畢業(yè)設(shè)計(jì)-汽車新能源鋰電池應(yīng)用-文庫吧資料
2024-12-09 18:51本頁面
【正文】 這些公司都已生產(chǎn)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰電池隔膜，但目前大多是供應(yīng)中、低端市場(chǎng)，還需要膜技術(shù)的進(jìn)一步成熟。難度主要體現(xiàn)在以下 3個(gè)方面：一是傳統(tǒng)制備隔膜工藝的相關(guān)專利基本被美國和日本的少數(shù)企業(yè)所壟斷，我國在生產(chǎn)技術(shù)方面缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；二是國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)隔膜的關(guān)鍵技術(shù)方面特別是產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面較為欠缺，很多企業(yè)在小試時(shí)往聊 城大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 往能夠拿出較好的樣品，但大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的一致性較差；三是我國在新工藝、新方法的研究方面與國際同步，但新的工藝往往對(duì)設(shè)備和工藝過程控制要求較高，我國的精密加工設(shè)備基礎(chǔ)比較薄弱，限制了產(chǎn)業(yè)化。目前國際和國內(nèi)市場(chǎng)基本被幾家實(shí)力強(qiáng)大的國外廠商掌控，如美國的卡爾格德（ Celgard）、恩特凱（ Entek），日本的旭化成、東燃等。以雙向精密拉伸法來生產(chǎn) PE、PP隔膜，是一個(gè)多步驟、復(fù)雜而精密的加工過程，包括吹塑、流延制膜、連續(xù)精密拉伸等多個(gè)重要環(huán)節(jié)。 隔膜技術(shù)含量高的原 因在于它的造孔工藝難度大。在鋰電池的部件中它是技術(shù)含量最高的，占鋰電池成本的 20%～ 30%。簡(jiǎn)而言之，隔膜就是一層多孔的塑料薄膜。六氟磷酸鋰的三大主要原料是五氯化磷、無水氫氟酸和氟化鋰，其中又以后兩者的生產(chǎn)難度最大，需要國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)工藝上取得突破。 出現(xiàn)這一狀況的的主要原因是六氟磷酸鋰的技術(shù)門檻相當(dāng)高。我國天津金牛電源材料有限責(zé)任公司目前的產(chǎn)能只有 250噸 /年，并且不對(duì)外出售。全球六氟磷酸鋰產(chǎn)能在 4000噸 /年左右。 目前電解液配套基本已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，但軟肋是占電解液成本約一半的電解質(zhì)六氟磷酸鋰， 國內(nèi)基本沒有企業(yè)能夠生產(chǎn)。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好，有爆炸的危險(xiǎn)，日本和美國已禁止使用。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。三是加強(qiáng)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電池組合控制方面的研究。 要想擺脫在產(chǎn)業(yè)鏈中低端、被動(dòng)的地位，就要從三方面努力：一是通過技術(shù)研發(fā)從而加快國內(nèi)磷酸鐵鋰專利申請(qǐng)。后者的專利權(quán)由美國高 博公司所有，目前尚未在我國申請(qǐng)專利，但是該公司現(xiàn)已在蘇州成立了 2家公司，分別負(fù)責(zé)磷酸鐵鋰材料的生產(chǎn)和電池制造。 在磷酸鐵鋰材料領(lǐng)域，有兩大核心技術(shù)專利，其中一個(gè)是包敷碳技術(shù)，另一個(gè)是碳熱還原技術(shù)。目前，國際上在磷酸鐵鋰電池行業(yè)處于領(lǐng)先地位的企業(yè)主要有 3家，分別是美國的高博（ A123）公司和威能（ Valence）公司以及加拿大的佛斯泰克（ Phostech）公司。因?yàn)檫M(jìn)口量大，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)基本沒有定價(jià)權(quán)，完全由國外廠商說了算。鹽湖提取電子級(jí)碳酸鋰目前還沒有產(chǎn)品問世。 據(jù)了解，電子極碳酸鋰可由鋰礦石或鹽湖中提取出碳酸鋰再提純而來。其中，磷酸鐵鋰由于具有另外幾種材料所不具 備的循環(huán)壽命、安全和材料成本方面的潛在優(yōu)勢(shì)，而被業(yè)界看作理想的正極材料。然而，鋰電池成本高的原因還與其涉及的化工材料密切相關(guān)。 聊 城大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 制約電動(dòng)汽車發(fā)展 的鋰電池四大技術(shù)難題 目前由于電動(dòng)汽車的制造成本太高，國家正在對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行高額補(bǔ)貼。目前 ,在鋰離子動(dòng)力電池研究方面領(lǐng)先的廠商有 日本 Song、德國 Va r t a 和法國Saft。 ◎外殼采用鋼或鋁材料，蓋體組件具有防爆斷電 的功能。 ◎電解質(zhì)采用 LiPF6 的乙烯碳酸脂（ EC）、丙烯碳酸脂（ PC）和低粘度二乙基碳酸脂（ DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶劑體系。這就需要一個(gè)電極在組裝前處于嵌鋰狀態(tài)，一般選擇相對(duì)鋰而言電位大于 3V 且在空氣中穩(wěn)定的嵌鋰過渡金屬氧化物做正極，如 LiCoO LiNiO LiMn2O4。人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。充電時(shí)，鋰離子從正極脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保證負(fù)極的電荷平衡，放電時(shí)則相反，鋰離子從負(fù)極脫嵌，經(jīng)電解質(zhì)嵌入正極（這種循環(huán)被形象的稱為搖椅式機(jī)制）。發(fā)展到今天性能 有 了 極 大 地 提 高 ， 被 廣 泛 適 用 于 手 機(jī) 、 電 腦 等 。近年來更是在新能源汽車中得到進(jìn)一步的應(yīng)用。通過分析本課題最終提出解決這一問題的主要方案就是加快充電站的建設(shè)，并且充 電站建設(shè)將是以更換電池為主，整車充電為輔的運(yùn)營模式。本課題以此為出發(fā)點(diǎn)，著重分析目前市場(chǎng)上的新能源汽車之中的鋰電池技術(shù)的應(yīng)用。新能源汽車技術(shù)將出現(xiàn)多種技術(shù)共存的的局面，先進(jìn)汽油車、先進(jìn)柴油車、混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、天燃?xì)馄嚒⒋碱惾剂掀嚒⑷剂想姵仄嚩紝⒄紦?jù)一定的市場(chǎng)份額?？偟膩砜矗履茉雌嚢l(fā)展趨勢(shì)可歸納為：能源逐漸由化石燃料向可再生、低排放甚至零排放的能源形式過渡是基本趨勢(shì)，電能、生物燃料和氫能將是汽車能源的最終解決方案。環(huán)境污染的問題越來越引起我國的重視，實(shí)現(xiàn)交通能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、發(fā)展新能源汽車將是未來汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向 [1]。汽車能源消耗不僅是造成
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