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业务范围:科研成果转让、技术难题的攻关、现场指导、新工艺的采用和推广,蓄电池产品生产许可证企业生产条件审查的咨询等。

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为了动力电池,日本55家企业正式集结

4月14日,日本电池供应链协会(BASC)成立大会在东京举行。随着全球电动化浪潮的不断推进,为了确保车用动力电池供给网络通畅,日本汽车领域相关企业决定联合成立该协会,截至当日,会员数量已达55家。会长由日本住友金属矿山公司执行董事、电池材料事业本部长阿部功担任。日本电池供应链协会(BASC)会长阿部功(右二)来源:日刊汽车新闻串联整个电池产业链根据BASC官网,该协会的宗旨是实现电池供应链的可持续发展,提升日本电池产业竞争力,并为日本乃至全球的电池产业做出贡献。该协会成立于今年4月1日,会员主要是电池、电池材料、电池零部件乃至相关原材料生产商,还有支持该协会宗旨的相关组织和机构。要想加入该协会,在日本国内设有主要据点是必备条件。从会员名单来看,整个电池产业链上下游企业几乎都被包罗在内。目前,BASC都有哪些会员?首先,汽车制造商和电池厂商必不可少。日产、本田、马自达都在名单内,作为日本最大车企的丰田虽然没有加入,但丰田与松下的电池合资公司Prime Planet Energy & Solutions(中文名为:泰星能源解决方案有限公司)加入了该协会。松下、GS汤浅两大电池供应商也分别以会员身份加入。其次是电池原材料及金属、化学等相关企业。例如,三菱化学、三井化学、日本化学产业、田中化学研究所、旭化成、东丽、三井金属、住友金属矿山、明和产业、车辆能源日本、松田产业等。最后是综合商社,包括三井物产、三菱商事、丸红、住友商事。所谓综合商社,即日本一些掌控该国大部分进出口业务的特大型综合贸易公司。众所周知,日本各大知名企业的背后往往站着综合商社,就像三菱汽车的背后是三菱商事。日本五大综合商社中,除了伊藤忠商事外,上述其他四家均成为BASC的会员,由此也可以看出日本商界对于动力电池前景的看好和重视。提升日本电池产业竞争力“随着全球各个国家和地区走向脱碳化社会、实现电动化,电池产业市场规模的扩大是可以预见的。此次BASC的成立,有助于应对锂电池的国际标准化,为电池环保系统的构建制定规则等,三井物产考虑资助其业务和强化产业竞争力。”三井物产在一份官方声明中表示。据了解,三井物产设定了2050年碳中和的目标,并认为电池供应链的构建是实现该目标的途径之一。据了解,BASC于4月1日设立时,约有30家企业加入,而等到4月14日成立大会召开时,会员数量已经增至55家,预计今后还会继续增加。业务方面,为了确保原材料供应,今后BASC计划携手会员及政府共同打造电池回收网络,并从废旧电池中回收稀有金属。BASC还有意参与电池国际标准的制定,与中国等国家争夺主导权。围绕电池产业的发展,BASC还将向日本政府建言,意在强化电池的供给能力和竞争力。另外,随着汽车行业电动化热度提升,在日本国内,动力电池及相关产业链上的企业也在努力扩充产能以应对未来需求。松下就是一个典型的例子,其将赌注压在了特斯拉的身上,不仅有意将双方电池工厂的年产能由当初设计的35GWh提升到54GWh,还与特斯拉共建4680电池生产线。松下年初表示将在下半年为特斯拉量产4680电池。而三菱化学则有意将新的制造技术引入其美国、欧洲和中国工厂,从而提升锂离子电池电解液的生产率,计划到2023年,将整个集团的电解液产能从目前的6.3万吨增加到9万吨。“汽车领域的电动化既是风险,也是扩大业务的机遇。今后我们将努力维持日本在该领域的国际竞争力。”作为BASC会长的阿部功表示。

作者:张冬梅 详情
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比亚迪宣布纯电全系“佩刀”刀片电池向全行业外供

近日,新能源汽车领导者比亚迪正式宣布:从即日起,旗下全系纯电动车型,开始全面搭载刀片电池,全面启用针刺测试作为企业标准。比亚迪纯电全系,佩刀安天下。同时,刀片电池成功挑战了极端强度测试—46吨重卡碾压测试,再次刷新动力电池的安全新高峰。2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV及2021款e2四款纯电车型全面切换搭载刀片电池上市发布。其中2021款唐EV综合补贴后价格为27.95万元-31.48万元,秦PLUS EV综合补贴后价格为12.98万元-16.68万元,宋PLUS EV综合补贴后价格为16.98万元-18.68万元,2021款e2综合补贴后价格为9.98万元-11.58万元。直击痛点,纯电全系集结佩刀当前,纯电市场更好更快发展的最大痛点就是电池爆燃。伴随新能源车市场渗透率高速增长,新能源汽车保有量将大幅增加,交通安全事故的风险也将相应上升,动力电池的安全问题至关重要。刀片电池,通过了电池安全测试领域的“珠穆朗玛峰”——针刺测试,一上市就以超级安全、超级强度、超级续航、超级寿命、超级功率的特点获得了市场的高度认同。安全,是纯电动汽车最大的豪华,首款搭载刀片电池的车型——比亚迪汉,自上市后连续月销破万,成功立足中大型C级豪华轿车市场。比亚迪全系纯电车型即日起开始搭载刀片电池,全面启用针刺测试作为企业标准,直面用户对新能源汽车动力电池的安全焦虑,更好解决市场痛点。作为连续八年中国新能源产销量领先的品牌,比亚迪始终致力于捍卫消费者的安全出行。全系搭载刀片电池彰显了比亚迪彻底终结新能源汽车安全痛点的决心与战略前瞻性。测试升级,刀片电池超级安全比亚迪对于安全的追求从不妥协,始终坚持针刺测试标准,并坚持更严苛的比亚迪安全标准。迄今为止,针刺测试仍然是动力电池最苛刻的测试。针刺测试模拟了电池的内短路,触发了热失控。热失控是动力电池爆燃的根本原因。刀片电池是目前全球唯一一款可以安全通过针刺测试的动力电池。而重卡承压测试则是比国标的满分要求更高“50分”的、更严苛的比亚迪安全标准。重卡承压测试是让46吨满载重卡碾压刀片电池包,刀片电池包完好,无漏液、无变形、无冒烟现象。电池包装回原车依旧可以正常使用。极端严苛测试条件下的测试结果,足以证明刀片电池在安全和强度方面的卓越性能。砥砺前行,刀片电池全球开放比亚迪在电池领域拥有26年的研发经验,具备100%自主研发和设计能力。刀片电池生产产线及设备等关键零部件全部由比亚迪自主研发制造生产,比亚迪一直坚持自主掌握核心工业装备的研发和制造能力。目前,刀片电池产能快速爬坡,品质稳定可靠,远超原先预期,开始向全行业外供。几乎每一个你能想到的汽车品牌,都在与弗迪电池洽谈合作。刀片电池将陆续搭载在国内外各主流品牌的新能源车型上。佩刀而来,四款车型上市发布刀片电池的升级测试发布的同时,佩刀而来的2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV及2021款e2四款新车型也同步上市发布。2021款唐EV除了“带刀”升级外,还拥有“五星安全”和“三项全优”双重认证,是全球超安全专业纯电智能旗舰SUV。2021款唐EV零百加速4.4秒,制动距离34.5m,续航里程565km,充电10分钟可跑118km,是当之无愧的“性能猛兽”。它同时搭载更懂用户的人机交互,更人性化的智能空间,给用户全方位的智能领航。2021款唐EV此次更加推四驱高性能尊荣型,零百加速仅为4.6秒,成为首款杀入30万内的中大型四驱7座纯电SUV,综合补贴后价格为27.95万元-31.48万元。秦PLUS EV作为一款龙颜纯电轿跑,延续大放异彩的EV Dragon Face设计语言,龙须飞扬、龙睛锐利。游龙跃动腰线搭配龙腾溜背造型,整体线条饱满灵动,宛如游龙,气势磅礴。佩刀而来的秦PLUS EV以快和远,成为同级车中的性能表率,同时摆脱了里程束缚和充电焦虑。0到50公里加速快至4秒,远超同级的600km超长续航,百公里电耗低至12.9kWh。充电一次、通勤两周。30分钟直流快充,电量即可从30%充至80%。秦PLUS EV综合补贴后价格为12.98万元-16.68万元。宋PLUS EV为一线都市精英而来,是一款超安全智能纯电SUV。它延续了“宽体低趴”的造型风格,拥有新B级大轴距奢享空间。佩刀升级的宋PLUS EV配合全新一代智能温控系统,及德系豪车底盘调校,轻松突破505km续航,0到50km加速时间快至4.4秒。全系配备360°高清全景影像系统、全息透明影像系统、智能遥控驾驶、新能源专属的移动电站、VTOL 220V电源输出等超智能科技配置,引领使用价值新高度!宋PLUS EV综合补贴后价格为16.98万元-18.68万元。2021款e2是一款具有动感时尚设计、领先同级刀片电池技术、人性化智能交互多维升级的十万级超安全纯电精品之作。它搭载刀片电池,加上轻量化安全车身,全面的主被动安全配置。同时拥有401km超长巡航,百公里电耗低至10.8kWh,性能全面领先同级。2021款e2综合补贴后价格为9.98万元-11.58万元。比亚迪用DM-i超级混动快速普及替代燃油车实现少用油,促进纯电市场更好更快发展实现不用油。以新能源技术推动能源消费结构的变革,加快汽车电动车的转变,是比亚迪始终不移的决心和责任。此次纯电车型全系切换刀片电池战略,将提供更出色的出行安全保障,并加速快推进汽车电动化,与世界一起“向新而行”。

作者:沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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为了提高新能源汽车动力电池利用率,株洲市开展这项工作

为落实工信部《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(工信部联节〔2018〕43号)以及省工信厅《关于开展新能源汽车动力电池回收利用监测工作的通知》等文件要求,加强动力电池回收利用企业管理,及时掌握动力电池回收利用情况,我市第一时间按要求对相关企业进行摸排和监测。 一是建立回收利用企业台账 全面梳理市内从事动力电池回收利用企业的基本情况,包括动力电池梯次利用、再生利用企业,形成企业管理台账,加强企业联系,及时更新台账。 二是加强回收信息采集 加大对企业的政策宣贯力度,指导企业按照《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》(以下简称《规范条件》)等要求,规范开展动力电池回收利用,加强退役电池、次品电池及试验电池回收利用情况监测,按日记录电池的编码、数量、重量、类型、来源等信息。三是完善信息报送机制。按月汇总企业动力电池回收信息,对数据信息进行比对核查分析,规范填写相关报表。

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退役动力电池“奇幻漂流” 大比例进入小作坊

4月初的武汉新洲开发区阴雨连绵,春寒料峭。不过,格林美(武汉)城市矿产循环产业园内却是一番火热景象——作为国内产能规模最大的动力电池梯次利用产线,正在为即将到来的动力电池“退役潮”繁忙备战。然而,中国证券报记者调研发现,受配套政策不健全、经济效益不佳等因素影响,目前较大比例退役动力电池流向了以小作坊为主的灰色产业链。电池退役高峰将至在园区内,中国证券报记者看到,因能量衰减而退役的一排排汽车动力电池躺在生产线上。经过拆卸、重组、封装、检测等一系列复杂步骤,这些动力电池将重获新生,应用于电动单车、应急储能等场景。近十年来,新能源汽车产业高歌猛进,孕育出特斯拉、比亚迪、宁德时代等巨头,并在电池回收端催生出一个千亿元级市场。“整条产线提前规划设计,每年可处理动力电池10万套。”格林美股份有限公司副总经理张宇平介绍,格林美从2015年开展动力电池回收业务。初期,动力电池回收来源一般是整车厂家或电池厂家的测试电池包或售后电池包,但2020年以来退役动力电池增多,产线繁忙起来。“电池使用年限5至8年,有效寿命4至6年。2015年生产的电池,从2019年开始批量进入退役期,2021年将出现高峰。”张宇平说。千亿元级新产业在动力电池回收端悄然萌芽。东方证券研报预计,到2025年,包含梯次利用和回收两大方向的国内动力电池回收利用市场规模有望达到370亿美元。市场研究机构MarketsandMarkets预计,2025年,全球动力电池回收行业规模将达122亿美元,到2030年将达181亿美元。对于动力电池回收利用的路径,张宇平告诉中国证券报记者,动力电池回收以后,公司会对其剩余容量进行检测,判断其适用场景。一辆新能源汽车的电池包约500公斤,电池组有几十件。剩余储能效率较高的电池可以用于一些低速车场景,如外卖、快递行业使用的电动单车等;储能效率稍低的可以做成储能电池,作为备用电源用于数据中心以及电信天线领域。“对于剩余容量40%以下的动力电池,可以用作原材料回收。”张宇平称,这类电池经过破碎分选,通过化学方法从中提取镍、钴、锰等金属。“我们的动力电池综合回收利用效率已超过95%。”流入灰色产业链作为新能源汽车生产、销售大国,国内相关部门正不遗余力地推动动力电池回收产业配套体系建设。4月7日,《工业和信息化部2021年规章制定工作计划》发布,将加快审查或起草包括《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》在内的8个项目。动力电池回收利用作为热点被提出,凸显新能源汽车产业链末端的重要性。“电池回收产业处在起步前期,如何避免野蛮生长,亟待行业共同探索。”华南某动力电池回收企业相关人士表示,在动力电池退役潮来临之际,除极少数头部企业承担了部分产能外,要真正消化千亿元级行业“蛋糕”仍未做好充足准备。该人士预计,2021年会有48万吨动力电池报废,但业内普遍判断只有20万吨会进入规范达标的回收企业,占比不足一半。“尽管政策已明确新能源汽车生产企业承担动力电池回收的主体责任,但退役电池流向更多受价格导向,且行业缺乏回收企业准入管理。一些操作灵活、规范性差的小作坊式企业经营成本较低,在报价方面具备更强竞争力,导致退役电池较大比例流入灰色产业链,正规企业电池回收出现不少困难。”中国汽车工业协会总工程师、副秘书长叶盛基此前表示。“废旧电池中含有重金属,电解液溶质和有机溶剂具有腐蚀性,若处理不当,将对环境造成较大危害。”张宇平表示,锂电池电解液中除了锂离子,还含有镍、钴、锰等重金属,电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解,容易造成氟污染及水污染,对人体、动植物有强烈腐蚀作用,这对动力电池回收厂家的技术和资质提出了很高要求。“正规企业回收的电池不仅要满足功能性要求,还要在安全及环保等方面投入大量资金,成本自然比非正规企业高。”张宇平说,有些企业在招标时只看价格,不关心电池是否能得到正规化处置。这一方面给自己带来生产者责任延伸风险,另一方面为非正规企业创造了畸形的生存空间。而正规企业因为投资大,面对非正规企业的高回收报价,在竞标时往往会吃“哑巴亏”。提供政策支持2021年动力电池退役高峰即将到来,业内人士呼吁,需多方发力,扶持动力电池回收产业走上正轨。电池回收企业盈利方面,以磷酸铁锂电池为例,一吨磷酸铁锂废电池中提取出来的材料价值约8000元,其回收成本高达8500元至9000元,即正规企业每回收一吨磷酸铁锂电池或亏损500元以上。厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示,可为电池回收提供政策支持,提高企业积极性,包括提供补贴。有利可图,自然会有人去做。回收渠道方面,比亚迪相关负责人称,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》第十四条规定,当车辆达到报废要求时,车主应将其送至报废汽车回收拆解企业拆卸动力蓄电池。动力蓄电池所有人(电池租赁等运营企业)应将废旧动力蓄电池移交至回收服务网点。该人士建议,由主机厂或主机厂授权的回收网点(如4S店等)对报废车辆电池进行拆卸。首先,回收网点如4S店,由主机厂进行管理,也是消费者熟悉的地方,具备拆卸电池的能力。其次,动力电池包为高压产品,需要专业技术人员操作。目前报废车拆解企业暂不具备相应资质和条件。另外,由于电池存放具有一定的时效性,长时间存放会对电池功效造成一定的损耗甚至不能使用。而很多拆解企业报废车辆处置周期较长。对于回收企业资质问题,上述比亚迪负责人建议,提高梯次利用企业门槛。因锂电池加工工艺难度相对较高,海外一些国家和地区明确规定,对电池和电池组进行再造的实体是电池或电池组的原始制造商,或直接了解电池退化特性和安全系统的实体。“建议完善相关政策,明确由原电池制造商对梯次利用企业工艺等能力进行确认,且梯次利用企业生产加工工艺应用方案等由原电池制造商确认,严把品质关,消除客户使用梯次电池的顾虑。”上述比亚迪负责人说。

作者: 黄灵灵 齐金钊 详情
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20万吨退役电池大量流入黑市 新能源汽车如何避免“新污染”?

