钜大LARGE | 点击量:1685次 | 2022年02月15日
锂离子电池行业的发展前景
从动力锂电池的应用领域进行分析,其主要应用于新能源汽车、电动自行车和电动工具及其其他领域,为其提供新型、节能的动力支出。其中以新能源汽车的应用规模占比最高达到57%。而电动自行车和电动工具及其他领域的应用占比分别为14%和29%。在世界非可再生能源供应不足、环境污染严重的背景下,“十三五”期间创新、协调、绿色、开放、共享的五大发展理念坚持推动新能源汽车的生产和应用代替传统汽车,随着新能源汽车生产需求量的不断提升,动力锂电池行业近期将会有较大的市场空间。
近年来,由于锂电池储能和清洁的发展优势,成为各大应用市场领先的电池技术,包括移动设备、电网储能、电动汽车等,其中以电动汽车为主要的应用领域。现阶段,全球积极推动新能源的替代和应用,2014-2016年,全球动力锂电池市场规模由28.31亿美元上升至93亿美元,年均复合增长率达到80%。2017年在全球新能源汽车研发投放力度的扩展下,前瞻估算当年全球动力锂电池的市场规模将突破130亿元。
随着全球新能源汽车市场的迅速升温,各大锂离子电池生产商均加大了对于车用动力电池的产能布局,出货量出现了较高幅度的提升。从国内来看,在新能源汽车市场迅速升温的推动下,2014年我国锂离子动力电池出货量同比增长293.33%,达到了5.9Gwh。随着新能源汽车不断放量,国内动力电池需求将随之快速增长,2016年我国动力锂电池出货量约为30.5Gwh,同比增长79.41%,增幅较上年有所下降。2017年上半年中国动力锂电池出货量16GWh,预计全年出货量达到42.8Gwh。
2016年国内涉及动力锂电池业务的十家上市企业公布了其公司的经营状况及动力锂电池的业务规模,其中国轩高科动力锂电池营业收入40.75亿元,占营业收入比重的85.64%,同比增长90.84%。坚瑞沃能动力电池业务实现营业收入27.31亿元。中信国安旗下盟固利动力公司实现营业收入10.63亿元,比上年同期增长95.89%。成飞集成锂电池业务收入14.14亿元,同比增长41.41%。再过家政策及下游需求的推动下,经营动力锂电池的企业应注重电池性能的研发及推广应用,以提升公司的综合竞争力。
(1)单体电池工作电压高达3.7V,是镍镉电池,镍氢电池的3倍,铅酸电池的近2倍,这也是锂动力电池比能量高的一个重要原因。因此组成相同电压的动力电池组时,锂动力电池使用的串联数目会大大少于铅酸电池和镍氢电池。如果动力电池中单体电池数量越多,电池组中单体电池的一致性要求就越高,寿命就越不好做,在实际使用过程中电池组有问题分析后,一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题,因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高,从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。例如36V的锂电只需要10个单体,而36V铅酸电池需要18个单体电池,即3只12V的电池组,而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池组成。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
锂动力电池
锂动力电池
(2)重量轻,比能量大,高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍,铅酸电池的4倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一,从这个角度讲锂电消耗的资源就少,而且由于锰酸锂电池中所用元素的储量比较多,因此相对铅酸、镍氢电池可能会进一步涨价,锂动力电池成本反而是进一步降低的。电动自行车用锂电池重量为2.2-4公斤,铅酸电池的重量为12-20公斤,锂电重量约为铅酸电池的四分之一到三分之一,比铅酸电池轻约10公斤(36V,10Ah电池),电池重量减轻了70%,整车总重量至少减轻了20%。加上一般锂电车都是简易款的电动自行车,由于电池和整车轻,相同电压、相同容量的电池行驶里程更长,普通的电动车重量在40公斤以上,而锂动力电池电动自行车重量在7到26公斤之间。女士和老年人都可以轻易搬动,人力骑行也十分轻便,运动休闲兼得。(3)体积小,高达到400Wh/L,体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。现阶段由于铅酸电池体积、重量的限制,设计师们的设计思想受到极大约束,导致现阶段的电动自行车在结构和外观上“千车一面”、雷同相似、单调划一。而锂电池的使用,给设计师们提供了展示设计思想和设计风格的更大空间及条件。当然同时也导致电动自行车用锂动力电池尺寸多种多样,不利于锂动力电池行业的发展。锂动力电池行业也需要尽快制定电动自行车用锂电池国家标准,加速在电动自行车领域锂电对铅酸电池的替代。当然锂电池是在不断发展过程中的不同材料、不同工艺电池的体积有很大的差别,如何统一也是一个难点。
