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
市场对锂离子电池性能的要求从高能量密度逐步向低成本、高安全发展。
锂离子电池要大规模应用,制造费用偏“贵”,因为要考虑到在线维护以及回收处理的问题、电池的使用寿命问题、系统安全问题,以至整个产业的可持续发展。破解这些难题,应该发展兼具低成本、长寿命、高安全、易回收的新型电池技术。
锂离子电池因其具有能量密度高、自放电率低、循环效率高等优点而成为新能源汽车动力电池选择中的“香饽饽”。数据显示,2018年上半年,全球新增投运电化学储能项目装机规模697.1兆瓦(MW),同比增长133%,相比2017年底增长24%。从技术分布上看,锂离子电池装机规模最大,为690.2MW,占比为99%,同比增长142%。我国新增投运电化学储能项目装机规模100.4MW,同比增长127%,锂离子电池的装机规模最大,为94.1MW。
“用锂离子电池来代替传统的柴油发电机,在军事演习、医院抢救、通信、应急的动力牵引等方面有非常丰富的应用场景,有更加灵活便捷的应用。”中国科学院青岛生物能源与过程研究所副研究员董衫木在近期召开的第二届储能电池技术发展方向研讨会上描绘了电动汽车之外的“‘锂’想应用蓝图”。中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇更是直言,随着电动车快速发展,未来3~5年锂离子电池发展潜力巨大。
“‘锂’想”听起来似乎特别丰满,但是,随着锂电池产业化发展的深入,一些突出问题也日渐显现,“现实”开始表现出“骨感”的一面。董衫木看好锂电池应用前景的同时也表示了对其安全问题的担忧。
中国科学院电工研究所储能技术研究组博士刘昊表示,从便携式电子设备到电动汽车再到大型储能电站,市场对锂离子电池性能的要求是从高能量密度逐步向低成本以及高安全发展的。
目前,市场上的大电池技术还是由小电池技术发展而来,制造费用偏“贵”。因为没有考虑到在线维护以及回收处理的问题,整个全产业链的成本都比较高昂,电池的使用寿命也受到限制,伴随系统安全问题,造成整个产业发展的不可持续。
如何破解这些“骨感”的难题? “应该发展兼具低成本、长寿命、高安全、易回收的新型电池技术。”刘昊说。
让电解质“刚柔并济”
锂电池最重要的安全隐患来自于电解液,目前选择的液态有机电解液易燃易爆。董衫木表示,用固态电解质代替液态电解液,是业内公认的提升锂电池安全性能最为有效的选择。
“目前固态电池采用的固态电解质普遍存在性能短板,距离高性能锂离子电池系统的要求仍有不小的距离。此外,‘固固接触界面’的失效行为以及背后的失效机理也亟待阐明。”董衫木认为,构建高性能固态电池需要从两个方面入手:构建高性能的固态电解质、提高界面的兼容性和稳定性。
董衫木介绍了一种“刚柔并济”的设计理念,其中“刚”指的是刚性的聚合物骨架以及刚性的无机颗粒,“柔”指的是柔性的聚合物离子传输材料。通过聚合物和聚合物之间、聚合物和无机颗粒之间的路易斯酸碱相互作用,可以为锂离子传输创造新的通道,并大幅提升电解质的综合性能。此外,他所在的团队也开发了一系列与聚合物电解质相互匹配的锂盐,可以提升电解质的离子迁移数,从而改善固态电解质的离子传输性能。
目前,董衫木所在团队设计的固态电池单体能量密度可达291.6瓦小时/千克,循环850次容量保持率超过85%,可以通过五次穿钉测试,不着火不爆炸,同时,电压在短时间下降后还可以快速恢复。
“基于上述单体技术,我们与中科院深海所合作,成功在马里亚纳海沟进行了固态电池系统‘青能-1’全海深电源(耐受100兆帕)的应用示范,该技术打破国外全海深电源技术封锁,使我国成为继日本之后第二个掌握全海深锂电源技术的国家。”董衫木自豪地说。
从基础设计处突破
锂浆料电池技术的概念由中国科学院电工研究所储能技术研究组在2015年的一项专利中正式提出。锂浆料电池是指电池的全部或部分电极是由浆料态的储锂活性物质、导电剂和电解液构成。锂浆料电池具有超厚浆料电极和可维护再生两大显著技术特征。
“目前锂离子电池采用的连接方式,其厚度一般是100~200微米,如果提升厚度会造成电极片严重皲裂、使用过程中电极材料脱落、电池容量下降,以及循环性能衰减。”刘昊表示。
锂浆料本身具有一个动态的接触导电网络,不存在脱落风险,电极厚度可以达到毫米级,是普通锂离子电池的10~50倍,因此锂浆料电池可能更适合于提供大容量的储能电率输出。锂浆料电池做了一些结构上的设计,结合浆料电极的特性,十分便于补液、换液以及换浆操作。
“电池使用一段时间性能下降后,可以对电池内部界面进行修复再生,重新提升电池活力,延长使用寿命。另外,当电池报废后,浆料还非常便于回收,材料经过再生处理之后可以用于新电池的生产。”刘昊解释道。