央视网消息:新能源汽车市场正迎来爆发性增长。2020年新能源汽车销售136万辆,今年1季度更是同比增长2.8倍,销量达51.5万辆。然而,作为新能源汽车产业的重要一环,退役电池回收却暗藏风险。有媒体报道,到2020年我国动力电池累计退役量约20万吨,其中大量流入小作坊等非正规渠道,带来安全和环境隐患。新能源汽车爆发式增长 退役电池“井喷”小米宣布造车计划,华为布局车载控制器,恒大称造车已投入超百亿元,大疆官宣步入汽车赛道……时下“智能汽车大战”异常火热,科技企业造车热的接力棒从互联网企业传到了手机企业,如今又送到了无人机企业手中。为了解决传统燃油汽车带来的种种问题,近几年世界各国都开始加大对新能源汽车的研发及支持。4月12日,国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍海南自由贸易港政策制度建立进展情况,海南省人大常委会主任沈晓明在会上表示,为保护生态环境,海南到2030年不再销售传统的燃油汽车,全面推广清洁能源汽车。据中国汽车工业协会数据,2020年新能源汽车销售136万辆,今年一季度新能源汽车产销分别完成53.3万辆和51.5万辆,同比分别增长3.2倍和2.8倍。然而,在越来越多企业加入新一轮造车浪潮的同时,新能源汽车行业却乱象频频。中国汽车技术研究中心数据显示,2020年我国动力电池累计退役量约20万吨,2025年这一数字将上升为78万吨。(新能源车电池迎来“退役潮”)为保障电池回收,2018年,工业和信息化部、科技部、环保部等七部门联合发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》规定,汽车生产企业应承担动力蓄电池回收的主体责任,建立动力蓄电池回收渠道,负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池。尽管目前不少主机厂已经建立电池回收业务,但大量动力电池并没有流入正规渠道。首先,由于退役电池可以卖钱,很多电池被一些无资质的拆车厂和“小作坊”高价收购了,而他们大多没有专业的电池分解设备;其次,消费者对退役电池的回收渠道信息不了解,主动上缴退役电池的动力不足,导致大量电池未进入回收渠道。此外,业内人士称,在实际操作中,车企在电池回收上面对的突出问题是电池的所有权问题。整车销售给用户以后,电池的所有权是属于用户的,车辆使用多年后整车报废,报废车的退役电池属于报废车拆解企业,某种程度上这也为车企回收电池带来了困难。动力电池回收困难重重 专家:需多方力量的汇入河南的姜女士2017年买了一辆5万元左右的众泰E200新能源车,保质期8年,4S店工作人员表示质保期过后自费换电池需花费4万元左右,“换个电池基本和换车价钱差不多。”新能源汽车中的动力电池是一件耗材,平均使用寿命约五年,比车身其他部件都短,然而它却掌握着新能源车的“命门”。里程问题、充电问题、残值问题以及换电池的效益问题,这些围绕新能源车的痛点,每一个都与电池脱不开关系。中国人民大学环境学院李岩教授表示,动力电池与其他所有蓄能电池都不同,它是电池包(组),需要专业企业对模块拆解,无论对拆解的场地、装备、人员以及安全都有特殊的要求。拆解后的废旧蓄电池单体包括废液和固体废弃物,必须按照危险废弃物收集、储存、转运和保管,不得将废液或固体废弃物丢弃、填埋或焚烧。“动力电池如果不能有效回收,将造成极大的环境危害。”李岩教授解释,以磷酸铁锂电池为例,没有回收的锂电池一旦发生电解液泄露,会导致有毒性、腐蚀性的电解液流到自然环境中,对人体和土壤、水体产生危害。而三元锂电池的危害更大,在电池材料中含有锰、钴、镍等重金属,会对水源和土地造成长达50年的污染,负极材料中的碳和石墨会造成粉尘对空气的污染。据李岩教授介绍,新能源汽车对锂电池报废的标准是电池容量低于80%,此时剩余容量不足以支撑新能源汽车动力,但此时回收往往造成极大的浪费。目前,我国正在制定并完善动力电池的回收管理办法,建立动力电池的梯级利用和回收管理体系,“也就是说报废的动力电池可以降级为ICT、家庭或可再生能源发电储能利用,而非直接资源化回收。”由于我国新能源汽车的推广是在2015年之后,并且在近几年实现了爆发性增长,可以预见未来几年动力电池的报废将不断增加。尽管国家已出台了动力电池回收标准,对技术进行了有效规范,以保证动力电池拆解环节安全、环保、高效,“但是我国还没有完整的回收产业链,电池标准不统一、技术不成熟、电池逆向物流回收成本高等,都直接影响了动力电池回收的经济效益和回收产业的发展。”其他汽车大国的电池回收方案或许具有一定的参考价值。美国从联邦、州级和地方三个层面构建了废旧电池回收的法律体系,要求蓄电池生产商负责组织回收废旧铅蓄电池,用消费者购买电池所支付的手续费和电池企业缴纳的回收费用作为废旧电池处理的资金来源。日本同样规定生产商对镍氢和锂电池的回收负责,电池回收后运回电池生产企业处理,政府给予生产企业相应的补助。代表性企业丰田通过经销商网络对废旧电池先进行回收,再通过进入维修体系、梯级利用、拆解三类方式处理并投放到不同领域,在达到一定量后再进行处理利用。德国是在2009年起用《电池法》,规定电池生产和进口商需在政府进行登记,经销商要组织回收,而用户则有义务将废旧电池交给指定回收机构。李岩教授表示,在新能源汽车的推广上,中国走在了所有国家的前列,因此可以依循的海外经验有限。动力电池技术的快速更迭对其回收利用提出了更高要求,一个健全的电池回收体系需要政策、技术、补贴、监管等多方力量的汇入。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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LG新能源开始为中国本土车企配套动力电池

LG新能源在中国市场的拓展已经杀入中国自主品牌体系。4月12日,国家工业和信息化部公示的第343批《道路机动车辆生产企业及产品公告》显示,LG新能源中国公司已经开始为中国自主品牌车企配套动力电池。343批公告显示,浙江豪情汽车制造有限公司(下称:豪情汽车)申报的四款纯电动轿车,动力电池来自爱尔集新能源电池(南京)有限公司(下称:爱尔集)。而据电池中国网了解,爱尔集正是LG新能源在华全资子公司。豪情汽车是吉利旗下公司,这也表明,LG新能源已经开始为吉利汽车配套动力电池,LG新能源已经进入中国自主品牌(乘用车市场)供应链。2019年,LG新能源开始为特斯拉(上海)工厂Model 3配套动力电池。随后,凭借特斯拉(上海)工厂Model 3和Model Y的大规模量产和热销,LG新能源动力电池装机量在2020年成功挤入全球前三,进入全球动力电池装机量第一阵营。2020年,LG新能源在华市场也开始为上汽通用旗下别克相关BEV、PHEV车型配套动力电池,但近两年并未直接为中国市场本土车企配套动力电池。此次开始为吉利汽车配套动力电池,也表明LG新能源成功进入中国本土自主品牌乘用车市场,预计其未来会开拓更多中国本土车企客户。据了解,2018年7月,LG化学(LG新能源母公司)斥资20亿美元,在江苏南京投建动力电池工厂,规划总产能32GWh。后来,为满足特斯拉(上海)工厂对圆柱电池的需求,LG新能源又陆续进行几轮投资,不断扩增圆柱电池产能。另外,2019年6月,吉利汽车控股有限公司宣布,其控股99%的子公司上海华普国润将与LG化学成立合资公司,从事动力电池相关的应用研发、制造、销售、售后服务等业务,项目规划产能为10GWh。根据规划和建设周期,该合资公司10GWh动力电池项目已建成投产。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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四川大学在下一代高性能锂离子电池研究方面取得新进展

近日,四川大学机械工程学院刘文博副教授团队在下一代高性能锂离子电池电极结构优化设计与性能提升方面取得重要进展,相关研究成果以“In-situ synthesis of freestanding porous SnOx-decorated Ni3Sn2composites with enhanced Li storage properties”为题发表于工程技术领域国际权威期刊Chemical Engineering Journal。目前,随着新能源汽车产业的快速发展,市场对于新一代锂离子电池的能量密度、功率密度、安全性等方面都提出了更高要求。而传统锂离子电池商用石墨阳极理论比容量偏低(仅372 mAh g-1)且嵌锂电位接近金属锂的析出电位,应用时存在极大安全隐患。因此研发高比容量、高安全性、长循环寿命的新型阳极材料替代传统商用石墨势在必行。前期研究发现,锡基氧化物(SnOx,x = 1,2)具有更高的理论储锂容量(约石墨阳极的两倍以上)和合适的嵌锂电位,且与Li反应后原位形成非晶Li2O基质包裹Sn纳米颗粒,可促进电化学性能的改善与提升。但是在锂化-去锂化过程中,极大体积和结构变化(〜300%)产生的机械应力易引起电极内部活性物质开裂、粉化并与集流体失去电接触,导致容量和寿命的急剧降低,因此阻碍了其在未来锂离子电池中的进一步应用和发展。为解决上述问题,刘文博团队发展了一种将化学刻蚀与液相自组装相结合的复合成形方法,以Ni-Sn铸造合金为原型,利用电偶腐蚀技术,成功制备出一种导电性优良且在0.01-3.0 V (vs. Li/Li+)内对Li+表现为化学惰性的Ni3Sn2型微米多孔集流体,这是现有文献报道为数不多的低成本非铜基集流体之一,有效拓展了集流体的种类和组成;然后在含氧化剂的电解液中实施去合金化处理,实现了纳米多孔SnOx在Ni3Sn2型微米多孔集流体表面的自组装成形,从而原位制得一种无添加剂(粘结剂和导电剂)型三维分级孔结构SnOx@Ni3Sn2一体化电极(3D-HP SnOx@Ni3Sn2)。研究结果表明,将该电极用作锂离子电池阳极可获得优异的储锂性能,其首次可逆容量高达2.68 mAh cm-2,100周循环后,容量保持率为85.1%、库仑效率大于98.4%。此外,与采用传统“混浆-涂布”工艺制造的同类电极相比,不仅简化了制造工艺和技术、降低了成本,而且提高了集流体与电极材料之间的结合强度,进一步提升了电池性能。这主要归因于化学惰性的三维微孔Ni3Sn2能有效缓冲充放电过程中电极内部产生的机械应力并提供了良好的传质通道,同时原位生长的纳米多孔SnOx具有大比表面积和高电化学活性位。该工作将对下一代锂离子电池用高性能阳极的设计与研制具有重要启示。3D-HP SnOx@Ni3Sn2电极的设计与成形3D-HP SnOx@Ni3Sn2电极的结构表征3D-HP SnOx@Ni3Sn2电极的电化学性能该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、香港特别行政区研究资助局(RGC)基金、四川省国际科技创新合作等项目的资助。图片(来源:四川大学机械工程学院)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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磷酸铁锂电池试图反超三元锂电池

从去年推出至今,比亚迪刀片电池的热度一直维持在高位,这也让比亚迪几乎靠着一己之力带动了磷酸铁锂电池行业的前行。今年一季度,磷酸铁锂材料的价格上涨了29.73%,近三成的涨幅也能从侧面证明刀片电池需求的增加。需求的增加,自然是来自搭载刀片电池车型的增加。4月7日,在一场浩大的发布会上,比亚迪宣布旗下全部电动车型均将搭载刀片电池,并发布了换装刀片电池的2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV、2021款e2四款新车。同时,比亚迪还宣布将全面启用针刺测试作为企业标准。其实,比起新车的发布,全面启用针刺测试作为企业标准,才是比亚迪这次发布会的重点。从比亚迪董事长王传福亲自站台、说出“安全,才是电动车最大的豪华”这句话,不难看出比亚迪反复对外传递一个重要的信号:刀片电池更加安全。从刀片电池诞生的第一天开始,王传福的比亚迪就在以“安全性”为卖点对外宣传刀片电池。虽然从电池特性来讲,刀片电池所采用的磷酸铁锂电池在能量密度、低温容量方面不及成本更高的三元锂电池,因此在“续航里程”和“低温环境表现”方面略有劣势,但在耐久性、成本控制、耐高温和安全性方面,磷酸铁锂电池则更有优势。尤其是快速充电时更加稳定和受撞击时不会出现爆炸风险这两点,几乎成了磷酸特锂电池的“杀手锏”,这些优良的特性也促使比亚迪进一步坚定了走磷酸铁锂电池路线。而为了进一步加深大家对动力电池安全性的认识,在发布会上,王传福给出了一个大胆又真实的假设:随着未来新能源车渗透率的逐步提升,搭载锂电池的新能源车出现交通事故的概率也会随之增加,如果在发生严重交通事故时出现车门变形无法打开的现象,且“动力电池的稳定性不高、出现燃烧放热的现象,后果将不堪设想”。从近年来层出不穷的电动汽车自燃事件来看,王传福的这种假设不无道理。而市场的选择,更给与比亚迪更大的信心。据中国汽车工业协会和前瞻产业研究院数据显示,去年全年,三元锂电池共计装车38.9GWh,占比61.1%,累计下降4.1%;磷酸铁锂电池装机24.4GWh,占比38.3%,累计增长20.6%。但在去年12月,国内动力电池装车量13GWh,同比增长33.4%,其中,三元锂电池共计装车6GWh,同比增长24.9%,磷酸铁锂电池共计装车6.9GWh,同比上升45.5%,实现了对三元锂电池的反超。磷酸铁锂电池装车量的大幅提升,离不开以比亚迪汉为代表的搭载刀片电池车型的热销。从去年上市至今,比亚迪汉的销量已经逐步稳定在月均万辆的水平,作为一款售价超过20万元的自主品牌大型轿车,能取得这样的成绩并不多见。在本次发布会上,比亚迪还首次披露了“重卡碾压测试”,测试人员随机取下一辆汉EV的电池包,在经过46吨重卡碾压之后,该电池包不仅安然无恙,而且装回原车之后,汉EV依旧能够正常驾驶。虽然这是比亚迪“自创”的测试项目,实际压在电池上的轴重也并不是完整的46吨(预估不超过20吨),但已能看出刀片电池在结构强度和抗碰撞方面的底气。对于刀片电池,王传福也不无自豪地称:“刀片电池发布后,几乎每一个你能想到的汽车品牌,都在与弗迪电池洽谈合作。”此外,他还表示目前刀片电池产能正在快速爬坡,并将于今年下半年开始向全行业外供。虽然目前公开的合作方只有红旗品牌,但“未来大家将能见到刀片电池,陆续搭载在国内外各主流品牌的新能源汽车上。”4月2日,比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞就表示,不排除通过弗迪电池上市来加速业务扩张的可能性。把电池卖给广大想造车的企业,无疑是一门好生意,但受限于磷酸铁锂电池本身的特性,在不大幅增加电池重量的前提下,目前难以更大程度上提高续航里程。不过,比亚迪显然对刀片电池的未来充满了信心。根据官方资料显示,目前比亚迪弗迪电池共有包括重庆、深圳、西安、青海、长沙和贵阳六大生产基地,其中弗迪电池重庆工厂是刀片电池全球首家工厂,产能已达到20GWh;长沙工厂首条刀片电池生产线也在2020年底正式投产,设计年产能20GWh;此外,投资60亿元的蚌埠弗迪项目已经开工建设,一期规划年产能为10GWh;贵阳工厂也会于2012年投产。按照比亚迪的规划,预计2021年底刀片电池总产能将达到75GWh,2022年底产能或将进一步攀升至100GWh。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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纯电全系切换刀片电池,比亚迪的底气在哪?

