鉅大LARGE | 點擊量:1691次 | 2022年02月15日
鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展前景
從動力鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域進行分析,其主要應(yīng)用于新能源汽車、電動自行車和電動工具及其其他領(lǐng)域,為其提供新型、節(jié)能的動力支出。其中以新能源汽車的應(yīng)用規(guī)模占比最高達到57%。而電動自行車和電動工具及其他領(lǐng)域的應(yīng)用占比分別為14%和29%。在世界非可再生能源供應(yīng)不足、環(huán)境污染嚴重的背景下,“十三五”期間創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的五大發(fā)展理念堅持推動新能源汽車的生產(chǎn)和應(yīng)用代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車,隨著新能源汽車生產(chǎn)需求量的不斷提升,動力鋰電池行業(yè)近期將會有較大的市場空間。
近年來,由于鋰電池儲能和清潔的發(fā)展優(yōu)勢,成為各大應(yīng)用市場領(lǐng)先的電池技術(shù),包括移動設(shè)備、電網(wǎng)儲能、電動汽車等,其中以電動汽車為主要的應(yīng)用領(lǐng)域?,F(xiàn)階段,全球積極推動新能源的替代和應(yīng)用,2014-2016年,全球動力鋰電池市場規(guī)模由28.31億美元上升至93億美元,年均復合增長率達到80%。2017年在全球新能源汽車研發(fā)投放力度的擴展下,前瞻估算當年全球動力鋰電池的市場規(guī)模將突破130億元。
隨著全球新能源汽車市場的迅速升溫,各大鋰離子電池生產(chǎn)商均加大了對于車用動力電池的產(chǎn)能布局,出貨量出現(xiàn)了較高幅度的提升。從國內(nèi)來看,在新能源汽車市場迅速升溫的推動下,2014年我國鋰離子動力電池出貨量同比增長293.33%,達到了5.9Gwh。隨著新能源汽車不斷放量,國內(nèi)動力電池需求將隨之快速增長,2016年我國動力鋰電池出貨量約為30.5Gwh,同比增長79.41%,增幅較上年有所下降。2017年上半年中國動力鋰電池出貨量16GWh,預計全年出貨量達到42.8Gwh。
2016年國內(nèi)涉及動力鋰電池業(yè)務(wù)的十家上市企業(yè)公布了其公司的經(jīng)營狀況及動力鋰電池的業(yè)務(wù)規(guī)模,其中國軒高科動力鋰電池營業(yè)收入40.75億元,占營業(yè)收入比重的85.64%,同比增長90.84%。堅瑞沃能動力電池業(yè)務(wù)實現(xiàn)營業(yè)收入27.31億元。中信國安旗下盟固利動力公司實現(xiàn)營業(yè)收入10.63億元,比上年同期增長95.89%。成飛集成鋰電池業(yè)務(wù)收入14.14億元,同比增長41.41%。再過家政策及下游需求的推動下,經(jīng)營動力鋰電池的企業(yè)應(yīng)注重電池性能的研發(fā)及推廣應(yīng)用,以提升公司的綜合競爭力。
(1)單體電池工作電壓高達3.7V,是鎳鎘電池,鎳氫電池的3倍,鉛酸電池的近2倍,這也是鋰動力電池比能量高的一個重要原因。因此組成相同電壓的動力電池組時,鋰動力電池使用的串聯(lián)數(shù)目會大大少于鉛酸電池和鎳氫電池。如果動力電池中單體電池數(shù)量越多,電池組中單體電池的一致性要求就越高,壽命就越不好做,在實際使用過程中電池組有問題分析后,一般是其中一、兩個單體電池出問題然后導致整組電池出現(xiàn)問題,因此不難理解為什么48V的鉛酸電池比36V的鉛酸電池反饋要高,從這個角度上講鋰電更適合動力電池的使用。例如36V的鋰電只需要10個單體,而36V鉛酸電池需要18個單體電池,即3只12V的電池組,而每只12V的鉛酸電池有六個單格即六個單體電池組成。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰動力電池
鋰動力電池
(2)重量輕,比能量大,高達150Wh/Kg,是鎳氫電池的2倍,鉛酸電池的4倍,因此重量是相同能量的鉛酸電池的三分之一到四分之一,從這個角度講鋰電消耗的資源就少,而且由于錳酸鋰電池中所用元素的儲量比較多,因此相對鉛酸、鎳氫電池可能會進一步漲價,鋰動力電池成本反而是進一步降低的。電動自行車用鋰電池重量為2.2-4公斤,鉛酸電池的重量為12-20公斤,鋰電重量約為鉛酸電池的四分之一到三分之一,比鉛酸電池輕約10公斤(36V,10Ah電池),電池重量減輕了70%,整車總重量至少減輕了20%。加上一般鋰電車都是簡易款的電動自行車,由于電池和整車輕,相同電壓、相同容量的電池行駛里程更長,普通的電動車重量在40公斤以上,而鋰動力電池電動自行車重量在7到26公斤之間。女士和老年人都可以輕易搬動,人力騎行也十分輕便,運動休閑兼得。(3)體積小,高達到400Wh/L,體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。提供了更合理的結(jié)構(gòu)和更美觀的外形的設(shè)計條件、設(shè)計空間和可能性。現(xiàn)階段由于鉛酸電池體積、重量的限制,設(shè)計師們的設(shè)計思想受到極大約束,導致現(xiàn)階段的電動自行車在結(jié)構(gòu)和外觀上“千車一面”、雷同相似、單調(diào)劃一。而鋰電池的使用,給設(shè)計師們提供了展示設(shè)計思想和設(shè)計風格的更大空間及條件。當然同時也導致電動自行車用鋰動力電池尺寸多種多樣,不利于鋰動力電池行業(yè)的發(fā)展。鋰動力電池行業(yè)也需要盡快制定電動自行車用鋰電池國家標準,加速在電動自行車領(lǐng)域鋰電對鉛酸電池的替代。當然鋰電池是在不斷發(fā)展過程中的不同材料、不同工藝電池的體積有很大的差別,如何統(tǒng)一也是一個難點。
