钜大LARGE | 点击量:936次 | 2019年04月27日
当前锂电池产能过剩?市场上所售的锂离子电池大多是哪些?
对锂离子电池进行使用时,我们要说明的是:所谓锂离子电池就是使用能够吸藏.脱离锂离子的碳材料作为负极活性物质的电池,锂离子符号为Li-ion。
大家知道作为电池一般都是由正极,负极,隔膜,电解液等基本的元素组成,那么锂离子电池所用的这些材料一般是以下一些物质:
正极:钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)锰酸锂(LiMn2O4)等;
负极:人造石墨系列、天然石墨系列、焦炭系列等等;
隔膜:聚乙烯(PE)、聚丙稀(PP)等组成的单层或者多层的微多孔薄膜;
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%
电解液:碳酸丙稀酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、二乙基碳酸酯(DEC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)等组成的一元、二元或者三元的混合物;
市场上所售的锂离子电池大多是以钴酸锂为正极,石墨系列为负极的电池。
锂离子电池的工作机理是:电池充电时,正极材料中的锂形成离子溶出,嵌入到负极改性石墨层中;电池放电时,锂离子从石墨层中脱嵌,穿过隔离膜回填到正极钴氧化锂的层状结构中。随充放电的进行锂离子不断的从正极和负极中嵌入和脱出,所以也有人称其为“摇椅电池”锂离子电池单体的额定电压为3.6V,充电限制电压为4.2V,放电限制电压为2.5V。
锂离子电池的充电过程分为两个步骤:
先是恒流充电,其电流恒定,电压不断升高,当电压充到4.2V的时候自动转换为恒压充电,在恒压充电时电压恒定,电流是越来越小的直到充电电流小于预先设定值为止,所以有人用直充对手机电池进行充电的时候明明电量显示已经满格了,可是还是显示正在充电,其实这个时候的电压已经达到了4.2V所以电量显示为满格,那时就是在进行恒压充电过程。
那么有人也许会问,为什么要进行恒压充电呢?
直接用恒流充到4.2V不就行了吗,其实很容易解释,因为每一个电池都有一定的内阻,当用恒流进行充电到4.2V的时候,这个4.2V其实并不是电池实际的电压,而是电池的电压加上电池内阻上消耗的电压之和,如果电流很大那么在内阻上消耗的电压也就很大,所以那是实际电池的电压可能比4.2V小很多,因此要用恒压充电过程,把充电的电流慢慢降下来,这样电池的实际电压就很接近4.2V。
大家在使用锂离子电池的过程中其实没有必要了解这么多,大家只要知道如何的充电,如何的放电,如何的使用才能使电池最大限度的发挥作用和保持良好的循环性能。下面呢我就这一方面谈谈我的一些看法:
1.锂离子电池最好是使用原装的充电器,否则会一定程度的损坏电池和影响其使用寿命;
2.对于直充和座充的问题,我认为,如果时间允许的情况下最好用座充,这样既可以延长电池的使用寿命同时也可以增加单次的充电容量;
3.如果电池长时间的不使用,那么最好是充入40%左右的电量在10~30℃的温度下保存,并每半年左右补一次电;
4.对于刚买的新电池,有人说前三次充电必须要充十几个小时以便充分的激活电池,我认为没有这个必要,当然对于新电池来说前几次的容量可能比以后会有所减少,那是电池长期存储,活性物质表面钝化造成的,我认为前几次充电用座充充到绿灯亮以后一两个小时足够了,当然充电时间会随你的充电器的充电电流和你电池的容量的不同会有变化,总之并不是充电时间越长越好,这样非但不能激活电池,相反会影响寿命,严重的话(如果你的充电器电压精度控制不够)还会爆炸。