随着能源环保相关政策的陆续推进,中国展现出全面绿色转型、推动全球可持续发展的决心和责任。去年9月下旬,我国宣布力争于2030年前,二氧化碳排放达到峰值,2060年前实现碳中和。今年两会上,碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告,成为代表委员们讨论的“热词”。作为“排头兵”的汽车企业能做些什么?从新能源技术推动新能源消费结构的改变,加快促进汽车的电动化,是比亚迪的答案。4月7日,在“纯电全系 佩刀安天下”新车发布会上,比亚迪重磅发布四款搭载刀片电池新车型。比亚迪汽车董事长兼总裁王传福在发布会现场宣布自4月7日起,比亚迪纯电全系将全面切换刀片电池,并启用针刺测试作为企业标准。将刀片电池作为其推进新能源战略的“制胜武器”,比亚迪究竟有何底气。具备五大超强性能刀片电池的产线及关键零部件,全部由比亚迪自主研发和制造。这得益于比亚迪多年来在新能源汽车和动力电池领域积累的丰富经验。对于品质的严苛追求,使比亚迪动力电池工厂在智能互联、生产效率、品质管控等方面成为全球标杆。据悉,刀片电池具备5大超级性能,即超级安全、超级强度、超级续航、超级寿命、超级功率。超级安全。比亚迪针对电池使用了7重安全维度,从5大方面进行安全评价验证,从4个层级构建全方位的动力电池安全体系。基于复杂工况,全生命周期的安全测试验证,比亚迪刀片电池测试体系覆盖面远高于现行国标的要求。超级强度。第一是振动强度,刀片电池的振动模态非常高,达到80赫兹以上,这样的模态可以保证刀片电池的超级派使用超过120公里;第二是模拟碰撞,满足60g碰撞加速度;第三是挤压强度,能承受最大挤压力为100-800kN,电池包仅轻微变形。第四是抗压强度,其最大承受力为445kN,相当于45吨卡车。超级续航。比亚迪创造性的把电池拉长,将电池固定在边框上,让电池同时变成结构件,成为支撑电池包的梁。既解决了固定的问题,也解决了强度的问题。不仅如此,比亚迪对电池包结构、模组进行了优化和升级,将刀片电池体积利用率提升了50%以上,续航里程达到了三元锂电池同等水平。目前,比亚迪汉实现了600公里续航,未来通过材料的创新升级,续航可达700~800公里。超级寿命。因刀片电池的材料结构和稳定性更好,其循环寿命折算里程数远远大于整车使用年限的要求。超级功率。目前刀片电池用33分钟就可以将电量从10%充到80%,基本满足绝大部分快充的需求。放电功率上,刀片电池支持比亚迪汉3.9秒的百公里加速,瞬间最大功率可达363kW,约500马力。不止于此,比亚迪还采用了部分区别于行业的特殊措施,以进一步确保电池的安全性。如比亚迪动力电池独创的动力电池CID技术,在比亚迪电池出现异常情况时,其保护系统、软件、硬件全部出现故障等极端条件下,仍有最后一道保护,即通过电池内部的气体将电池电流切断。在动力电池领域,比亚迪是有能力将该技术实际商用的唯一企业。比亚迪时刻以“安全”作为最大的前提,寻求“安全可靠”与“最高能量密度”的最优匹配,并贯彻到技术策略、产品策略和市场策略等系统中。作为一个同时横跨电动汽车和动力电池领域的企业,比亚迪更多是站在汽车的使用角度去实现动力电池的安全性能。随着市场容量的不断扩大,比亚迪动力电池在安全性方面的优势会越来越明显。安全标准再升级:针刺实验+重卡碾压实验在此次发布会前,《新能源汽车报》记者受邀前往位于重庆璧山区的比亚迪刀片电池新工厂进行参观。该工厂名为重庆弗迪锂电池有限公司,整个工厂内部环境和设施崭新干净,且生产线自动化程度非常高,这为刀片电池的生产工艺提供了坚实的保证。在针刺实验室环节,工作人员同时将三元锂电池、刀片电池放进实验室操作间,在相同的环境下,三元锂电池仅坚持几秒就发生了爆燃现象。而刀片电池一直保持稳定状态,无起火爆炸等现象,甚至在针刺点附近位置仅有较低程度的升温变化,表现出较好的安全特性。工作人员表示,刀片电池是目前全球唯一一款可以安全通过针刺测试的动力电池。针刺试验被称作电池安全测试领域的“珠穆朗玛峰”,是电池行业内最苛刻的测试。它模拟了电池的内短路,触发热失控,而热失控是动力电池爆燃的根本原因。“当新能源汽车遭受异物侵入,并伤及电池的时候,比亚迪刀片电池不会发生爆炸现象,可以有效的保护车内人员的安全。”比亚迪也将针刺实验作为企业标准。“在锂电池使用过程中,内短路是有可能存在和发生的,因此针刺测试是我们生产者从客户角度考虑,且必须要做的验证。如果说现有的行业标准是100分的话,那比亚迪要遵循的企业标准,就是150分。”王传福谈到。在4月7日的发布会上,有一个特殊的环节:比亚迪展示了重卡碾压实验。即一定重量的卡车从电池包上方缓慢驶过,通过卡车向下的重力和电池包两个支撑点向上的力形成三点弯曲,来评价电池包的抗压能力,抗压能力越强,表明电池包在Z方向的结构强度越高。为何要做重卡碾压实验。王传福表示,电池的高强度可提升整车的强度,在新能源车型发生碰撞翻滚等事故时,电池若具备优秀的抗压能力,能避免在遭受外物挤压时车辆起火的发生。因此,验证电池包的抗压强度是很有必要的。“目前整个行业以及各标准机构都没有碾压相关的说明和标准,该测试方法为比亚迪自己开发,为行业开了先河,同时也满足了客户与消费者的需求。”现场碾压测试结果显示,在经受满载超过46吨的重卡从电池包上方缓慢驶过后,刀片电池无重大变形,无漏液和热失控冒烟起火等现象,碾压前后单体电压、总电压、绝缘电阻前后无明显变化,表现出超高的强度和安全特性。产能爬坡 纯电全系切换刀片电池有了刀片电池这一“利器”,比亚迪开始加速推进EV战略。在发布会上,比亚迪发布搭载刀片电池的四款新车型:2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV及2021款e2,以强大的纯电矩阵向燃油市场发起猛烈冲锋。2021款唐EV除了搭载刀片电池外,还拥有“五星安全”和“三项全优”双重认证,是全球超安全专业纯电智能旗舰SUV。其0~100m加速仅4.4秒,制动距离34.5m,续航里程达565km,充电10分钟可跑118km,是当之无愧的“性能猛兽”。它同时搭载更懂用户的人机交互,更人性化的智能空间,给用户全方位的智能领航。2021款唐EV此次更加推四驱高性能尊荣型,0~100m加速仅为4.6秒,成为首款杀入30万元内的中大型四驱7座纯电SUV,综合补贴后价格为27.95万元-31.48万元。秦PLUS EV作为一款龙颜纯电轿跑,延续大放异彩的EVDragon Face设计语言,游龙跃动腰线搭配龙腾溜背造型,整体线条饱满灵动。佩刀而来的秦PLUS EV以快和远,成为同级车中的性能表率,同时摆脱了里程束缚和充电焦虑,远超同级的600km超长续航,百公里电耗低至12.9kWh。充电一次、通勤两周。30分钟直流快充,电量即可从30%充至80%。秦PLUS EV综合补贴后价格为12.98万元-16.68万元。宋PLUS EV为一线都市精英而来,是一款超安全智能纯电SUV。它延续了“宽体低趴”的造型风格,拥有新B级大轴距奢享空间。佩刀升级的宋PLUS EV配合全新一代智能温控系统,及德系豪车底盘调校,轻松突破505km续航。全系配备360°高清全景影像系统、全息透明影像系统、智能遥控驾驶、新能源专属的移动电站、VTOL 220V电源输出等智能科技配置,引领使用价值新高度。宋PLUS EV综合补贴后价格为16.98万元-18.68万元。2021款e2是一款具有动感时尚设计、搭载领先刀片电池技术、人性化智能交互多维升级的十万级超安全纯电精品。具备轻量化安全车身,全面的主被动安全配置,同时拥有401km巡航,百公里电耗低至10.8kWh,性能全面领先同级。2021款e2综合补贴后价格为9.98万元-11.58万元。此外,为了尽早实现战略目标,比亚迪将推行“少用油、不用油”的发展策略,即用DM-i超级混动快速普及替代燃油车实现“少用油”,并加速推进纯电市场在安全的基础上实现“不用油”。在发布会上,王传福宣布比亚迪纯电全系切换刀片电池。这需要自身具备强大的研发实力和生产能力。据悉,比亚迪弗迪动力电池共有重庆、深圳、西安、青海、长沙和贵阳六大生产基地,其中弗迪电池重庆工厂是刀片电池全球首家工厂,产能达到20GWh,二期计划增加15GWh,总产能为35GWh;长沙基地首条“刀片电池”生产线已于去年年底正式投产,设计年产能20GWh;弗迪贵阳工厂的“刀片电池”产能为10GWh,拟于今年7月投产。此外,蚌埠弗迪项目总投资60亿元,一期年产能为10GWh。按照规划,比亚迪2021年底刀片电池总产能将达到75GWh,2022年底产能或将进一步攀升至100GWh。不止于此,不久前比亚迪弗迪电池发布的一份内部招聘信息显示,弗迪电池新工厂筹建处(欧洲组)目前正在筹建海外第一个电池工厂。届时,比亚迪刀片电池的产能将实现快速爬坡,且具备外供的能力。王传福也在发布会上证实,“几乎每一个你能想到的汽车品牌,都在与弗迪电池洽谈合作。未来大家将看到刀片电池陆续搭载在国内外各主流品牌的新能源车型上。”

作者: 田野 详情
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铅酸蓄电池采用哪种方式充电

铅酸蓄电池常见的充电方式有恒流充电、恒压充电、浮充电、过充电等几种。充电时一般分为两个阶段进行;第一个阶段看铅酸蓄电池容量设定,容量大一些的充电电流可以选择大一点的,例如60~100Ah蓄电池可以选择充电电流为夏季一般用10A充电电流;其他季节用15A充电电流,充电6~10h左右。当铅酸蓄电池电压升到最大值(即6V蓄电池升至7.5V,12V蓄电池升至15V,24V蓄电池升至为30V)时,第一阶段充电结束。第二阶段以第一阶段充电电流的1/2继续充电3~5h,使蓄电池升至(6V升至7.8V,12V电压升至15.5V,24V电压升至为30V)即可。当蓄电池充足电时,蓄电池电压上升至额定值,电解液密度不再变化,极板周围有剧烈的气泡冒出。蓄电池充电注意事项如下a.严格按规范要求操作。b.当电解液温度超过40℃时,应降低充电电流;当温度上升至50℃时应停止充电,并采取人工冷却。c.充电时一定要将加液盖打开,充电后要过一段时间再盖盖,以剩于气体从蓄电池中逸出。d.充电电路中各接头要接牢。正确放电。当蓄电池充足电时,即可放电。正确掌握放电深度是保证蓄电池良好工作状态、延长使用寿命的关键。因此,在放电过程中,应定时检查放电电压、电流,电解液密度、液温等数据,分析和确定放电深度,并适时充电。蓄电池的放电容量随着放电电流的增大而急剧减少。若在10h放电率时蓄电池的容量为100%,则在3h放电率时蓄电池的容量减少为75%。因此,不同用途的蓄电池使用不同的放电率(放电电流)。当蓄电池整体电压降至2.1V,电解液密度降至1.18g/cm时,应停止放电,以防蓄电池深度放电造成损坏。再者,当发现蓄电池出现以下情况时,应对蓄电池进行过充电,以使其恢复正常使用:a.24V蓄电池放电至电压为21V以下;b.放电终了后停放1~2昼夜未及时充电;c.电解液混有杂质;d.极板硫化。过充电的方法是,正常充电终了后,改用10h放电率的一半电流继续充电,在电压和电解液密度均为最大值时,每小时观察一次电压和电解液密度。若连续观察4次均无变化,而极板周围冒气泡剧烈,即可停止过充电。在正常情况下,铅酸蓄电池的维护、保存比镉镍蓄电池简单得多,铅酸蓄电池的使用寿命为8~10年,若使用维护不当,其寿命大打折扣。铅酸蓄电池的正常参数为:电解液的密度为1.285g /cm ³(20℃),单个单格电压为2.1V。使用和维护铅酸蓄电池充要注意以下事项①接线应正确,连接要牢靠。为了防止扳手万一搭铁而造成蓄电池损坏,安装时应先接负极,再接两蓄电池间的连接线,最后接搭铁线。拆下蓄电池时,则按相反顺序进行。②每周检查一次蓄电池各参数。电解液液面要始终高于极板10~15mm。发现电解液液面下降,要及时补充蒸馏水,切勿使被板露出液面,否则将损坏极板。电解液不够时,只能加蒸馏水,严禁使用河水、井水、自来水,严禁加浓硫酸,否则会因电解液密度过大而损坏蓄电池。③要根据地区和气温变化,及时调整电解液密度。在气温较高的地区采用密度较小的电解液;寒冷地区则电解液密度宜大些,以防结冰。④平时应经常观察蓄电池外壳是否破裂,安装是否牢靠,接线是否紧固。及时清除蓄电池表面的污垢、油渍,擦去蓄电池盖上的电解液,清除极桩和导线接头上的氧化层,保持蓄电池表面清洁干燥。蓄电池表面太脏,会造成极间缓慢放电,损坏蓄电池。蓄电池极桩处应涂凡士林油保护,防止氧化及生锈。应拧紧加液孔盖并疏通盖上的通气孔。⑤当单个蓄电池电压低于1.8V或电解液密度低于1.15g/cm³时,不要再继续使用,应及时充电。每次充电必须充足,防止欠充电。使用中应尽量增多充电机会,经常保持蓄电池在电量充足的状态下工作。完全放电的蓄电池应在24h内充好电。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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2021年中国铅酸蓄电池行业发展现状与供需情况分析