(4)循環(huán)壽命長,循環(huán)次數(shù)可達1000次。以容量保持60%計,電池組100%充放電循環(huán)次數(shù)可以達到600次以上,使用年限可達3-5年,壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。隨著技術(shù)的革新,設(shè)備的提高,電池的壽命會越來越長,性價比會越來越高。(5)自放電率低,每月不到5%。
(6)允許工作溫度范圍寬,低溫性能好,鋰動力電池可在-20℃~+55℃之間工作,尤其適合低溫使用,而水溶液電池(比如鉛酸電池、鎳氫電池)在低溫時,由于電解液流動性變差會導致性能大大降低。
(7)無記憶效應(yīng),所以每次充電前不必像鎳鎘電池、鎳氫電池一樣需要放電,可以隨時隨地的進行充電。電池充放電深度,對電池的壽命影響不大,可以全充全放,我們循環(huán)測試就是全充全放的。
(8)特別適合用于動力電池,除了鋰電池電壓高之外,由于鋰動力電池組的保護板能夠?qū)γ恳粋€單體電池進行高精度監(jiān)測,低功耗智能管理,具有完善的過充電、過放電、溫度、過流、短路保護、鎖定自恢復功能以及可靠的均衡充電功能,大大的延長了電池的使用壽命。而其他類型電池(比如鉛酸電池)在使用過程中由于電池一致性、充電器等問題,易產(chǎn)生電池過充、過放等問題(由于成本等各方面的原因,鉛酸電池組內(nèi)不能對每一個單體電池進行監(jiān)測和保護)。
(9)無污染,鋰動力電池中不存在有毒物質(zhì),因此被稱為“綠色電池”,國家重點扶持。而鉛酸電池和鎘鎳電池由于存在有害物質(zhì)鉛和鎘,國家必然會加強監(jiān)管和治理(鉛酸電池出口退稅的取消,鉛資源稅的增加,鉛酸電動自行車出口的受限),相應(yīng)企業(yè)的成本也會增加。雖然鋰電池沒有污染,但從資源節(jié)約的角度考慮。鋰動力電池的回收,回收中的安全性,回收的成本也都需要考慮。(10)存在安全隱患;由于鋰動力電池能量高,材料穩(wěn)定性差,鋰電容易出現(xiàn)安全問題,世界上知名的手機和筆記本電腦電池(正極材料為鈷酸鋰和三元材料)生產(chǎn)企業(yè),日本三洋、索尼等公司要求電池的爆噴率控制在40個ppb(十億分之一)以下,國內(nèi)公司能達到ppm(百萬分之一)級的就已經(jīng)不錯了,而動力電池的容量是手機電池容量的上百倍以上,因此對鋰電的安全性要求極高。雖然鈷酸鋰電池和三元材料的電池具有重量更輕,體積更小等優(yōu)點,但它們是不適合作動力電池應(yīng)用于電動車的。
(11)價格高;相同電壓和相同容量的鋰動力電池價格是鉛酸的3-4倍。隨著鋰動力電池市場的擴大,成本的降低,性能的提高,以及鉛酸電池價格的提高,鋰動力電池的性價比是有可能超過鉛酸電池的。
一般手機電池電壓寫的是3.7V但一般充電器的電壓寫的是5V,但不會影響使用的,因為根本沒有3.7V的手機充電器賣.新電池切勿過充
對于新買的鋰離子電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反復做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別,而且可以非常明確的告訴大家,所有嚴肅的正式技術(shù)資料都強調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電。
那么電池需要激活嗎?答案是肯定的,需要激活!但是,這個過程是由生產(chǎn)廠家完成的,與用戶無關(guān),用戶也沒有能力完成。鋰電池真正的激活過程是這樣的:鋰離子電池殼灌輸電解液--封口--化成,就是恒壓充電,然后放電,如此進行幾個循環(huán),使電極充分浸潤電解液充分活化,直至容量達到要求為止,這個就是激活過程--分容,也就是說出廠后鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。另外,其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態(tài),激活以后再封口,除非您擁有了電芯生產(chǎn)設(shè)備,否則如何完成?
可是為什么有些產(chǎn)品的說明書上寫著,建議用戶前三次使用,要對手機進行完全的充放電呢?難道這不是激活嗎?其實事實是這樣的,在電池出廠,然后銷售,再到用戶的手中,會經(jīng)歷一段時間,一個月或者幾個月,這樣一來,電池的電極材料就會“鈍化”,此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。
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