(4)循环寿命长,循环次数可达1000次。以容量保持60%计,电池组100%充放电循环次数可以达到600次以上,使用年限可达3-5年,寿命约为铅酸电池的两到三倍。随着技术的革新,设备的提高,电池的寿命会越来越长,性价比会越来越高。(5)自放电率低,每月不到5%。
(6)允许工作温度范围宽,低温性能好,锂动力电池可在-20℃~+55℃之间工作,尤其适合低温使用,而水溶液电池(比如铅酸电池、镍氢电池)在低温时,由于电解液流动性变差会导致性能大大降低。
(7)无记忆效应,所以每次充电前不必像镍镉电池、镍氢电池一样需要放电,可以随时随地的进行充电。电池充放电深度,对电池的寿命影响不大,可以全充全放,我们循环测试就是全充全放的。
(8)特别适合用于动力电池,除了锂电池电压高之外,由于锂动力电池组的保护板能够对每一个单体电池进行高精度监测,低功耗智能管理,具有完善的过充电、过放电、温度、过流、短路保护、锁定自恢复功能以及可靠的均衡充电功能,大大的延长了电池的使用寿命。而其他类型电池(比如铅酸电池)在使用过程中由于电池一致性、充电器等问题,易产生电池过充、过放等问题(由于成本等各方面的原因,铅酸电池组内不能对每一个单体电池进行监测和保护)。
(9)无污染,锂动力电池中不存在有毒物质,因此被称为“绿色电池”,国家重点扶持。而铅酸电池和镉镍电池由于存在有害物质铅和镉,国家必然会加强监管和治理(铅酸电池出口退税的取消,铅资源税的增加,铅酸电动自行车出口的受限),相应企业的成本也会增加。虽然锂电池没有污染,但从资源节约的角度考虑。锂动力电池的回收,回收中的安全性,回收的成本也都需要考虑。(10)存在安全隐患;由于锂动力电池能量高,材料稳定性差,锂电容易出现安全问题,世界上知名的手机和笔记本电脑电池(正极材料为钴酸锂和三元材料)生产企业,日本三洋、索尼等公司要求电池的爆喷率控制在40个ppb(十亿分之一)以下,国内公司能达到ppm(百万分之一)级的就已经不错了,而动力电池的容量是手机电池容量的上百倍以上,因此对锂电的安全性要求极高。虽然钴酸锂电池和三元材料的电池具有重量更轻,体积更小等优点,但它们是不适合作动力电池应用于电动车的。
(11)价格高;相同电压和相同容量的锂动力电池价格是铅酸的3-4倍。随着锂动力电池市场的扩大,成本的降低,性能的提高,以及铅酸电池价格的提高,锂动力电池的性价比是有可能超过铅酸电池的。
一般手机电池电压写的是3.7V但一般充电器的电压写的是5V,但不会影响使用的,因为根本没有3.7V的手机充电器卖.新电池切勿过充
对于新买的锂离子电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。
那么电池需要激活吗?答案是肯定的,需要激活!但是,这个过程是由生产厂家完成的,与用户无关,用户也没有能力完成。锂电池真正的激活过程是这样的:锂离子电池壳灌输电解液--封口--化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液充分活化,直至容量达到要求为止,这个就是激活过程--分容,也就是说出厂后锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。另外,其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,除非您拥有了电芯生产设备,否则如何完成?
可是为什么有些产品的说明书上写着,建议用户前三次使用,要对手机进行完全的充放电呢?难道这不是激活吗?其实事实是这样的,在电池出厂,然后销售,再到用户的手中,会经历一段时间,一个月或者几个月,这样一来,电池的电极材料就会“钝化”,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
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