自2003年开始在铅酸蓄电池行业实施工业产品生产许可证制度以来,国家对于铅酸蓄电池行业制造及回收出台了一系列的环保政策、标准,环保和行业准入等政策的严格执行有利于铅酸蓄电池行业集中和产业升级。目前随着我国经济增长方式的转变,国家对铅酸蓄电池行业的环保要求将日益提高。近年来,我国铅酸蓄电池产量较为稳定,但随着5G网络建设的加速推进,铅酸蓄电池劣势逐渐显现,在通信领域的需求将有所下降。多项政策颁布规范行业发展近年来,我国相继颁布多项政策规范铅酸蓄电池行业的发展,调整产业结构,淘汰落后产能企业,提高行业的准入门槛,加强对行业污染的整治力度。2017年以来,国家对中国铅酸蓄电池行业政策制定,主要有两条主线。一条主线针对废铅酸蓄电池的回收利用税收政策的制定,制定的原因在于,传统再生铅企业税收均在11%左右,而民间铅回收企业税收仅为2%-4%左右,甚至有个别企业,将新电池发票当做销售旧电池的进项做了抵扣。上述现象不仅让国家损失了税收,还让铅酸蓄行业出现了“劣币驱良币”的现象。在这条主线下,《危险废物经营许可证管理办法(修订草案》明确了,采用3%低税率扶持政策,从税收的角度合理控制国家废铅酸蓄电池回收税源的规定,2019年1月所颁发的《铅蓄电池生产企业集中收集和跨区域转运制度试点工作方案》则进一步规范了铅酸蓄电池的回收流程。另一条主线,是技术主线,体现在国家对铅酸蓄电池标准的制定上—。2018年,主管部门发布《电池新国标》,明确了铅酸蓄电池行业“轻量高能”技改方向,并将此作为推动电动自行车新国标的一个辅助管理手段。随后,《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》发布,明确了铅酸蓄电池行业“轻量高能”技改方向,并将此作为推动电动自行车新国标的一个辅助管理手段。行业发展形势严峻,而且从目前部分前线电动自行车经销商的反馈可以预知,未来的相关管控将更为严格,行业环境也将更为严酷。近年来铅酸蓄电池产量较为稳定近年来,我国铅酸蓄电池产量较为稳定,均维持在20000万千伏安时以上。根据中国轻工业信息中心公布的数据显示,2019年我国铅酸蓄电池产量为202489万千伏安时,同比增长4%,2020年,我国铅酸蓄电池产量为22736万千伏安时,同比增长12.28%。从结构上看,国内铅酸蓄电池产量主要集中于浙江、湖北和河北,这三个地方的铅酸蓄电池产量约占全国总产量的55%;此外,江苏、安徽、广东三地的铅酸蓄电池产量占比均超过5%,其余地区铅酸蓄电池产量均小于5%。国内铅酸蓄电池产量最高的省份是浙江省,占全国铅酸蓄电池总产量的30%;其次是湖北省,占比为13%;河北省的产量位居第三,占比为12%。通信领域铅酸蓄电池需求将下降通信领域用铅酸蓄电池是通信网络中的关键基础设施,主要用于通信交换局、基站供电的直流系统等。2019年被认为是5G发展元年,主流运营商纷纷加速5G网络部署。2020年以来,我国政府密集部署5G等新基建项目,国内将领先全球,迅速推进5G网络建设,2020年1月26日,工信部发布数据,2020年全年我国新开通5G基站超60万个。同时,这也对基站用电池提出更高要求,铅酸蓄电池劣势逐步显现,各运营商开始纷纷转向锂电池。与4G基站采用的铅酸蓄电池相较,磷酸铁锂电池在安全性、循环寿命、快速充放等方面具备明显优势,可减少对市电增容改造的依赖,降低网络建设和运营成本,是目前最适合国内5G基站储能电池的技术路线。业内人士指出,通信基站后备电源电池由磷酸铁锂电池逐步替代铅酸蓄电池是大势所趋。从技术层面分析,磷酸铁锂电池循环寿命长、充放电速度快、耐高温性能强,能为5G基站降低运行成本、提升运行效率。一般铅酸蓄电池循环寿命为3-5年,充放电次数为500-600次,而磷酸铁锂电池循环寿命达10年以上,充放电次数为3000次以上,也就是说,在基站全生命周期内,如使用铅酸蓄电池,需要更换电池,而磷酸铁锂电池则无需拆换。虽然现阶段磷酸铁锂电池成本费用比铅酸蓄电池高1-2倍,但在5000次循环系统使用寿命下,磷酸铁锂电池成本费用仅为铅酸蓄电池的1/3。从长期运行经济效益来看,磷酸铁锂电池使用成本更低。由于国家政策的大力支持,例如新国标引发电池“轻量化”,直接减少对铅的用量。而锂电梯次电池逐渐替代铅蓄电池,2020年中国铁塔将完全不使用铅蓄电池。较早之前,中国移动通信集团有限公司也发布公告,计划采购不超过25.08亿元的通信用磷酸铁锂电池共计6.102亿Ah(规格3.2V)。公开资料显示,2020年,新建及改造的5G基站磷酸铁锂需求量约10GWh,未来磷酸铁锂电池市场需求仍将持续增加,铅蓄电池需求量将继续下降。一般国内通信基站电池的使用寿命为5年,按照一个基站配备2组48V400Ah铅酸蓄电池计算,每个基站的需求为38.4Kvah。因此,前瞻测算,2020年,我国通信领域新增基站用铅酸蓄电池需求规模进一步下降至2304万千伏安时。注:由于统计局及相关行业协会仅统计每年铅酸蓄电池的产量,前瞻根据国家统计局提供的铅酸蓄电池的产量数据以及通信行业发展趋势,对通信领域新增基站用铅酸蓄电池的需求规模进行测算,此为测算数据。但是,尽管磷酸铁锂电池已在5G基站中广泛应用,其应用技术也已达到现有5G基站备用电池标准,但想要实现磷酸铁锂电池在基站中的规模化应用还有待时日。现有铅酸蓄电池还没有全部退役,磷酸铁锂电池想要全部替换铅酸蓄电池至少还需5-8年时间。此外,磷酸铁锂电池的回收技术门槛高、回收流程复杂、回收价值有限等问题也限制了磷酸铁锂电池的规模化发展,铅酸蓄电池回收工艺成熟,且其回收流程简单,具备一定的经济性。所以,整体来看,锂电化会在部分应用场景中成为趋势,但在用电量大、安全性要求高的场合,铅蓄电池仍有着不可替代的优势,但随着锂电池技术、安全性的不断提高,锂电池对铅酸蓄电池的替代将越来越明显。整体来看,在通信领域,我国基站用铅酸蓄电池需求规模将逐步下降,但要实现锂电池对铅酸蓄电池的完全替代,还需要一定的时间。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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美国能源部发布的“储能大挑战”报告(三):锂离子电池和铅蓄电池

中国储能网讯:二.锂离子电池技术锂离子电池广泛应用于固定储能市场和交通运输市场,它们也是消费电子产品中的主要电源。多家琛分析机构预计,锂离子电池在未来10年内仍将占据储能部署的大部分市场份额。储能技术正在从铅酸电池过渡到具有更长的循环寿命和工作寿命的电池,例如锂离子电池。但是,锂离子电池的易燃性是需要在系统工程设计进行改进的问题。而普鲁士蓝类钠离子电池是另一种提供高功率和极长循环寿命的新型电池,可以满足苛刻的直流应用性能要求。美国能源部为此为开发和生产这种电池的一家初创公司提供了资助。1.锂离子电池市场锂离子电池市场是增长最快的可充电电池市场。从2013年至2018年,锂离子电池在所有市场的全球销售额增长了一倍以上。交通运输行业在锂离子电池市场上占主导地位,也是增长最快的行业,各种汽车采用了60%的锂离子电池。根据Avicenne公司发布的调查报告,全球锂离子电池市场规模在2018年为400亿美元,如图9所示,这相当于在全球部署172GWh的电池储能系统,到2019年增至195GWh。几家分析机构预测未来十年的锂离子市场发展趋势。其基本假设以及分析中包括的市场取决于具体的来源。本节概述了这些分析和假设。图9.全球锂离子电池在未来10年在各种市场的应用图10. 彭博社新能源财经公司对锂离子电池在全球各地市场的部署预测图11. Avicenne公司对锂离子电池在全球各地市场的部署预测彭博社新能源财经公司(BNEF)和Avicenne公司预测了2030年全球所有市场的锂离子电池部署情况,分别如图10和11所示。彭博社新能源财经公司预测,锂离子电池在全球消费类电子产品、固定储能市场和运输领域的应用将超过2TWh。Avicenne公司的预测涵盖了以下两种情况的市场以及其他市场(例如医疗设备和电动工具),而两项研究中,都认为交通运输行业将采用90%以上的锂离子电池。彭博社新能源财经公司(BNEF)预计到2030年运输行业采用的锂离子电池容量将达到1.8TWh,而Avicenne公司预计到2030年运输行业采用的锂离子电池容量将达到0.7~1.0TWh。国际能源署(IEA)发布的《2020年全球电动汽车展望》报告只评估了交通运输行业,并按国家和地区预测了混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)的销量。评估的第一种情况是“既定政策,并基于当前的目标、计划和政策措施。此方案包括各国实现的混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)部署目标、燃油车辆淘汰计划、购买激励措施,以及针对全球七个主要市场(美国、欧盟、中国、日本、加拿大、智利、印度)。还考虑了原始设备制造商发布的有关扩大混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)车型范围的计划以及扩大其产量的计划的公告。根据国际能源署(IEA)发布的STEPS方案,到2030年,全球车辆所需的锂离子电池容量为1.6TWh,这与彭博社新能源财经公司(BNEF)估计的1.8TWh相似。图12和图13分别按移动性细分和区域详细说明了国际能源署(IEA)的STEPS方案。如图12所示,轻型车辆是采用移动式锂离子电池的最大类别。而中国拥有最大的移动锂离子电池市场,如图13所示。图12.根据国际能源署(IEA)STEPS情景下预计的全球锂离子电池部署量(按车辆类别:电动客车、轻型车辆、中型和重型车辆)图13.根据国际能源署(IEA)STEPS情景下预计的全球锂离子电池部署量(按地区)锂离子电池容量是根据全球汽车销售量(按类别)以及每种汽车的典型车载电池尺寸估算得出的。国际能源署(IEA)还评估了第二种方案“可持续发展方案”,该方案假设混合动力和插电式混合动力电动汽车(xEV)占据了全球轻、中、重型车辆和公共汽车的30%的汽车销售份额。在这种情况下,到2030年可以增加多达3TWh的锂离子电池容量。图14比较了国际能源署(IEA)的这两种情况。图14. 根据国际能源署(IEA)STEPS情景下,在xEV行业中预计的全球年度锂离子电池部署量尽管有许多其他预测,但欧洲电动汽车市场规模在2020年首次超过了中国,预计2020年将超过100万辆电动汽车。这种增长与欧洲的持续政策和补贴有关,而中国则减少了其电动汽车补贴。例如,德国已设定了到2030年生产710万辆电动汽车的目标,并为每辆新型电动汽车和混合动力汽车提供最高9000欧元的补贴。德国还将在电池的研究和生产上投资超过15亿欧元,计划到2025年开始扩大生产规模。为了支持电动汽车市场的快速扩展,许多厂商都在投资电动汽车充电基础设施。全球电动汽车充电端口目前超过了100万个,这是过去三年总和的两倍。欧洲是电动汽车市场扩张的领头羊,其电动汽车充电基础设施在2017年至2020年之间增长了五倍。在同一时期,中国增长了158%,美国的增长了65%。而在氢燃料电池汽车方面进行了大量投资的日本只增长了30%。与交通运输行业的增长相比,固定储能增长比较平缓。这通常是因为可再生能源通常是成本最低的发电来源,但是需要存储其电力以减缓可变性。而美国是全球固定储能部署的领导者。例如,在太阳能发电设施替代装机容量为9GW的天然气发电设施之后,加州电网估计需要部署装机容量为12GW的储能系统进行平衡。到目前为止,加州公用事业委员会已批准了装机容量总计为5.1GW的电池储能系统,计划到2022年完成部署。2.锂离子电池的制造图15.全球锂离子电池生产区域如图15所示,全球锂离子电池制造的大部分都在中国、美国、亚洲其他国家和欧洲各国。如今,中国以将近全球电池产能80%(电池容量为525GWh)占据市场主导地位。此外,到2025年电池产能将达到1400GWh,其市场占有率超过60%(图16)。相比之下,美国落基山研究所预计2023年全球锂离子电池的生产能力为1300GWh,其中一半在中国。图16.  计划建设(蓝色)或在建(红色)的锂离子电池制造工厂生产能力美国是全球第二大电池生产国,其电池生产能力为当前全球电池生产容量的8%,这主要归功于内华达州运营的特斯拉和机松下公司合资的电池工厂。而如今美国正在建设更多的电池生产工厂,而凭借积极的新法规和政府支持的融资,欧洲的电池制造业有望显著增长。尽管当今中国在电池制造业中已经确立主导地位,但由交通运输行业推动的增长可能会改变未来的全球足迹。欧洲为在本地和区域性增长制定了强有力的政策和激励措施。欧洲电池联盟预测,到2025年,欧洲的电池制造行业规模可能达到2500亿欧元。目前,计划在法国的杜文市和德国的凯撒斯劳滕建设两个大型生产工厂,这些工厂可以为100万辆电动汽车生产电池。法国和德国在电池生产的投资分别为15亿欧元和35亿欧元。图17和图18总结了锂离子电池的四个主要部分的整体制造能力:阳极、阴极、电解质盐和电解质溶液。目前,锂离子阳极主要由石墨组成,并主要由五个国家生产:中国、日本、美国、韩国和印度,分别占到全球产量的76%、13%、6%、4%和1%。锂离子阴极在9个国家和地区生产,其组成随着新的低钴化学技术的发展而变化。超过一半(58%)在中国制造,其次是日本和韩国,它们分别占近17%。美国生产的阴极不到全球的1%。中国制造占多数。图17.全球锂离子电池组件制造分布电池和原料(例如金属)的供应和精炼以及各种锂离子化学物质的分配是锂离子市场上的重要考虑因素,但不在本文档的范围之内。3.锂离子电池研发美国能源部车辆技术办公室已经确定了xEV电池(以及12V起停动力电池)的商业化所面临的主要挑战:成本、性能、寿命、耐受性、回收利用和可持续性。针对这些改进的关键研究领域包括:•快速充电能力•硅阳极•高能的低钴阴极•高压阴极•高压电解液•锂金属阳极•固态电池•电池回收。图18提供了xEV锂离子电池的成本和技术发展趋势。图19概述了候选电池技术及其满足美国能源部(DOE)成本目标的可能能力。由于不同电池技术的差异很大,电池研究还包括多个活动的重点是解决整个电池供应链中的高成本领域。图18.电动汽车锂离子电池的成本和技术趋势图19.未来各种电池技术成本降低的潜力三、铅酸电池铅酸电池如今已经广泛应用在交通运输和固定储能市场用,主要为所有类型的公路和越野车辆提供SLI服务。此外,铅酸电池大量应用在工业部门,其中包括电信行业备份电源、UPS和数据中心以及叉车。如今,用于电网相关储能系统的应用量相对较少。1.铅酸电池市场2013~2018年,全球铅酸电池年销售额增长了20%以上,达到370亿美元。目前,铅酸电池占到所有可充电电池市场的70%以上;铅酸电池销售额的75%来自汽车SLI领域。江森自控公司以233亿美元的销售在汽车行业占主导地位。而Enersys公司以142亿美元的销售额在工业行业中领先。图20和图21分别以应用场合和行业销售额(10亿美元)与储能容量(GWh)的比例展现当前的全球铅酸电池市场情况。图20.按应用划分的2018年全球铅酸电池部署量(%GWh)图21.按公司划分的2018年铅酸电池销售量Pillot 公司预测,到2030年,铅酸电池需求将以5%的年增长率增长(如图22所示)。尽管铅酸电池目前是固定和运输应用(对于SLI)中最常见的电池,但预计到2025年它们的储能容量(GWh)仍将领先,但可能会滞后于销售额。希望在2020年及以后,轻度混合动力和启停混合动力汽车将成为高级铅酸电池的增长领域。图22.预计全球所有市场的铅酸蓄电池需求预计到2025年,新车的销售量将使铅酸电池需求可能小幅增长,届时其增长将趋于平稳(如图23所示)。由于更换电池的时间比较频繁(最短的工作寿命为3年),尽管中型和重型车辆的电池规模更大,但由于它们在总销量中的显著优势,所有SLI应用(GWh)中有70%以上都来自轻型车辆(如图24所示)。图23.彭博社新能源财经公司预计各地汽车销量中铅酸电池产能的增长图24.按类别划分的汽车销量预计铅酸电池产能增加量用于混合动力汽车起停(12V)的铅酸电池是铅酸电池市场潜在的增长领域。微型混合动力汽车比传统汽车节省5%的燃料,其价格比全混合动力电动汽车便宜10倍。如图25和26所示,2017年是固定储能市场铅酸电池快速增长的元年。图25表明,其增长主要是由中国的强劲市场需求推动的,欧洲也有一些增长,而美国的增长则很少。图26详细说明了应用领域细分情况。在2017年之前,固定市场主要是与电网相关的应用,此外工业用途也推动了爆炸性增长。铅酸电池行业厂商认为,基于技术进步和市场发展,铅酸电池在未来的固定式储能市场中仍然具有巨大的商机,其中包括:·投资于电池双极设计以增加能量密度,并降低成本。·用户侧储能和其他对安全至关重要的应用。·电信行业将在发展中国家发展,并用于5G技术的部署。图25全球铅酸电池市场增长主要是由中国的强劲需求推动(2008年~2020年)图26  铅酸电池在各种领域的应用(2008年~2020年)2.铅酸电池在美国的生产在美国,铅酸电池行业的年产值为263亿美元。它们在美国国内生产,并且99%被回收。铅酸电池在美国18个州生产。此外,美国有10个州有电池回收设施,有9个州拥有技术开发设施,还有10个州的公司为铅酸工业提供原材料(例如石墨)或设备。铅酸电池行业已经在美国38个州创造了近25,000个工作岗位(制造。回收、运输、分配和采矿)。图27和28分别显示了美国电池制造设施分布和创造的就业机会。图27.美国铅酸电池行业及相关产业分布图28美国各州与铅酸电池行业相关的工作分布