刘昊所在研究团队对锂浆料电池及其工艺的评价分为三个阶段。第一个阶段是“60分”阶段,主要是证实锂浆料电池性能可行性以及工艺可行性,目前,该阶段已经完成;第二阶段为“80分”阶段,进一步提高电池能量密度,使它常态工作倍率达到0.2以上,瞬态倍率能够到0.5,预计今年年底实现;2019~2020年达到“90分”阶段,这一阶段,产品性能趋于稳定并逐步提升,主要工作是提高生产技术,以及后期的在线维护、回收再生等。
做好原材料回收
“如果从锂电池全生命周期来观察,降低电池材料成本需要从原材料入手进行研发。”北京理工大学教授李丽表示,“原材料回收可以在一定程度上降低电池领域或者其他材料领域对于全国原矿的压力。”
目前,电池回收技术主要包括预处理过程、活法和湿法等方面。近年来,很多企业和研究院对预处理环节越来越重视。李丽介绍道,拆解和破碎过程主要释放电解液的挥发物。此外,前期的密度筛分会对后期各种金属的浸出率产生直接的影响。
李丽表示,锂电池活法回收技术中一项重要工作是分析磷酸铁锂的失效机制,“我们希望对每种材料,最好是采用不同的方式,就像病人看病一样对症下药。磷酸铁锂结构非常稳定,锂的位置在充过电以后会出现缺失,所以,经过元素分析可以看到在失效或上千次循环以后的磷酸铁锂材料功能”。
“磷酸铁以及铁的氧化物等材料导致磷酸铁性能容量直接下降。基于这种失效机制,在后期材料的混合物中进行‘补锂’,可以补碳酸盐形式,或者氢氧化铝形式,进行高温煅烧,材料性能就会有一定的恢复。”李丽说。
此外,传统湿法技术主要是用酸的混合液对材料金属元素从固相到液相进行分离,多为正极材料,负极和电解液的回收在过去几十年为人们所忽视。
“可能因为负极石墨很便宜,所以大家觉得不值得补充。”李丽表达了自己的看法,“目前来讲,我们希望对不同的部件进行全方位再生和资源化。负极材料回收以后可以生成石墨烯材料,而在电池领域或其他领域,石墨烯高导电性的吸引力是非常大的。”
电解液的回收也有技术可行性。采用二氧化碳的连接萃取方式,使电解液重新进行匹配以后,其电导率可以达到目前商业化的要求。
不过,如何保证电池中有价金属的高浸出效率、高经济性和环境性?其实最初的材料设计非常关键。是不是可以从源头进行一个最早的设计,使得材料在设计之初就是可降解的?
“希望在未来几年有一些突破。” 李丽最后说。
为助力中国储能产业发展,同时推动储能在分布式能源领域的商业化应用,北极星电力网、北极星储能网联合中关村储能产业技术联盟于2018年10月26日举办“2018中国分布式储能峰会”。大会将开展丰富多样的主题演讲、项目对接、商务洽谈等活动。报名请联系:任女士18713515424;张女士13191816562。
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。
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国小软包锂离子电池行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球小软包锂离子电池出货量54.8亿只,同比下滑2.6%,已经连续两年同比下滑。EVTank表示,全球小软包电池出货量的下滑叠加价格的下跌导致整个行业的市场规模在2023年同比下
日前,合康新能在在互动平台上表示,公司目前没有研发储能锂离子电池。
天力锂能4月16日在投资者互动平台表示,公司2023年研发投入占比接近往年水平,暂未研发锂硫电池。
北极星电池网获悉,据八闽国资消息,近日,宁德70000吨锂离子电池正极材料(CD车间)项目主体结构封顶仪式顺利完成。该项目是福建省重点项目,总投资24.45亿元,主要建设C、D两幢车间及相关配套,项目建成投产后,预计可年产7万吨锂离子电池正极材料。
得益于电池技术不断提升,以及中高端新能源乘用车车型增多,新能源汽车电池包容量越做越大正成为趋势。电池中国观察到,近段时间,国内多款热门中高端新车均搭载了70kWh-150kWh带电量的“大”电池包,纯电续航里程超600公里,甚至1000公里。这意味着“大”电池包已成为中高端新车标配,(超)长续航也成
北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
4月9日,宁德时代德国图林根工厂获得了大众汽车集团模组测试实验室及电芯测试实验室双认证,成为全球首家获得大众集团模组认证、欧洲首家获得大众集团电芯认证的电池制造商(全球首家获得大众集团电芯认证的电池制造商为宁德时代集团总部)。此次认证,是国际一流车企对宁德时代测试验证能力,以及技术
