ? 比容量 (specific capacity) ? 質(zhì)量比容量 (C’m mass specific capacity) ? 體積比容量 (C’v volumn specific capacity) 可以比較不同類型 不同大小電池的容量 Cm?39。h ? 理論容量 9 6 4 8 4 ( )T h molC n N C?? 96484 ()nm ASM??96484 ()3600nm AhM??(/ 2 6 . 8mM q g A hqn? ? ? 電 化 學 當 量1A h電量理論上所需活性物質(zhì)質(zhì)量，越小越好 ) 2 6 . 8 ( )nm AhM??49 2022/5/31 四 .電池的容量和比容量 1 ? 實際容量 C：電池在一定放電制度下放出的容量 ? 恒流放電： 恒阻放電 : ? 活性物質(zhì)利用率 0tC Idt It???001ttC Id t V d tR????1C V tR??平100%ThCkC??50 2022/5/31 四 .電池的容量和比容量 2 ? 額定容量（ Cr Rated Capacity） 指電池在設計的放電條件下，電池保證給出的最低電量。 ” 18 2022/5/31 華南師范大學的地位 在廣東省高校電池研究最全面的學校 6位電池專家 ， 教授 研究方向涉及：鋅錳電池 ， 鎳氫電池 ， 鉛酸電池 ， 鋰離子電池 ， 燃料電池 ， 超級電容器 ， 太陽電池 ， 液流電池 2022 廣東高校電化學儲能與發(fā)電技術重點實驗室 2022 電化學儲能材料與技術教育部工程研究中心 2022 廣東高校電化學儲能與發(fā)電技術重點實驗室 2022 申請新能源技術與器件 本科專業(yè) 當年招生 2022年承辦了 “ 第十三屆全國電化學會議 2022年承辦了 “ 第 28屆全國化學與物理電源學術年會 ” 2022年 10月承辦 “ 第五屆中韓鋰離子電池研討會 希望同學們關注這個領域 ， 充分利用優(yōu)勢條件 19 2022/5/31 最近的活動 ? 2022年 ? 9月 16日 2022未來電動汽車高能電源研討會 上海 復旦大學 ? 10月 10日 第五屆中韓鋰電池技術交流會 ? 10月 15日 第七屆中國功能材料及其應用學術會議 》 長沙 能源會場 ? 10月 22日 第五屆 華南鋰電論壇 深圳人民會堂 ? 11月 4日 第 25屆世界電動車大會暨展覽會 ? 11月 4日 北京動力鋰離子電池技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇 ? 11月 25日 第十一屆中國（深圳）國際電池展覽會 國際電池展覽會地點：深圳會展中心 20 2022/5/31 最近的活動 ? 2022年 ? 2022年 1月 8日 全國新能源材料與器件專業(yè)建設第一次研討會 ? 2022年 1月，中國能源環(huán)境高峰論壇 ——海峽西岸峰會，廈門 ? 2022520 舉行 2022可再生能源與環(huán)境材料國際會議定于，上海 ? 2022年 7月 12日全國新能源材料與器件專業(yè)建設第二次研討會 ? 2022720 2022第十二屆中國（上海）國際電池產(chǎn)業(yè)展覽會 同期召開 2022中國鋰電池及動力儲能電池技術發(fā)展高峰論壇 ? 2022年 7月 28 十二五”中國鋰電池行業(yè)高峰論壇 ? 20220811 第三屆廣州國際太陽能光伏展覽會，廣州 ? 2022年 10月 22 第 29屆全國化學與物理電源學術年會 ， 長沙市 ? 2022年 12月 先進電化學能源系統(tǒng)國際會議將，香港 21 2022/5/31 關注網(wǎng)站 ? 世界電動車大會 鳳凰新能源汽車 CCTV電動車 華人電池網(wǎng) 電池產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 電池在線 (深圳 ) 電池在線 (天津 ) 中國電池網(wǎng) 新能源汽車網(wǎng) 國際電池網(wǎng) 中國電池學苑 華南鋰電池網(wǎng) 華南新能源研究院 電池之家 廣州市巨電 中國新能源網(wǎng) 國際電池網(wǎng) 電池 超級電容器 22 2022/5/31 第一章 化學電源的基本概念 化學電源的組成和工作原理 電源 Power source 化學電源（化學能） 鉛酸電池 鋰離子電池 燃料電池 物理電源（物理能） 太陽能電池 溫差電池 23 2022/5/31 第一章 化學電源的基本概念 化學電源的歷史 P25 左 1889年 Belgian第一輛電動車 鉛酸蓄電池 燃料電池車 右 1920 年 美國 Pennsylvania第一個 無繩電話 手機 24 2022/5/31 化學電源的組成和工作原理 1 化學電源 (Chemical Power Source)是一種直接把化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝 置 ,一般稱為化學電池或電池 (Battery)。 截至 2022年 ， 中國動力鋰電池行業(yè)產(chǎn)能 20億安時 ，主要分布在珠三角 、 長三角 、 東三省和京津唐汽車產(chǎn)業(yè)聚集區(qū) ， 其中珠三角產(chǎn)能 7億安時 ， 長三角 、 東三省和京津唐產(chǎn)能均在 3億－ 4億安時 。 2022年的堿性電池產(chǎn)量為 220億只 ， 占中國電池總產(chǎn)量的 79％ 其他電池產(chǎn)品包括：鎳鎘 10億只 ， 鋰電池 ， 鎳氫電池 8億只 。 