作者: 刘伯洵编译 详情
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圣阳电源相继中标中国移动、中国电信两大运营商铅蓄电池集中采购项目

2020年12月3日,中国移动公示了2020至2021年度Ⅰ类铅酸蓄电池产品集中采购项目中标结果,圣阳电源顺利中标,获得约33.8万KVAh份额。12月17日,中国电信公布了普通型阀控式密封铅酸蓄电池(2020年)集中采购项目中标结果,圣阳电源再次顺利中标,获得约30万KVAh份额。至此,2020年两大通信运营商铅蓄电池重要收关招标项目中,圣阳电源均获得客户高度认可,成功中标。圣阳电源将持续为客户提供优质产品和满意的服务,不断提升运营商服务质量,保持客户持续满意。圣阳电源作为国内通信市场备用电源领域的主流供应商,是国内成立时间最早的专业电源制造企业之一,有幸见证并深入参与了国内通信行业的快速发展,并随着国内通信行业及运营商的发展而不断壮大。近年来针对运营商不同工况的不同备电需求,公司依托于30年的行业经验与技术积累,以国家级企业技术中心、博士后科研工作站、CNAS实验室等技术平台为支撑,持续推进技术创新和产品进步,为客户提供更适合实际需求的一体化电源产品解决方案。公司具备覆盖全国的、优良的销售服务网络,持续提供优质的售前、售中、售后等全过程、全方位的7*24小时的技术服务支持。公司以最具性价比的产品和优质的服务践行“关键时刻、值得信赖”的企业理念,本次集采结果也是运营商客户对圣阳电源的又一次高度认可!圣阳电源作为国内领先的绿色能源供应商,秉承“以客户为中心、为客户创造价值”的经营宗旨,以变革创新为动力,面向海内外市场,向客户提供储能、备用、动力、系统集成电源产品和定制化解决方案,是行业内唯一荣获 “中国出口质量安全示范企业”称号的企业。即将到来的十四五,在“新基建”背景下,圣阳电源以专业化、智能化为方向,夯实产业能力,为通信运营商提供更加安全可靠的产品和电源解决方案,助力新基建建设,为建设数字中国贡献力量!

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南都电源预中标中国电信铅酸蓄电池集采项目

今日,中国电信发布普通型阀控式密封铅酸蓄电池(2020年)集中采购项目中标候选人公示,南都电源为第一中标候选人,投标报价(价税合计)9.46亿元,公示期为2020年12月18日至21日。(证券时报)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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宝马摩托车全球推荐使用猛狮科技(DYNAVOLT)启动电池

近日,在宝马集团(https://www.press.bmwgroup.com/global/registration)的网站,刊登了题为BMW MOTORRAD WORLD TEAM RECOMMENDS DYNAVOLT BATTERIES的文章,文中,宝马车队经理肖恩•缪尔和马克•邦格斯都对猛狮表示了由衷感谢。肖恩表示,在新冠肆掠的2020,如果没有猛狮的支持,车队几乎无法参加今年的WSBK,猛狮在宝马车队中扮演着极其重要的角色,他和他的团队都非常感激猛狮在2020赛季给予的赞助和支持,也期待来年更加深入和密切的合作。马克说,在世界级的摩托赛事上,每一个细节都是成功与否的关键。猛狮提供了可靠、高端的产品,是赛车电池领域的完美伙伴,而想要取得成功,这样强大可靠的合作伙伴必不可少。我们欣赏并赞赏这种合作,并借此机会表示感谢。感谢猛狮!期待扩大我们在赛车和产品方面的合作。熟悉WSBK的人都知道,宝马在2012年曾一度退出WSBK,去年才重回赛道,也是在去年,猛狮开始与宝马车队的合作,并与宝马车队携手走过了两个赛季。在接下来的2021,猛狮也会继续保持对车队的支持,强强合作,定能碰撞出最精彩的火花。比赛用车 BMW S1000 RR赛场精彩瞬间作为国内最早一批做摩托车起动电池的企业,高端电池制造一直是猛狮的核心业务之一。从初入摩托车电池行业,到成为国内摩托车蓄电池出口量最大的领军企业,猛狮科技以独到的眼光在电池制造业创造出属于自己的一片天地,并将“中国制造”推向了国际市场。目前,猛狮科技的摩托车电池产品主要分为三种产品类别,第一类是胶体电池,第二类是具有干荷性能的免维护电池,第三类是普通干荷电池。在行业内,猛狮的摩托车电池产品在性能上具有明显优势,从制造技术和质量管控上都具有世界一流水准。本赛季宝马车队搭载的正是猛狮科技诸多电池产品中的一款——MG52113。这是一款适应于BMWK1600GT、R1200RT、R1100RS、R1150等高端车型的起动胶体电池,对应业内的型号是51913(20HR@19Ah),为保证这款高端产品能获得更高的性能,猛狮设计此款产品为(20HR@21Ah),-18℃CCA 高达310A,远超同业竞品各项性能指标。2021年WSBK赛季即将拉开帷幕,我们也将为大家持续带来赛事精彩报道。WSBK简介世界超级摩托车锦标赛World Superbike Championship,也简称为WSBK,始于上世纪70年代的美国。作为摩托车顶级赛事之一,其迷人之处就在于它所使用的赛车,都是市场上能买到的超级跑车,稍微进行改装就可参赛,普通车迷即使不参赛也可到赛场领略驾驶的乐趣;另外这种比赛的广告效应十分强烈,各大厂家不惜血本进行投入和宣传,这样WSBK越来越受到车迷和观众的喜爱,不断发展壮大。WSBK的赛制采用一场二节制,中间有休息时间,可对赛车修理和调校。比赛后用两节时间相加排出名次,并累计积分,全年积分最高者为年度总冠军,积分最高的车队为年度冠军车队。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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退役动力电池“奇幻漂流” 大比例进入小作坊

4月初的武汉新洲开发区阴雨连绵,春寒料峭。不过,格林美(武汉)城市矿产循环产业园内却是一番火热景象——作为国内产能规模最大的动力电池梯次利用产线,正在为即将到来的动力电池“退役潮”繁忙备战。然而,中国证券报记者调研发现,受配套政策不健全、经济效益不佳等因素影响,目前较大比例退役动力电池流向了以小作坊为主的灰色产业链。电池退役高峰将至在园区内,中国证券报记者看到,因能量衰减而退役的一排排汽车动力电池躺在生产线上。经过拆卸、重组、封装、检测等一系列复杂步骤,这些动力电池将重获新生,应用于电动单车、应急储能等场景。近十年来,新能源汽车产业高歌猛进,孕育出特斯拉、比亚迪、宁德时代等巨头,并在电池回收端催生出一个千亿元级市场。“整条产线提前规划设计,每年可处理动力电池10万套。”格林美股份有限公司副总经理张宇平介绍,格林美从2015年开展动力电池回收业务。初期,动力电池回收来源一般是整车厂家或电池厂家的测试电池包或售后电池包,但2020年以来退役动力电池增多,产线繁忙起来。“电池使用年限5至8年,有效寿命4至6年。2015年生产的电池,从2019年开始批量进入退役期,2021年将出现高峰。”张宇平说。千亿元级新产业在动力电池回收端悄然萌芽。东方证券研报预计,到2025年,包含梯次利用和回收两大方向的国内动力电池回收利用市场规模有望达到370亿美元。市场研究机构MarketsandMarkets预计,2025年,全球动力电池回收行业规模将达122亿美元,到2030年将达181亿美元。对于动力电池回收利用的路径,张宇平告诉中国证券报记者,动力电池回收以后,公司会对其剩余容量进行检测,判断其适用场景。一辆新能源汽车的电池包约500公斤,电池组有几十件。剩余储能效率较高的电池可以用于一些低速车场景,如外卖、快递行业使用的电动单车等;储能效率稍低的可以做成储能电池,作为备用电源用于数据中心以及电信天线领域。“对于剩余容量40%以下的动力电池,可以用作原材料回收。”张宇平称,这类电池经过破碎分选,通过化学方法从中提取镍、钴、锰等金属。“我们的动力电池综合回收利用效率已超过95%。”流入灰色产业链作为新能源汽车生产、销售大国,国内相关部门正不遗余力地推动动力电池回收产业配套体系建设。4月7日,《工业和信息化部2021年规章制定工作计划》发布,将加快审查或起草包括《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》在内的8个项目。动力电池回收利用作为热点被提出,凸显新能源汽车产业链末端的重要性。“电池回收产业处在起步前期,如何避免野蛮生长,亟待行业共同探索。”华南某动力电池回收企业相关人士表示,在动力电池退役潮来临之际,除极少数头部企业承担了部分产能外,要真正消化千亿元级行业“蛋糕”仍未做好充足准备。该人士预计,2021年会有48万吨动力电池报废,但业内普遍判断只有20万吨会进入规范达标的回收企业,占比不足一半。“尽管政策已明确新能源汽车生产企业承担动力电池回收的主体责任,但退役电池流向更多受价格导向,且行业缺乏回收企业准入管理。一些操作灵活、规范性差的小作坊式企业经营成本较低,在报价方面具备更强竞争力,导致退役电池较大比例流入灰色产业链,正规企业电池回收出现不少困难。”中国汽车工业协会总工程师、副秘书长叶盛基此前表示。“废旧电池中含有重金属,电解液溶质和有机溶剂具有腐蚀性,若处理不当,将对环境造成较大危害。”张宇平表示,锂电池电解液中除了锂离子,还含有镍、钴、锰等重金属,电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解,容易造成氟污染及水污染,对人体、动植物有强烈腐蚀作用,这对动力电池回收厂家的技术和资质提出了很高要求。“正规企业回收的电池不仅要满足功能性要求,还要在安全及环保等方面投入大量资金,成本自然比非正规企业高。”张宇平说,有些企业在招标时只看价格,不关心电池是否能得到正规化处置。这一方面给自己带来生产者责任延伸风险,另一方面为非正规企业创造了畸形的生存空间。而正规企业因为投资大,面对非正规企业的高回收报价,在竞标时往往会吃“哑巴亏”。提供政策支持2021年动力电池退役高峰即将到来,业内人士呼吁,需多方发力,扶持动力电池回收产业走上正轨。电池回收企业盈利方面,以磷酸铁锂电池为例,一吨磷酸铁锂废电池中提取出来的材料价值约8000元,其回收成本高达8500元至9000元,即正规企业每回收一吨磷酸铁锂电池或亏损500元以上。厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示,可为电池回收提供政策支持,提高企业积极性,包括提供补贴。有利可图,自然会有人去做。回收渠道方面,比亚迪相关负责人称,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》第十四条规定,当车辆达到报废要求时,车主应将其送至报废汽车回收拆解企业拆卸动力蓄电池。动力蓄电池所有人(电池租赁等运营企业)应将废旧动力蓄电池移交至回收服务网点。该人士建议,由主机厂或主机厂授权的回收网点(如4S店等)对报废车辆电池进行拆卸。首先,回收网点如4S店,由主机厂进行管理,也是消费者熟悉的地方,具备拆卸电池的能力。其次,动力电池包为高压产品,需要专业技术人员操作。目前报废车拆解企业暂不具备相应资质和条件。另外,由于电池存放具有一定的时效性,长时间存放会对电池功效造成一定的损耗甚至不能使用。而很多拆解企业报废车辆处置周期较长。对于回收企业资质问题,上述比亚迪负责人建议,提高梯次利用企业门槛。因锂电池加工工艺难度相对较高,海外一些国家和地区明确规定,对电池和电池组进行再造的实体是电池或电池组的原始制造商,或直接了解电池退化特性和安全系统的实体。“建议完善相关政策,明确由原电池制造商对梯次利用企业工艺等能力进行确认,且梯次利用企业生产加工工艺应用方案等由原电池制造商确认,严把品质关,消除客户使用梯次电池的顾虑。”上述比亚迪负责人说。

作者: 黄灵灵 齐金钊 详情
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四川大学在下一代高性能锂离子电池研究方面取得新进展

近日,四川大学机械工程学院刘文博副教授团队在下一代高性能锂离子电池电极结构优化设计与性能提升方面取得重要进展,相关研究成果以“In-situ synthesis of freestanding porous SnOx-decorated Ni3Sn2composites with enhanced Li storage properties”为题发表于工程技术领域国际权威期刊Chemical Engineering Journal。目前,随着新能源汽车产业的快速发展,市场对于新一代锂离子电池的能量密度、功率密度、安全性等方面都提出了更高要求。而传统锂离子电池商用石墨阳极理论比容量偏低(仅372 mAh g-1)且嵌锂电位接近金属锂的析出电位,应用时存在极大安全隐患。因此研发高比容量、高安全性、长循环寿命的新型阳极材料替代传统商用石墨势在必行。前期研究发现,锡基氧化物(SnOx,x = 1,2)具有更高的理论储锂容量(约石墨阳极的两倍以上)和合适的嵌锂电位,且与Li反应后原位形成非晶Li2O基质包裹Sn纳米颗粒,可促进电化学性能的改善与提升。但是在锂化-去锂化过程中,极大体积和结构变化(〜300%)产生的机械应力易引起电极内部活性物质开裂、粉化并与集流体失去电接触,导致容量和寿命的急剧降低,因此阻碍了其在未来锂离子电池中的进一步应用和发展。为解决上述问题,刘文博团队发展了一种将化学刻蚀与液相自组装相结合的复合成形方法,以Ni-Sn铸造合金为原型,利用电偶腐蚀技术,成功制备出一种导电性优良且在0.01-3.0 V (vs. Li/Li+)内对Li+表现为化学惰性的Ni3Sn2型微米多孔集流体,这是现有文献报道为数不多的低成本非铜基集流体之一,有效拓展了集流体的种类和组成;然后在含氧化剂的电解液中实施去合金化处理,实现了纳米多孔SnOx在Ni3Sn2型微米多孔集流体表面的自组装成形,从而原位制得一种无添加剂(粘结剂和导电剂)型三维分级孔结构SnOx@Ni3Sn2一体化电极(3D-HP SnOx@Ni3Sn2)。研究结果表明,将该电极用作锂离子电池阳极可获得优异的储锂性能,其首次可逆容量高达2.68 mAh cm-2,100周循环后,容量保持率为85.1%、库仑效率大于98.4%。此外,与采用传统“混浆-涂布”工艺制造的同类电极相比,不仅简化了制造工艺和技术、降低了成本,而且提高了集流体与电极材料之间的结合强度,进一步提升了电池性能。这主要归因于化学惰性的三维微孔Ni3Sn2能有效缓冲充放电过程中电极内部产生的机械应力并提供了良好的传质通道,同时原位生长的纳米多孔SnOx具有大比表面积和高电化学活性位。该工作将对下一代锂离子电池用高性能阳极的设计与研制具有重要启示。3D-HP SnOx@Ni3Sn2电极的设计与成形3D-HP SnOx@Ni3Sn2电极的结构表征3D-HP SnOx@Ni3Sn2电极的电化学性能该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、香港特别行政区研究资助局(RGC)基金、四川省国际科技创新合作等项目的资助。图片(来源:四川大学机械工程学院)

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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磷酸铁锂电池试图反超三元锂电池