在全球绿色能源和技术的发展浪潮下,我国电源结构持续优化,可再生能源发电装机规模屡创新高。目前,我国已建成了世界上最大的清洁电力供应体系,在全球清洁能源技术价值链中发挥着核心作用。不同于传统能源的是,可再生能源存在着供应不稳定的特点。不同地区、气候下的能源供需存在巨大的差异,在传统
2024年4月7日,为做好电动自行车废锂离子电池回收处置工作,提升电动自行车全链条管理水平,工业和信息化部节能与综合利用司组织召开电动自行车废锂离子电池回收体系建设座谈会,部分地方工业和信息化主管部门、自行车协会及电动自行车生产企业有关人员参加会议。会上,地方工信部门介绍了本地区在推动
北极星储能网获悉,据兰州新区生态环境局消息,近日,《兰州新区生态环境局关于甘肃金麟锂电新材料有限公司200kt/a磷酸系锂离子电池正极材料生产线建设项目环境影响报告表的批复》发布。据介绍,该项目总投资额高达30亿元,年度计划投资5亿元,建成后预计将实现年销售收入超过106亿元。
北极星储能网获悉,4月3日,瑞泰新材在回复投资提问时表示,公司的锂离子电池电解液添加剂以锂盐类添加剂为主,包括双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)以及三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)等,锂离子电池电解液添加剂现有产能共计487.5吨。公司与国内外多家固态电池企业均有合作,将
2023年11月21日,阿姆斯特丹Stellantis集团和宁德时代新能源科技股份有限公司(下称“宁德时代”)今日宣布双方已签署一份不具约束力的谅解备忘录,该备忘录约定:宁德时代将在欧洲当地向Stellantis集团供应磷酸铁锂(LFP)电池的电芯和模组,助力Stellantis在欧洲市场的电动汽车生产。为进一步支持Ste
6月12日科信技术在互动平台回复称,子公司科信聚力年产1GWh磷酸铁锂电池产线投产后推出的系列产品正处于市场前期外推阶段,科信聚力的存量电芯有相应的订单覆盖,且从已提货的客户中得到较好的正向反馈,公司后续将根据客户订单陆续出货。
GGII预计,在新能源汽车、锂电储能等细分市场需求共同驱动下,2030年中国锂电池市场出货量有望达到4TWh以上,2022-2030年复合年均增长率超过26%。
国内磷酸铁锂电池产品及材料向海外供应是很好的契机。企业可以利用国内磷酸铁锂产业优势,绑定国外客户,即便未来转向三元路线,这个供应渠道也有助于进一步拓宽海外市场。相比三元电池,近年来,磷酸铁锂电池性价比优势凸显。今年以来,不少国际车企透露,将推出采用磷酸铁锂电池的电动汽车,海外电池
近日,东莞市市场监管局开展电动自行车锂电池产品质量整治提升行动,加强日常巡查监管,加大监督抽查和不合格后处理力度,做好风险隐患排查,严厉查处违法违规行为,压实企业产品质量安全主体责任,规范电动自行车锂电池产品质量安全管理秩序,推进锂电池行业高质量发展,切实保障人民群众生命财产安全
目前锂离子电池产业链以消化库存为主,据TrendForce集邦咨询研究显示,上游锂电池材料价格均在1月出现下跌,尤其以正极材料(Cathodematerials)及其原料、电解液等跌价幅度最明显。正极材料方面,电池级碳酸锂(LithiumCarbonate)是占据正极材料成本最高的原料,1月均价月跌12%;另一原料氢氧化锂(L
2月2日,星源材质公告,拟投资100亿元建设广东省佛山市南海区投资建设锂电池隔膜生产基地。项目拟投资建设期限分为两期,预计建设年产32亿㎡湿法隔膜、16亿㎡干法隔膜及35亿㎡涂覆隔膜。公告称,此次对外投资主要是为了进一步扩大公司干法、湿法隔膜产能及高性能涂覆锂电池隔膜产能,更好地满足锂离子
锂电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和结构件等组成,其中结构件主要为铝/钢壳、盖板和连接片等,为锂电池的主要原材料之一。锂电池结构件对电池安全性能、防爆性能、密封性能有着非常重要的作用,尤其是在动力电池,盖板与铝壳、电芯之间的铆接效果对安全性能与实用性能起着较为关键的作用,好
北极星储能网获悉,国轩高科股份有限公司6月16日发布公告称,该公司近日收到中国证券监督管理委员会于2022年6月14日出具的《中国证监会行政许可申请受理单》,证监会对该公司提交的关于拟发行全球存托凭证(GDR)并在瑞士证券交易所上市的申请材料进行了审查,决定对该行政许可申请予以受理。据国轩高