16 2022/5/31 世界主要電池生產(chǎn)大國的市場份額 2022 2022 2022 日本 40 33 32 韓國 17 20 22 中國 （日韓在中國） 39 （ 13） 43 （ 17） 44 （ 18） 17 2022/5/31 我國我省化學電源的地位 目前中國是世界上電池生產(chǎn)第一大國 ， 近日環(huán)球資源的一項研究報告指出 2022年中國的電池產(chǎn)量超過 280億只 ， 占全球電池供應量的 25％ 。 不同電池的地位 15 2022/5/31 我國化學電源的現(xiàn)狀 3 ?2022中國企業(yè) 500強 與電池有關的企業(yè) ?137名 TCL集團股份有限公司 ?331名 尚德電力控股有限公司 ?435名 杉杉投資控股有限公司 ?485名 惠州市德賽集團有限公司 ?2022年 8月 16家中央企業(yè)組織了的中央企業(yè)電動車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟， 2022預算達 13億元 ?存在問題 ?低水平重復建設是鋰電池的癥結所在 ?現(xiàn)在中國做山寨手機等低端電池的廠家都是賺錢的，而生產(chǎn)品牌筆記本電腦、汽車等高端電池的企業(yè)少有盈利。 2家硅片企業(yè)銷售收入 157億元，產(chǎn)量 1168MW。 ?23家 鋅錳堿錳電池 企業(yè)完成銷售收入 ，利潤總額 億元，產(chǎn)量 193億只。 ?38家 鉛酸蓄電池 企業(yè)，銷售收入為 445億元 ，產(chǎn)量 6799萬KAVh, 利潤總額為 ，出口交貨值為 73億元。 14 2022/5/31 我國化學電源的現(xiàn)狀 2 ?2022年中國電池行業(yè)百強企業(yè)銷售收入超過 1432億元 ,出口交貨值 849億元（ 124億美元）。太陽電池出口量 1960MW, 太陽電池出口額超過90億美元。 13 2022/5/31 我國化學電源的現(xiàn)狀 1 我國已經(jīng)成為世界上最大的電池生產(chǎn)國和出口國 2022年我國電池行業(yè)的銷售收入超過 2022億元，化學電池的產(chǎn)量超過 320億只，出口量超過 250億只，出口額 87億美元 。 11 2022/5/31 中國電池行業(yè) 10強企業(yè)排名分布 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 一次電池 4 5 5 4 4 3 2 1 0 0 鉛酸 4 4 4 5 5 4 4 4 4 2 鎳鎘 鎳氫 2 1 1 1 0 0 0 0 0 0 鎳鎘 鎳氫 鋰離子 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0 鋰離子 0 0 0 0 0 0 3 3 1 1 太陽能 0 0 0 0 0 0 1 2 5 7 12 2022/5/31 我國化學電源的現(xiàn)狀 1 我國已經(jīng)成為世界上最大的電池生產(chǎn)國和出口國 2022年我國電池行業(yè)總產(chǎn)值已達到 4400多億。 ? 從“有鋰就有理”到理性回歸 10 2022/5/31 全球充電電池市場的變化 (10億日元 ) 2022年開始汽車用鋰離子電池將快速增長 ,預計到 2022年汽車用鋰離子電池市場份額將和便攜式鋰離子電池相當。凡是與其沾親帶故的個股均一飛沖天，成飛集成、江特電機、橫店東磁位列漲幅榜前三位，而因鋰而陷入高管危機的佛山照明也出乎意料地進入上漲加速通道，就連新上市的天齊鋰業(yè)開盤就飛漲 176%。 ? 2020年做到世界第一，我們在新能源領域和世界先進水平相差不大 ? 兩項“千億”投資計劃： 1000億來自中央財政， 1000億來自央企聯(lián)盟。 廣州為第 2批入選城市。自2022年 1月中國開始啟動該工程以來，計劃主要通過提供財政補貼形式，用 3年左右的時間，每年發(fā)展 10個城市，每個城市推出 1000輛新能源汽車開展示范運行，力爭使全國新能源汽車的運營規(guī)模到2022年占到汽車市場份額的 10%。1 2022/5/31 新型電池材料 Novel battery materials 舒 東 華南師范大學化學與環(huán)境學院 2 2022/5/31 參考書 ? 化學電源 程新群 ? 化學電源工藝學 史鵬飛 ? 先進電池材料 李景虹 ? 化學電源 :原理、技術與應用 陳軍 , 陶占良 , 茍興龍編著 ? 化學電源、電池原理及制造技術 郭炳焜 , 李新海 , 楊松青編著 ? 化學電源 呂鳴祥編著 3 2022/5/31 目錄 ? 第一章 化學電源的基本概念 13 ? 第二章 鋅錳電池 4 ? 第三章 鎳鎘電池 56 ? 第四章 鎳氫電池 78 ? 第五章 鉛酸電池 910 ? 第六章 鋰離子電池 1112 ? 第七章 燃料電池 1314 ? 第八章 超級電容器 1516 ? 第九章 太陽電池 ? 第十章 液流電池 4 2022/5/31 背景 新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和我們的地位 目前的幾個背景 ? 能源是現(xiàn)代文明的驅(qū)動力 ? 傳統(tǒng)能源：煤炭 石油 水利 ? 化石能源的使用帶來的問題 ? 政治 戰(zhàn)爭 第一次 第二次中東戰(zhàn)爭 ? 經(jīng)濟