从去年推出至今,比亚迪刀片电池的热度一直维持在高位,这也让比亚迪几乎靠着一己之力带动了磷酸铁锂电池行业的前行。今年一季度,磷酸铁锂材料的价格上涨了29.73%,近三成的涨幅也能从侧面证明刀片电池需求的增加。需求的增加,自然是来自搭载刀片电池车型的增加。4月7日,在一场浩大的发布会上,比亚迪宣布旗下全部电动车型均将搭载刀片电池,并发布了换装刀片电池的2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV、2021款e2四款新车。同时,比亚迪还宣布将全面启用针刺测试作为企业标准。其实,比起新车的发布,全面启用针刺测试作为企业标准,才是比亚迪这次发布会的重点。从比亚迪董事长王传福亲自站台、说出“安全,才是电动车最大的豪华”这句话,不难看出比亚迪反复对外传递一个重要的信号:刀片电池更加安全。从刀片电池诞生的第一天开始,王传福的比亚迪就在以“安全性”为卖点对外宣传刀片电池。虽然从电池特性来讲,刀片电池所采用的磷酸铁锂电池在能量密度、低温容量方面不及成本更高的三元锂电池,因此在“续航里程”和“低温环境表现”方面略有劣势,但在耐久性、成本控制、耐高温和安全性方面,磷酸铁锂电池则更有优势。尤其是快速充电时更加稳定和受撞击时不会出现爆炸风险这两点,几乎成了磷酸特锂电池的“杀手锏”,这些优良的特性也促使比亚迪进一步坚定了走磷酸铁锂电池路线。而为了进一步加深大家对动力电池安全性的认识,在发布会上,王传福给出了一个大胆又真实的假设:随着未来新能源车渗透率的逐步提升,搭载锂电池的新能源车出现交通事故的概率也会随之增加,如果在发生严重交通事故时出现车门变形无法打开的现象,且“动力电池的稳定性不高、出现燃烧放热的现象,后果将不堪设想”。从近年来层出不穷的电动汽车自燃事件来看,王传福的这种假设不无道理。而市场的选择,更给与比亚迪更大的信心。据中国汽车工业协会和前瞻产业研究院数据显示,去年全年,三元锂电池共计装车38.9GWh,占比61.1%,累计下降4.1%;磷酸铁锂电池装机24.4GWh,占比38.3%,累计增长20.6%。但在去年12月,国内动力电池装车量13GWh,同比增长33.4%,其中,三元锂电池共计装车6GWh,同比增长24.9%,磷酸铁锂电池共计装车6.9GWh,同比上升45.5%,实现了对三元锂电池的反超。磷酸铁锂电池装车量的大幅提升,离不开以比亚迪汉为代表的搭载刀片电池车型的热销。从去年上市至今,比亚迪汉的销量已经逐步稳定在月均万辆的水平,作为一款售价超过20万元的自主品牌大型轿车,能取得这样的成绩并不多见。在本次发布会上,比亚迪还首次披露了“重卡碾压测试”,测试人员随机取下一辆汉EV的电池包,在经过46吨重卡碾压之后,该电池包不仅安然无恙,而且装回原车之后,汉EV依旧能够正常驾驶。虽然这是比亚迪“自创”的测试项目,实际压在电池上的轴重也并不是完整的46吨(预估不超过20吨),但已能看出刀片电池在结构强度和抗碰撞方面的底气。对于刀片电池,王传福也不无自豪地称:“刀片电池发布后,几乎每一个你能想到的汽车品牌,都在与弗迪电池洽谈合作。”此外,他还表示目前刀片电池产能正在快速爬坡,并将于今年下半年开始向全行业外供。虽然目前公开的合作方只有红旗品牌,但“未来大家将能见到刀片电池,陆续搭载在国内外各主流品牌的新能源汽车上。”4月2日,比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞就表示,不排除通过弗迪电池上市来加速业务扩张的可能性。把电池卖给广大想造车的企业,无疑是一门好生意,但受限于磷酸铁锂电池本身的特性,在不大幅增加电池重量的前提下,目前难以更大程度上提高续航里程。不过,比亚迪显然对刀片电池的未来充满了信心。根据官方资料显示,目前比亚迪弗迪电池共有包括重庆、深圳、西安、青海、长沙和贵阳六大生产基地,其中弗迪电池重庆工厂是刀片电池全球首家工厂,产能已达到20GWh;长沙工厂首条刀片电池生产线也在2020年底正式投产,设计年产能20GWh;此外,投资60亿元的蚌埠弗迪项目已经开工建设,一期规划年产能为10GWh;贵阳工厂也会于2012年投产。按照比亚迪的规划,预计2021年底刀片电池总产能将达到75GWh,2022年底产能或将进一步攀升至100GWh。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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纯电全系切换刀片电池,比亚迪的底气在哪?

随着能源环保相关政策的陆续推进,中国展现出全面绿色转型、推动全球可持续发展的决心和责任。去年9月下旬,我国宣布力争于2030年前,二氧化碳排放达到峰值,2060年前实现碳中和。今年两会上,碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告,成为代表委员们讨论的“热词”。作为“排头兵”的汽车企业能做些什么?从新能源技术推动新能源消费结构的改变,加快促进汽车的电动化,是比亚迪的答案。4月7日,在“纯电全系 佩刀安天下”新车发布会上,比亚迪重磅发布四款搭载刀片电池新车型。比亚迪汽车董事长兼总裁王传福在发布会现场宣布自4月7日起,比亚迪纯电全系将全面切换刀片电池,并启用针刺测试作为企业标准。将刀片电池作为其推进新能源战略的“制胜武器”,比亚迪究竟有何底气。具备五大超强性能刀片电池的产线及关键零部件,全部由比亚迪自主研发和制造。这得益于比亚迪多年来在新能源汽车和动力电池领域积累的丰富经验。对于品质的严苛追求,使比亚迪动力电池工厂在智能互联、生产效率、品质管控等方面成为全球标杆。据悉,刀片电池具备5大超级性能,即超级安全、超级强度、超级续航、超级寿命、超级功率。超级安全。比亚迪针对电池使用了7重安全维度,从5大方面进行安全评价验证,从4个层级构建全方位的动力电池安全体系。基于复杂工况,全生命周期的安全测试验证,比亚迪刀片电池测试体系覆盖面远高于现行国标的要求。超级强度。第一是振动强度,刀片电池的振动模态非常高,达到80赫兹以上,这样的模态可以保证刀片电池的超级派使用超过120公里;第二是模拟碰撞,满足60g碰撞加速度;第三是挤压强度,能承受最大挤压力为100-800kN,电池包仅轻微变形。第四是抗压强度,其最大承受力为445kN,相当于45吨卡车。超级续航。比亚迪创造性的把电池拉长,将电池固定在边框上,让电池同时变成结构件,成为支撑电池包的梁。既解决了固定的问题,也解决了强度的问题。不仅如此,比亚迪对电池包结构、模组进行了优化和升级,将刀片电池体积利用率提升了50%以上,续航里程达到了三元锂电池同等水平。目前,比亚迪汉实现了600公里续航,未来通过材料的创新升级,续航可达700~800公里。超级寿命。因刀片电池的材料结构和稳定性更好,其循环寿命折算里程数远远大于整车使用年限的要求。超级功率。目前刀片电池用33分钟就可以将电量从10%充到80%,基本满足绝大部分快充的需求。放电功率上,刀片电池支持比亚迪汉3.9秒的百公里加速,瞬间最大功率可达363kW,约500马力。不止于此,比亚迪还采用了部分区别于行业的特殊措施,以进一步确保电池的安全性。如比亚迪动力电池独创的动力电池CID技术,在比亚迪电池出现异常情况时,其保护系统、软件、硬件全部出现故障等极端条件下,仍有最后一道保护,即通过电池内部的气体将电池电流切断。在动力电池领域,比亚迪是有能力将该技术实际商用的唯一企业。比亚迪时刻以“安全”作为最大的前提,寻求“安全可靠”与“最高能量密度”的最优匹配,并贯彻到技术策略、产品策略和市场策略等系统中。作为一个同时横跨电动汽车和动力电池领域的企业,比亚迪更多是站在汽车的使用角度去实现动力电池的安全性能。随着市场容量的不断扩大,比亚迪动力电池在安全性方面的优势会越来越明显。安全标准再升级:针刺实验+重卡碾压实验在此次发布会前,《新能源汽车报》记者受邀前往位于重庆璧山区的比亚迪刀片电池新工厂进行参观。该工厂名为重庆弗迪锂电池有限公司,整个工厂内部环境和设施崭新干净,且生产线自动化程度非常高,这为刀片电池的生产工艺提供了坚实的保证。在针刺实验室环节,工作人员同时将三元锂电池、刀片电池放进实验室操作间,在相同的环境下,三元锂电池仅坚持几秒就发生了爆燃现象。而刀片电池一直保持稳定状态,无起火爆炸等现象,甚至在针刺点附近位置仅有较低程度的升温变化,表现出较好的安全特性。工作人员表示,刀片电池是目前全球唯一一款可以安全通过针刺测试的动力电池。针刺试验被称作电池安全测试领域的“珠穆朗玛峰”,是电池行业内最苛刻的测试。它模拟了电池的内短路,触发热失控,而热失控是动力电池爆燃的根本原因。“当新能源汽车遭受异物侵入,并伤及电池的时候,比亚迪刀片电池不会发生爆炸现象,可以有效的保护车内人员的安全。”比亚迪也将针刺实验作为企业标准。“在锂电池使用过程中,内短路是有可能存在和发生的,因此针刺测试是我们生产者从客户角度考虑,且必须要做的验证。如果说现有的行业标准是100分的话,那比亚迪要遵循的企业标准,就是150分。”王传福谈到。在4月7日的发布会上,有一个特殊的环节:比亚迪展示了重卡碾压实验。即一定重量的卡车从电池包上方缓慢驶过,通过卡车向下的重力和电池包两个支撑点向上的力形成三点弯曲,来评价电池包的抗压能力,抗压能力越强,表明电池包在Z方向的结构强度越高。为何要做重卡碾压实验。王传福表示,电池的高强度可提升整车的强度,在新能源车型发生碰撞翻滚等事故时,电池若具备优秀的抗压能力,能避免在遭受外物挤压时车辆起火的发生。因此,验证电池包的抗压强度是很有必要的。“目前整个行业以及各标准机构都没有碾压相关的说明和标准,该测试方法为比亚迪自己开发,为行业开了先河,同时也满足了客户与消费者的需求。”现场碾压测试结果显示,在经受满载超过46吨的重卡从电池包上方缓慢驶过后,刀片电池无重大变形,无漏液和热失控冒烟起火等现象,碾压前后单体电压、总电压、绝缘电阻前后无明显变化,表现出超高的强度和安全特性。产能爬坡 纯电全系切换刀片电池有了刀片电池这一“利器”,比亚迪开始加速推进EV战略。在发布会上,比亚迪发布搭载刀片电池的四款新车型:2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV及2021款e2,以强大的纯电矩阵向燃油市场发起猛烈冲锋。2021款唐EV除了搭载刀片电池外,还拥有“五星安全”和“三项全优”双重认证,是全球超安全专业纯电智能旗舰SUV。其0~100m加速仅4.4秒,制动距离34.5m,续航里程达565km,充电10分钟可跑118km,是当之无愧的“性能猛兽”。它同时搭载更懂用户的人机交互,更人性化的智能空间,给用户全方位的智能领航。2021款唐EV此次更加推四驱高性能尊荣型,0~100m加速仅为4.6秒,成为首款杀入30万元内的中大型四驱7座纯电SUV,综合补贴后价格为27.95万元-31.48万元。秦PLUS EV作为一款龙颜纯电轿跑,延续大放异彩的EVDragon Face设计语言,游龙跃动腰线搭配龙腾溜背造型,整体线条饱满灵动。佩刀而来的秦PLUS EV以快和远,成为同级车中的性能表率,同时摆脱了里程束缚和充电焦虑,远超同级的600km超长续航,百公里电耗低至12.9kWh。充电一次、通勤两周。30分钟直流快充,电量即可从30%充至80%。秦PLUS EV综合补贴后价格为12.98万元-16.68万元。宋PLUS EV为一线都市精英而来,是一款超安全智能纯电SUV。它延续了“宽体低趴”的造型风格,拥有新B级大轴距奢享空间。佩刀升级的宋PLUS EV配合全新一代智能温控系统,及德系豪车底盘调校,轻松突破505km续航。全系配备360°高清全景影像系统、全息透明影像系统、智能遥控驾驶、新能源专属的移动电站、VTOL 220V电源输出等智能科技配置,引领使用价值新高度。宋PLUS EV综合补贴后价格为16.98万元-18.68万元。2021款e2是一款具有动感时尚设计、搭载领先刀片电池技术、人性化智能交互多维升级的十万级超安全纯电精品。具备轻量化安全车身,全面的主被动安全配置,同时拥有401km巡航,百公里电耗低至10.8kWh,性能全面领先同级。2021款e2综合补贴后价格为9.98万元-11.58万元。此外,为了尽早实现战略目标,比亚迪将推行“少用油、不用油”的发展策略,即用DM-i超级混动快速普及替代燃油车实现“少用油”,并加速推进纯电市场在安全的基础上实现“不用油”。在发布会上,王传福宣布比亚迪纯电全系切换刀片电池。这需要自身具备强大的研发实力和生产能力。据悉,比亚迪弗迪动力电池共有重庆、深圳、西安、青海、长沙和贵阳六大生产基地,其中弗迪电池重庆工厂是刀片电池全球首家工厂,产能达到20GWh,二期计划增加15GWh,总产能为35GWh;长沙基地首条“刀片电池”生产线已于去年年底正式投产,设计年产能20GWh;弗迪贵阳工厂的“刀片电池”产能为10GWh,拟于今年7月投产。此外,蚌埠弗迪项目总投资60亿元,一期年产能为10GWh。按照规划,比亚迪2021年底刀片电池总产能将达到75GWh,2022年底产能或将进一步攀升至100GWh。不止于此,不久前比亚迪弗迪电池发布的一份内部招聘信息显示,弗迪电池新工厂筹建处(欧洲组)目前正在筹建海外第一个电池工厂。届时,比亚迪刀片电池的产能将实现快速爬坡,且具备外供的能力。王传福也在发布会上证实,“几乎每一个你能想到的汽车品牌,都在与弗迪电池洽谈合作。未来大家将看到刀片电池陆续搭载在国内外各主流品牌的新能源车型上。”

作者: 田野 详情
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新型聚合物电池诞生 充电速度比锂离子电池快10倍

很难想象我们的日常生活中没有锂离子电池。它们主导了便携式电子设备的小规格电池市场,也普遍用于电动汽车。与此同时,锂离子电池也存在一些严重的问题,包括:在低温下存在潜在的火灾隐患和性能下降;以及废旧电池处理对环境的影响相当大。据俄罗斯一研究团队的领头人、圣彼得堡大学电化学系教授奥列格·列文介绍,化学家们一直在探索将氧化还原活性的含硝基基聚合物作为电化学储能材料。这些聚合物的特点是能量密度高,由于快速氧化还原的动力学,这种聚合物电池充电和放电速度快。但具体实施到产品中时,面临的一个挑战是电导率不足,这阻碍了电荷的收集,即使使用高导电性的添加剂,如碳也难以解决问题。圣彼得堡大学的研究人员为了寻找解决这个问题的方法,合成了一种基于镍硒复合物(NiSalen)的聚合物。这种金属聚合物的分子就像一根分子线,将能量密集的硝酰垂体连接在上面。该材料的分子结构使其能够在较宽的温度范围内实现高电容性能。'我们在2016年提出了这种材料的概念。当时,我们开始开发一个基础项目 "基于有机金属聚合物的锂离子电池电极材料"。该项目得到了俄罗斯科学基金会的资助。在研究这一类化合物的电荷传输机制时,我们发现有两个关键的发展方向。首先,这类化合物可以作为保护层,覆盖在电池的主导体电缆上,否则就会用传统的锂离子电池材料制成。其次,它们可以作为电化学储能材料的活性成分,"Oleg Levin解释说。这种聚合物的研发花了三年多的时间。在第一年,科学家们对新材料的概念进行了测试:他们将各个成分结合起来,以模拟导电的主干和具有氧化还原活性的含硝基氧基的垂体。必须确保该结构的所有部分都能相互配合与加强。下一阶段是化合物的化学合成。这是项目中最具挑战性的部分。这是因为有些成分极为敏感,即使是科学家最轻微的错误也可能导致样品的降解。在获得的几种聚合物试样中,只有一种试样是足够稳定和高效的。新化合物的主链是由镍与Salen配体的复合物形成的(Salen这个名字是由水杨醛(salicylaldehyde)和乙二胺(ethylenediamine,en)组合而成)。一种能够快速氧化和还原(充放电)的稳定自由基通过共价键与主链相连。'使用我们的聚合物制造的电池可以在几秒钟内完成充电--比传统的锂离子电池快10倍左右。这一点已经通过一系列实验得到了证明。但是,现阶段,它的容量仍然落后--比锂离子电池低30-40%。Oleg Levin说:"我们目前正在努力改善这一指标,同时保持充放电速率。新电池的阴极已经制造完成,用于化学电流源的正极。现在我们需要负极,事实上,它不需要从头开始制作,可以从现有的电极中选择。它们搭配在一起将形成一个系统,在某些领域,可能很快就会取代锂离子电池。'新电池能够在低温下工作,在快速充电需求高的地方,它将是一个很好的选择。它使用起来很安全,没有任何可能构成燃烧危险的物质,不像现在普遍使用的钴基电池。它所含的可能对环境造成危害的金属也大大减少。Oleg Levin说:"我们的聚合物中含有少量的镍,但比锂离子电池中的镍含量少得多。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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2021年中国锂电池供应链发展状况