近日,研究机构EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布了《中国废旧锂离子电池回收拆解与梯次利用行业发展白皮书(2022年)》(下称《白皮书》)。《白皮书》指出,进入2022年,我国锂离子电池行业仍然保持高速增长态势。根据行业规范公告企业信息及研究机构测算,1月-2月全国锂电总产
近日贝特瑞公告,预计一季度净利润4.3亿元至4.7亿元,同比增64.09%~79.35%。报告期内下游电池市场持续景气,电池材料市场需求提升,公司正负极材料业务保持快速增长。贝特瑞同时披露,目前负极市场整体供应还是偏紧张,负极规划新建产能主要是面向未来的新增需求,产能释放也需要一个时间过程,特别是
4月11日,第12届储能国际峰会暨展览会(ESIE2024)在北京首钢会展中心盛大启幕。作为储能制造及全生命周期运营商,江苏北人携全液冷分布式储能系统(立式、卧式)、集装箱式储能系统、PACK、PCS、EMS平台等储能系列产品精彩亮相,获多方瞩目。本次展会,江苏北人重磅展出全液冷分布式储能系统与集装箱
北极星储能网讯,4月19日,华润集团发布《华润电力夏河90MW牧光互补光伏发电项目配套储能系统EPC总承包工程中标候选人公示》。根据2023年8月甘肃省发改委出台的《关于甘肃省集中式新能源项目储能配置有关事项的通知》,可知项目配置储能为10%,连续时长2小时。第一中标候选人:许继电气股份有限公司;
2024年4月10日-13日,由中关村储能产业技术联盟(CNESA)、中国能源研究会、中国科学院工程热物理研究所主办的第12届储能国际峰会暨展览会(ESIE2024)在京举行。与会者包括来自国家能源主管部门、地方政府、电网公司、发电集团、高校、国际组织及投资机构的代表。在4月12日下午的“商业模式与市场机制
新型储能产业市场广阔、发展潜力巨大,对促进经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。当前,新会区正加快布局新型储能产业发展,抢占特色新兴产业新赛道,将新型储能产业打造成为新会区“制造业当家”的战略性支柱产业。今年初,位于睦洲镇的中星储能智谷项目举行入园企业签约暨封顶仪式,项目首期2栋
根据CNESADataLink全球储能数据库的不完全统计,2024年3月份国家及地方共发布储能相关政策48项,国家层面发布7项,地方层面发布41项,安徽(6项)、广东(5项)和浙江(5项)是发布政策数量较多地区。按重要性来看,非常重要类33项,其中发展规划政策5项、补贴政策8项、电价政策5项、电力市场政策6项,
4月10日至4月13日,第十二届储能国际峰会暨展览会(ESIE2024)在北京首钢会展中心举办。如何促进新型储能行业高质量发展、制定还原新型储能价值的市场机制,发展储能新质生产力,成为与会嘉宾热议的话题。第12届储能国际峰会暨展览会-高峰论坛储能领袖高端对话在高峰论坛的压轴环节-储能领袖高端对话环
北极星储能网讯,4月17日,中核汇能周口中核绿色低碳储能产业园+百万千瓦风电一体化项目(以下简称“绿色储能+风电项目”)在河南省周口市第四届周商大会暨周商周才科技创新合作交流活动上正式签约。“绿色储能+风电项目”由中核汇能河南公司联合大连融科储能技术有限公司、周口市平台公司共同出资建设
北极星储能网讯,4月18日,绛县经济开发区举行举行共享储能发电项目集中签约仪式。,厦门北辰星储能发展有限公司、山西国际能源储能投资股份有限相关人员出席签约仪式。此次集中签约项目2个,总投资20亿元。
北极星储能网获悉,4月18日,南网发布2024年第二批集装箱储能消防系统框架采购询采购公告。公告显示,采购人为南方电网电力科技股份有限公司。标的为2024年风冷集装箱储能消防系统,预计金额71.37万元。详情如下:2024年第二批集装箱储能消防系统框架采购采购公告(采购编号:XM2024040982)根据实际工
近日,江苏省市场监督管理局发布《关于批准建设2023、2024年度省市场监管重点实验室和技术创新中心的通知》(苏市监科信〔2024〕62号),由无锡市检验检测认证研究院申报的“江苏省市场监管重点实验室(电化学储能)”正式获批建设。该实验室是省内首个以高水平储能产品质量安全评价及储能系统安全预防
近两年,作为能源转型发展中的“大热”板块,储能赛道迎来众多利好政策支持、吸引无数玩家竞相涌入。2024年,“新型储能”首次被写进政府工作报告,储能产业也迎来高速发展期。中创新航战略品牌负责人吴弢表示,新型电力系统下的储能将是无法阻挡的时代潮流,未来的储能产能也将集中在真正具备动力电池
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!