5.在电池的长期使用过程中大家有一个认识上的误区,往往认为电池的使用次数是一定的,比如是500次,所以呢每一次都要充分的利用,所以就要求每一次充电一定要尽量的充满,每一次放电呢要尽量的放干净,似乎这样使用才是最有效的利用,其实不然,电池的使用寿命跟你的使用情况是存在一定的关系,假如你电池的循环寿命是500次的话,如果你使用得当,那么也许它可以使用700~800次,所以说正确的使用方法是充电不要充太满,90%左右就够了,在使用过程中看到电量低了,马上就可以充电,而不要等到它自动关机甚至自动关机以后还不进行充电,我们在实验室曾经做过这样的试验:80%DOD的电池的使用寿命比100%DOD的电池的使用寿命长30%左右;
6.还有一点也很重要,锂离子电池对充电器要求很严格,对于充电电压的限制很严格,你必须看清楚它的要求是4.1V还是4.2V,因为如果负极使用的时石墨系列,那么限制电压时4.2V,如果负极用的是焦炭系列的话那么限制电压是4.1V,这个一般电池上都会说明的,总之充电器和电池一定要匹配,你不能用4.2V的充电器去充4.1V的电池;
7.还有一点必须强调:绝对不能用充镍.氢电池或者镍.铬电池的充电器来充锂离子电池,这样不仅会损坏电池而且有可能会爆炸;
8.锂离子电池没有记忆功能,所以每次充电不像镍.氢电池和镍.铬电池一样需要放电,它可以随时随地的进行充放电。
“中国锂电池现在的确是过热了,甚至有些恐怖,现在一投就是两三个亿,这么多的资源投进去,却没有产出,都是空的。”专注于车用锂电池生产的恒正科技苏州公司董事长董明表示,“据我所知,今年一些生产锂电池设备的企业销售设备都是几个亿。”
董明透露,民间的投资各有各的目的,有的是为了“圈地”,这比较符合地方政府的愿望——招商引资。还有一种是投资房地产,投资这个项目以后,拿这个项目去银行贷款,一借就是几个亿,说是去研究电池材料,贷来的钱再挪作他用,去盖房子。
有资料显示,截至2010年,中国动力锂电池行业产能20亿安时,主要分布在珠三角、长三角、东三省和京津唐汽车产业聚集区,其中珠三角产能7亿安时,长三角、东三省和京津唐产能均在3亿-4亿安时。
2015年前,锂动力电池投资仍将大步向前。北京普莱德、上海捷能等整车厂参股企业3年内锂电池生产基地将投产;力神和波士顿能源近期将在重庆启动动力锂电池生产基地建设;万向、锂源、比亚迪等企业均已公布产能扩张计划。
此前全球知名咨询公司Frost&Sullivan发布报告显示,在一系列投资下,2015年中国动力锂电池产能将达到39亿安时,而2015年,中国乘用车EV/PHEV和电动商用车需求在12万辆左右,需消耗锂电池约9亿安时,仅占当期产能的23%。
然而罗兰·贝格今年关于全球车用锂电池调查报告显示,到2015年,中国车用锂电池的产需基本平衡。“中国车用锂电池目前的问题是,有效产能不足。”罗兰·贝格有关人士透露,“中国的车用锂电池目前过于分散、不成规模,还处于初级试验阶段,没有达到商业化配套的地步。”
河南是中国锂电池起步比较早的地方之一,从去年开始,河南投资锂电开始多起来,一下由二十多家变成了四十多家。“河南锂电池的产能的确过剩了,这和投资人的盲目投资是有关系的,凡是投资的人都会有一个坚定的信念:再过十年,剩下的就是我。”河南最大的锂电池材料供应商之一——河南环宇董事长李中东表示。
目前,河南很多电池厂已经面临产能闲置的问题。“一个是产能建起来了,再往下一步,需求并没有增长。二是做了电池也不能用在汽车上,做了也是白做。”李中东表示。
“汽车对电池是有需求的,现在的试点城市已经发展到25个城市,很多车都在向新能源车上努力。相反生产的电池不能符合汽车的要求,所以就没有产出。现在对于汽车电池是有市场,没合格产品。”董明表示。
实际上,低水平重复建设是锂电池的症结所在。现在各种电池厂家产能是很大的,特别是大的、具有国企央企背景的企业,但都处于一个低端的水平。去年,上汽集团考察过全中国全部的锂电池厂,最后下定决心和美国A123合作,原因就是国内几乎没有能够满足汽车需求的电池。