过去十年间,中国逐渐成为全球锂离子电池产业链的领军国家,培育出强大的、多元化的上游供应链,全面覆盖与电池生产相关的关键原材料和制造设备。中国厂商目前正积极布局下一代技术、拓展全球市场,并扩大生产规模。本报告旨在分析盘点当前中国电池供应链的发展趋势和竞争格局。2021年3月中国新发布电动汽车车型的电池系统能量密度首次突破200Wh/kg。另一方面,车企在追求高能量密度电池系统的同时, 低成本的磷酸铁锂(LFP)电池在中国乘用车领域的应用也快速回升。除新能源汽车外,锂离子电池替代铅酸电池的步伐也在加速,应用于两轮车和备用电源系统领域的锂电池产品正在得到快速推广和部署。作为最有希望的下一代电池技术,固态电池也吸引了大量中国企业积极投入固态电池制造、电解质和正极等领域的研发。当前市场领先的电池制造商、原材料供应商和新进入者都积极布局固态电池这一新兴市场。中国的电池原材料供应商通常采取多元化的业务布局。对于当前市场中的正负极隔膜电解液企业,部分企业倾向于专注单一领域并建立强大的产品阵容,以适应不同终端应用场景对电池差异化的产品性能要求。其他供应商则将业务横向扩展到多种关键原材料,以最大限度地提高规模经济效益。在新能源汽车销量和电池需求的乐观前景下,中国电池产业链的各环节都开始了新一轮产能扩张。同时,中国的电池原材料和设备供应商也借助与一线电池制造商业已建立的供应关系,积极拓展全球业务,在欧洲等新兴市场部署产能和本地化供应。一组数据200.2Wh/kg截至2021年3月,中国新能源乘用车电池包能量密度的最高记录63.6GWh2020年中国新能源汽车电池装机规模1,315第十四届中国国际电池技术交流会/展览会的参展企业数量

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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钠离子电池能取代锂离子电池吗?

钠离子电池是锂电池的潜在替代品,但锂离子电池的阳极却不能为钠离子电池提供同样的性能。对于钠离子电池来说,缺乏结晶结构的无定形碳被认为是一种有用的阳极,因为它有缺陷和空隙,可以用来储存钠离子。氮/磷掺杂的碳也具有不错的电性能。在《Applied Physics Reviews》中,来自浙江大学、宁波大学和东莞理工大学的研究人员描述了他们如何应用原子尺度的基本物理概念来构建钠离子电池的高性能阳极。掺杂的非晶碳,特别是富电子元素掺杂的非晶碳,是一个很好的储钠阳极,但对于钠存储的工作原理或掺杂碳的掺杂效果,还没有获得一致的解释。为了寻求答案,研究人员使用能级轨道的概念来解释吡咯氮和一个磷氧键的亲和力、它们的原子相互作用、电子分布和电子云配置。为了更近距离地了解独特的存储行为,他们应用了第一原理计算,这是一种利用基本物理量来计算物理性质的方法。它基于电子密度函数,这是量子力学的一个概念,可以揭示晶体的分子结构。当他们分析了嵌入在改性碳材料内的钠离子的电子分布、体系化学参数和吸附能量时,他们发现吡咯氮和磷氧键显示出真正的钠存储潜力。研究人员设计了一种水热处理方法来构建磷-氧结构的前体,然后在碳阳极上掺入双电子丰富的元素,显示出增强电池的循环寿命和容量的电化学性能。他们的阳极实现了5000次循环寿命,容量增强到220毫安时/克,并减少了容量损失(0.003%/循环)。论文标题为《Sodium storage behavior of electron-rich element-doped amorphous carbon》。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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胡勇胜团队:钠离子电池标准制定的必要性

摘 要 :钠离子电池具有资源丰富、成本低廉、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低、安全性好等诸多独特的优势,能够满足新能源电池领域高性价比和高安全性等应用的要求。然而钠离子电池作为一种全新的化学电源体系,在当前产业化和推向市场之际,国内外无任何可供使用的产品标准或规范,这将会严重制约钠离子电池技术和产业的发展,迫切需要制定相关的国家和行业标准,实现钠离子电池产品的检验规范化和质量标准化,规范市场秩序和推动技术进步。本文首先介绍了全球范围内锂资源和钠资源的形势;其次,对钠离子电池所具有的特性和优势、国内外的技术及产业化发展现状、存在的问题和未来的发展趋势进行了详细说明,并分析了目前全球范围内钠离子电池标准的现状及可供其参考的其他电池体系已有的标准或规范,指出了钠离子电池标准制定的必要性。最后概括了锂离子电池标准化工作的发展历程及借鉴意义,提出了在制定钠离子电池的标准时可结合其产品特点并借鉴锂离子电池标准化建设工作的具体建议。关键词: 钠离子电池;标准;产业化锂离子电池已经被证明是目前市场上最有影响力的电池产品,被广泛应用于便携式电子产品、电动工具和电动汽车等。近年来,随着这些行业的飞速发展,国内外锂离子电池的生产制造规模达到了空前高度,并且各大锂离子电池生产商还在不断扩大其产能,这必然导致锂资源的大量消耗和价格上涨,2015年碳酸锂价格就一度达到了14~16万元/吨。但是锂并不是一种丰富的资源,在地壳中的丰度仅约为17 ppm(1 ppm=10-6,余同)(图1),且分布极不均匀。据美国地质调查局(USGS)2019年最新报告显示,全球锂资源储量约6200万吨,其中南美洲国家阿根廷占比23.87%、玻利维亚占比14.52%、智利占比13.71%,分别位居全球锂资源储量前三,被称为南美洲地区的“锂三角”(图2)。这种锂资源分布的不均匀性势必又将导致全球范围内新一轮的“资源战争”,而且按照锂离子电池现在的发展速度,若不考虑回收,其应用将在几十年后受到锂资源的严重限制,如果再将锂离子电池应用到大规模储能市场,势必将加速这一过程。图1   地壳中部分化学元素的丰度图片图2   世界主要锂资源国家的探明储量和产量占比众所周知,元素周期表中钠与锂是处于同一主族且具有相似物理化学性质的金属元素,地球上钠资源储量非常丰富,元素含量约为23000 ppm,丰度位于第6位(图1),且钠分布于全球各地,可完全不受资源和地域的限制,所以在资源方面,钠离子电池比锂离子电池具有更大的优势。此外,钠离子与锂离子在电池体系中具有类似的脱/嵌机制(图3),对钠离子电池的研究与开发可缓解由锂资源短缺引发的新能源电池发展受限的问题。虽然在能量密度等方面与目前的锂离子电池相比还存在差距,然而在低速电动车和储能应用中成本和寿命是比能量密度更重要的指标,由此可以判断,钠离子电池将在低速电动车、大规模电力储能、5G通信基站、数据中心等应用领域拥有比锂离子电池更大的市场竞争优势。图3   钠离子电池的工作原理1 钠离子电池特性尽管钠是周期表中仅次于锂的碱金属元素,但两者在物理化学性质上的差异(表1)势必会造成相应电极材料在电化学性能上的差异。较重的钠离子质量和较大的钠离子半径致使钠离子电池的重量和体积能量密度无法完全与锂离子电池相媲美,而钠离子较大的离子半径也会引起电极材料在离子输运、体相结构演变和界面性质等方面的差异。因此,为了发挥钠离子电池自身的特性和优势,必须探寻不同于锂离子电池的新的材料体系。表1   锂与钠的物理化学性质对比注:1 Å=0.1 nm。然而,钠与锂物理化学性质上的差异所带来的影响不一定都是负面的,在某些方面具体其独特的优势:①由于钠离子与过渡金属元素离子的半径差异较大,在高温下更容易与过渡金属分离形成层状结构,使其层状氧化物的堆积方式具有多样化。含锂层状氧化物多为O型结构,而含钠层状氧化物具有丰富的O型和P型材料种类;②很多在含锂层状氧化物正极中没有电化学活性的过渡金属元素在含钠层状氧化物中具有活性。目前仅发现Mn、Co、Ni三个元素组成的含锂层状氧化物可以可逆充放电,而具有活性的含钠层状氧化物种类相对较多,Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等元素均具有活性且表现出多种性质;③钠离子在电极材料中的扩散速率并非一定低于锂离子,扩散速率的快慢与电极材料的晶体结构密切相关;④在充放电过程中,相同构型的电极材料由于传输离子的差异会产生不同的相变,特别是钠离子与空位的有序无序分布将产生重要影响;⑤较大的钠离子半径不一定会导致电极材料的体积发生巨大形变;⑥在极性溶剂中钠离子具有更低的溶剂化能,从而在电解液中具有更快的动力学,具有更高的电导率。另一方面钠离子的Stokes半径比锂离子的小,相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率,或者更低浓度电解液可以达到同样离子电导率;⑦钠离子电池在电池充放电过程中钠不会与铝产生电化学合金化反应,因此负极也可以采用铝箔作为集流体(铝箔价格约为铜箔的1/3),既有利于电池的安全(避免过放引起的集流体氧化且可以过放电至零伏),又达到了进一步降低电池成本的目的。此外,钠离子电池电极极片制作时,在铝箔集流体两面分别涂覆正极材料和负极材料,并将极片进行周期性的叠片,还可以做成双极性(bi-polar)电池。这在单体电池中实现了高电压,可大量节约其他非活性材料,进一步提升电池的能量密度。而且由于钠离子电池与锂离子电池相似的结构,在规模化生产中可借鉴锂离子电池的生产检测设备、工艺技术和制造方法等,可加快钠离子电池的产业化速度。钠离子电池在其他方面性能如高低温性能、安全性能等方面是否存在其自身特点及独特优势,仍需进一步挖掘。2 钠离子电池产业化现状及发展趋势2.1 产业化现状2010年以来,钠离子电池受到国内外学术界和产业界的广泛关注。目前,钠离子电池已逐步开始了从实验室走向实用化应用的阶段,国内外已有超过二十家企业正在进行钠离子电池产业化的相关布局,并取得了重要进展,主要包括英国FARADION公司、法国NAIADES计划团体、美国Natron Energy公司、日本岸田化学、丰田、松下、三菱化学,以及我国的北京中科海钠科技有限公司、浙江钠创新能源有限公司、辽宁星空钠电电池有限公司等(图4)。不同企业所采用电化学体系各有不同,其中正极材料体系主要包括层状氧化物(如铜铁锰和镍铁锰三元材料)、聚阴离子型化合物(如氟磷酸钒钠)和普鲁士蓝类等,负极材料体系主要包括软碳、硬碳以及软硬复合无定形碳等。图4   全球钠离子电池产业化布局英国FARADION公司较早开展钠离子电池技术的开发及产业化工作,其正极材料为Ni、Mn、Ti基O3/P2型层状氧化物,负极材料采用硬碳。现已研制出10 A·h软包电池样品,能量密度达到140 W·h/kg,电池平均工作电压3.2 V,在80%DOD下的循环寿命预测可超过1000次。美国Natron Energy公司采用普鲁士蓝材料开发的高倍率水系钠离子电池,2 C倍率下的循环寿命达到了10000次。但普鲁士蓝(白)类正极材料压实密度较低,生产制作工艺也较复杂,其体积能量密度仅为50 W·h/L。由CNRS、CEA、VDE、SAFT、Energy RS2E等多家单位共同参与成立的法国NAIADES组织开发出了基于氟磷酸钒钠/硬碳体系的1 A·h钠离子18650电池原型,其工作电压达到3.7 V,能量密度90 W·h/kg,1 C倍率下的循环寿命达到了4000次。但是钒有毒性且原料成本较高。同时氟磷酸钒钠电子电导率偏低,需进行碳包覆及纳米化,且压实密度低。此外,丰田公司电池研究部在2015年5月召开的日本电气化学会的电池技术委员会上也宣布开发出了新的钠离子电池正极材料体系。三菱化学也与东京理科大学一直在开展关于钠离子电池方面的合作研究。国内钠离子电池技术研究也一直处于前列,其中浙江钠创新能源有限公司制备NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2三元层状氧化物正极/硬碳负极体系的钠离子软包电芯能量密度为100~120 W·h/kg,循环1000次后容量保持率超过92%。依托中国科学院物理研究所技术的中科海钠公司已经研制出能量密度超过135 W·h/kg的钠离子电池,电池平均工作电压3.2 V,在3 C/3 C、100%DOD循环1000次后容量保持率91%。现已实现正、负极材料的百吨级制备及小批量供货,钠离子电芯也具备了MW·h级制造能力,并率先完成了在低速电动车和30 kW/100 kW·h储能电站的示范应用。2.2 存在的问题及发展趋势钠离子电池技术和产业的发展一定程度上可以借鉴锂离子电池,可谓是“站在了巨人的肩膀上”。然而也要意识到目前在钠离子电池产品研发和实现其产业化的过程中依然面临着一些挑战[]:①目前钠离子电池处于多种材料体系并行发展的状态,而其中一些正、负极材料体系加工性能等还有待进一步提高。其中负极无定形碳材料还有首周库仑效率偏低、储钠机理尚未明确等问题。此外,与正负极材料相匹配的电解液体系的开发也不足;②虽然目前钠离子电池的大部分非活性物质(集流体、黏结剂、导电剂、隔膜、外壳等)可借鉴锂离子电池成熟的产业链,但是对于核心的正负极材料和电解液等活性材料的规模化供应渠道依然缺失,其来料稳定性无法保证,进而影响生产工艺过程和产品质量的稳定性;③相比于锂离子电池,现有的钠离子电池体系能量密度还较低,单位能量密度下的非活性物质用量和成本占比会有一定的增加,致使其活性材料的成本优势无法完全发挥出来;④钠离子电池可参照锂离子电池设计及生产工艺技术,但却无法完全照搬,如钠离子电池负极使用铝箔集流体带来的产品设计、电极制作及装配工艺等的变化,化成老化工艺区别等;⑤由于钠离子电池工作电压上下限与其他成熟电池体系的差异以及较强的过放电忍耐能力等,现有的电池管理系统无法完全满足钠离子电池组的使用要求,需要重新设计开发;⑥目前暂无任何正式的有关钠离子电池的标准和规范发布,影响钠离子电池制造工艺的规范化及产品质量的一致性,也会导致不同企业之间的产品难以统一和标准化,不利于产品的市场推广和成本降低。接下来,钠离子电池的发展将会更加注重于解决产业发展过程中的工程技术问题和开发符合目标市场需求的产品,其相关技术和产业的发展趋势可以从以下几个方面来进行考虑。①进一步提高正负极材料体系的综合性能,并优化改性其生产制备工艺,提高材料稳定性。优化电解液体系,构筑更加稳定的正极|电解质和负极|电解质界面等。②根据不同应用场景逐渐形成对应的主流钠离子电池体系。同时优化电池设计及生产制造工艺,降低非活性物质的用量,继续提高电池能量密度、循环寿命以及安全性能。③结合钠离子电池特点针对性发展并优化适用于钠离子电池的相关技术体系,包括电芯设计、极片制作、电解液/隔膜选型、化成老化以及电芯评测等技术。④根据钠离子电池的特性针对性开发相应的电池管理系统,以进一步提升电池组整体寿命以及安全性。同时优化钠离子电池成组技术,如开发钠离子电池的无模组电池包(CTP)技术、双极性电池技术等。⑤联合更多的科研单位及企业共同攻关,打通钠离子电池上下游供应链,尽早完成针对钠离子电池的相关必要标准的制定。⑥调整生产规模,优化销售环节,降低钠离子电池的单位成本,提高市场的接受程度(尤为重要)。根据现有的钠离子电池技术成熟度和制造规模水平,将首先从各类低速电动车应用领域切入市场,然后随着钠离子电池产品技术的日趋成熟以及产业的进一步规范化、标准化,其产业和应用将迎来快速发展期,并逐步切入到各类储能应用场景,如可再生能源(如风能、太阳能)的存储、数据中心、5G通讯基站、家庭和电网规模储能等领域。3 钠离子电池标准现状国际标准包括各类国际标准组织制定的世界范围内适用的标准、发达国家的国家标准、区域性组织的标准、国际上权威的团体标准和企业标准中的先进标准等。我国的标准一般有国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。国际上涉及电池相关标准的机构,主要有国际电工委员会(IEC),国际标准化组织(ISO)、联合国危险货物运输委员会(UN/CETDG)等,我国相关机构主要有国家标准化管理委员会、中国电子技术标准化研究院和全国信息技术标准化技术委员会等。通过这些机构所提供的公开系统进行查询发现,截至目前,未查询到有专门针对钠离子电池有关的国际标准、国家标准、行业及地方标准等。这主要是由于全球范围内钠离子电池还处于产业化的初级阶段,上下游产业链还不是十分成熟,导致目前暂无正式的标准或规范推出,但相关企业和从业人员已经逐渐开始关注钠离子电池标准的布局工作。钠离子电池与锂离子电池有相似的工作原理和电池结构等,可以沿用和借鉴现有已成熟的锂离子电池生产工艺和产业链。因此,钠离子电池作为类似产品在一定程度上可以参照锂离子电池已发布或引用的相关标准及规范。锂离子电池经过二十多年的发展,其各类国家、行业和地方标准或规范的覆盖面已经十分广泛,全面涉及到了电池的术语和定义、命名规则、产品设计要求、试验方法、质量评定程序、安全及环境适应性能,标志、包装、运输和贮存等方面的内容。现阶段钠离子电池企业也主要是参照或借鉴这些标准或规范的相关内容(表2),并结合钠离子电池自身的特性和产业发展情况来制定各自的企业标准或产品规范,以此规范产品设计及制造工艺、确保产品质量的一致性,但这也会导致不同企业之间的产品难以统一和标准化,性能和技术水平参差不齐。表2   可供钠离子电池参考的相关标准当然,钠离子电池具有其独特的性质,完全参考锂离子电池已发布或引用的标准及规范存在较大的局限性。钠元素的自然属性决定了钠离子电池特性与锂离子电池不同,主要体现在:①Na+/Na电对的标准电极电位比Li+/Li高约0.3 V,表现在钠离子电池工作电压范围与锂离子电池的差异,所有参照标准或规范中与此相关的各项参数指标无法通用,需要进行调整;②钠离子在电池材料中嵌入与脱出动力学性能与锂离子不完全相同,各类标准中涉及到产品性能检验部分的内容需要变更;③钠离子电池可以采用铝箔作为负极集流体,不存在过放电的问题,还可在放空电后甚至是零电压下运输,因此一些安全测试标准、产品运输及储存规范等也不能通用。综上所述,专门制定适用于钠离子电池的标准对于其技术和产业的发展意义重大。4 锂离子电池标准化工作的发展及借鉴意义4.1 锂离子电池标准发展历程1991年,日本SONY公司首次推出了18650这种标准型的电池型号,开启了锂离子电池的商业化应用,并应用于笔记本电脑、手机、数码相机等便携式电子产品。在我国早期的锂离子电池应用过程中,其产品标准主要参照各生产制造企业的企业标准,后随着我国锂离子电池产业规模不断扩大、产品性能不断提高,亟需制定统一的锂离子电池行业或国家标准。1998年,我国电子工业部发布了行业标准《SJ/T 11169—1998锂电池标准》,首次提到了对锂离子电池的相关技术要求,但没有严格区分锂电池(原电池)和锂离子电池。1999年,我国信息产业部发布了第一个专门针对锂离子电池的行业标准《YD/T 998.2—1999移动通信手持机用锂离子电源及充电器充电器》。随后在2000年,中国电子技术标准化研究院牵头主导了国家标准《GB/T18287—2000蜂窝电话用锂离子电池总规范》的制定,这是全球首部关于锂离子电池的国家标准,对推动我国锂离子电池的产业和技术发展起到了非常重要的作用。至此,锂离子电池标准化发展首次经历了从企业标准到行业标准再到国家标准的过程。近年来,随着锂离子电池应用从传统的便携式电子设备发展到新能源电动车、储能系统等领域,单一化的标准体系模式已难以适应。以综合标准化为原则,锂离子电池全产业链、全生命周期(包括产品回收)、全应用领域标准的制定工作等正在逐步推进。同时,2018年12月,为适应产业发展需求,有关单位提出了筹建全国锂离子电池及类似产品标准化技术委员会的申请,其中类似产品包括了正在研制开发的钠离子电池、镁离子电池、锂金属蓄电池和锂离子固态电池等。综上所述,根据锂离子电池标准的发展历程,作为其类似产品的钠离子电池的各项标准化建设工作是有迹可循的。4.2 钠离子电池标准技术体系框架2016年11月,工信部正式发布了《锂离子电池综合标准化技术体系》,首次将锂离子电池及类似产品的标准化工作纳入了统一的宏观规划。该技术体系将锂离子电池及类似产品的标准分为了5种:基础通用、材料与部件、设计与制程、制造与检测设备以及电池产品。而作为锂离子电池的类似产品,钠离子电池在其标准化建设时也可借鉴锂离子电池的方式建立对应的标准技术体系框架(图5),完善其标准体系布局。图5   钠离子电池综合标准化技术体系框架综上所述,虽然现有的锂离子电池标准或规范不能在钠离子电池上通用,但锂离子电池的标准化工作的发展历程、标准体系的编制原则和构成、发展现状等对后续钠离子电池的标准化工作建设具有非常重要的借鉴和指导意义。5 对钠离子电池标准发展必要性和建议标准的制定和统一,可规范专业用语,起到较好的行业引领作用,带来规模化效应以降低成本,抢占标准化制高点,并有助于服务企业,满足市场需求。同时电池产品的标准,尤其安全标准是约束产品质量的重要依据,也是规范市场秩序和推动技术进步的重要手段。近年来,低速电动车以及各类储能应用等领域呈现高速发展的态势,钠离子电池凭借独有的优势,其研究及产业化迎来了前所未有的机遇。目前已陆续成功在各目标领域开展了示范应用,相关产品也在逐步面向市场推开,与钠离子电池关联的产业蓄势待发,这对制定钠离子电池相关标准的需求日益迫切。首先,在无钠离子电池产品相关国家标准、行业标准和地方标准的情况下,当钠离子电池产品开始进入市场推广应用时,应由相关企业根据产品特点并结合低速电动车和储能等目标应用领域的使用要求制定钠离子电池产品的企业标准,并上报有关行政主管部门审核、备案,以此作为企业组织产品生产、判定产品质量以及销售的依据。可从专业术语、产品开发设计、生产制造、性能指标及检验方法、使用方法和注意事项以及贮存运输等环节入手,并参照和借鉴锂离子电池的相关标准的情况开展钠离子电池产品企业标准的制定工作。其次,随着钠离子电池产业进入快速发展期,建议各级有关部门将钠离子电池的标准研究列入科技计划,给予科研经费支持,引导钠离子电池领先企业投入人力、物力进行前瞻性研究和布局。同时成立专项小组,由领先企业牵头起草,在条件成熟适时推出具备科学性、适用性和可执行性的钠离子电池相关国家、行业和地方标准,统一并规范钠离子电池产品的技术要求并作为行业准入门槛。同时,在国家提出的“中国标准走出去”战略指导下,积极向国际有关标准机构提交钠离子电池国际标准的制修订项目提案,主导或参与制定钠离子电池相关国际标准。并争取国内钠离子电池标准或者标准中的技术内容被国外标准采纳或直接转化为国际标准,进而提高我国钠离子电池产业的竞争力,促进整个钠离子电池产业链的健康、可持续发展。最后,根据产业和技术的进一步发展,逐步细分并详细制定钠离子电池的各类标准,覆盖其产业链和生命周期(图6)。从钠离子电池产业链的角度,可以分为原辅材料、电芯、电池管理系统、电池组、检测及生产设备、工厂设计等标准;从钠离子电池生命周期角度,可以分为设计、生产、运输、贮存、使用、回收等标准。与此同时,还应该意识到标准是对一定时期的总结归纳,用以指导产品技术和产业的发展方向。但是由于钠离子电池技术和产业的不断发展,相关新技术等的不断出现,原有的标准可能不能完全适应,进而对产业技术的发展起到反作用,此时需要根据钠离子电池的技术发展状态与时俱进,适时开展相应标准的制修订工作。图片离子电池标准分类此外,制定钠离子电池相关标准不仅要基于各阶段降成本驱动抑或是大规模标准化生产等的需求,也要为将来电池回收利用及环保等方面进行考虑;同时加强标准数据库及共享体系的建设,成立公开、透明、关联的标准共享平台,并适时推进钠离子电池标准的国际化,争取在全球钠离子电池产业中掌握优先权和主动权。6 结 语钠离子电池应用技术兼具高性价比和高安全的优势,当面对即将到来的大规模储能国家战略需求以及崛起的智能电网覆盖下的家庭储能市场时,可缓解因锂资源短缺引发的新能源电池发展受限的问题,同时可实现在新型储能应用中的无铅化,产业化前景相当乐观。从竞争格局来看,我国钠离子电池无论从技术水平还是产业化推进速度在国际上都处于前列,且拥有钠离子电池核心技术和自主知识产权,自主创新也是标准的灵魂。产业发展,标准先行,事实证明,标准意味着市场认可的新技术与新规范,主导标准者才能占据市场竞争和行业的制高点。在这方面,我国已具备较大优势,应力争获得全球钠离子电池标准制定的主导权,引领钠离子电池技术与应用的发展趋势。现阶段,优先支持部分性能优异的钠离子电池产品进入国家或地方电池类产品目录,可尽快推动钠离子电池的市场化应用,为促进我国新能源电池行业的发展做出贡献。而标准则可作为钠离子电池产品进入国家或地方产品目录的检验依据和准入门槛。因此,制定钠离子电池相关标准刻不容缓。引用本文: 周权,戚兴国,陆雅翔等.钠离子电池标准制定的必要性[J].储能科学与技术,2020,09(05):1225-1233.ZHOU Quan,QI Xingguo,LU Yaxiang,et al.The necessity of establishing Na-ion battery standards[J].Energy Storage Science and Technology,2020,09(05):1225-1233.

作者: 周权 胡勇胜等 详情
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中美科学家研有机聚合物制高性能电极 或实现低成本钠离子电池

下一代电池中的锂离子可能会被更丰富、更环保的碱金属或多价离子所取代。不过,最主要的挑战是要研发稳定的电极,能够将高能量密度和快速的充放电速率相结合。最近,中国和美国的科学家就研发了一种由有机聚合物制成的高性能电极,可用于低成本、环保且耐用的钠离子电池。目前,锂离子电池是最先进的技术,可用于便携式设备、储能系统和电动汽车,而且锂离子电池技术在今年荣获诺贝尔奖。不过,下一代电池有望使用更便宜、更安全、更环保的材料,实现更高的能量密度和容量。目前,研发得最多的电池种类都基本采用了与锂电池相同的充放电技术,不过通常锂离子都被钠、镁和铝等廉价的金属离子所取代。然而,这种替代也使得需要对电极材料做出重大调整。有机化合物是很好的电极材料,首先,不含有害和昂贵的重金属;其次,可以用于不同的用途。不过,缺点是会溶解在液体电解质中,导致电极不稳定。美国马里兰大学(niversity of Maryland)的Chunsheng Wang及其团队与国际科学团队合作,推出了一种有机聚合物,能够成为高容量、快速放电且不易溶解的电池阴极材料。根据该项研究,在钠离子电池中,该种聚合物在容量传递和容量保留方面优于目前的聚合物和无机阴极,而在多价镁离子和铝离子电池中,此种表现也没有落后太多。科学家们发现六氮杂三萘(HATN)是一种非常合适的阴极材料,而且已经在锂电池和超级电容器中对此种化合物进行了测试,证明其能够成为一种高能量密度的阴极,快速插入锂离子中。但是,与大多数有机材料一样,HATN会在电解液中溶解,导致在充放电循环过程中,阴极不稳定。科学家们解释说,现在的关键是通过让单个分子之间联系,稳定材料的结构,结果得到了一种称为聚合HATN或PHATN的有机聚合物,能够让钠、铝和镁离子具备快速的反应动力和高容量。在组装好电池后,科学家们采用高浓度电解液测试了PHATN阴极,并发现非锂离子具有优异的电化学性能。该钠电池可以在高达3.5V的高压下工作,即使经过5万次循环,其容量仍可维持在每克100毫安时以上。研究人员认为此类聚合对二氮杂苯阴极(对二氮杂苯是一种基于HATN的有机物,是一种芳香烃类富氮有机物质,含有果味),可实现环保、高能量密度、充放电快速且超稳定的下一代可充电电池。

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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中科院物理所在聚合物固态钠电池研究中取得进展

固态电池是发展下一代高安全、高能量密度电池的关键技术。在发展固态电池的技术路线中,聚合物电解质由于具有良好的柔韧性,有利于在电极与电解质之间形成良好的界面接触,能够承受电极材料在充放电过程中的体积形变,且质量轻、易于加工,适合大规模生产,受到学术界研究人员的广泛关注。聚合物固体电解质(SPE)传统制备工艺流程通常是溶液溶解浇筑-自然风干成膜-真空高温烘干去溶剂。然而由于真空高温烘干为单纯物理方法很难将SPE膜中残余的溶剂分子100%去除(图1a),残留的液体会导致电池在随后的循环过程中发生溶剂分子分解以及在界面处与电极发生副反应,从而导致界面阻抗增大、极化增大、循环寿命和库伦效率低等一系列问题。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源实验室E01组博士刘丽露和戚兴国,在研究员胡勇胜和副研究员索鎏敏的指导下,提出一种通过化学反应原位去除SPE中残余自由溶剂分子的方法。该方法关键在于通过调控选取合适溶剂、盐以及添加剂组合,在溶剂去除过程中巧妙设计盐-溶剂分子-添加剂两步化学反应过程,实现将残留的溶剂最终转化为一种稳定添加剂表面包覆层(图1b),进而达到彻底去除残余溶剂的目的。采用去离子水和NaFSI分别作为溶剂和盐,聚合物选择可溶于水的PEO。NaFSI结构上的S-F键不稳定,遇水会发生微弱的水解产生HF,进一步添加纳米Al2O3颗粒将中间产物转化为AlF3·xH2O(图1,图2)。采用该工艺制备的SPE有效地降低了固态电池界面副反应,极大地提升了电池的库伦效率、循环稳定性和倍率性能。采用磷酸钒钠(NVP)和金属钠(Na)分别作为正极和负极组装固态电池NVP|SPE|Na,NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na固态电池首周可逆比容量为110mAh/g,库伦效率为93.8%,达到了采用液体电解质时的水平。NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na固态电池在1C倍率下循环2000周的过程中,库伦效率始终保持在~100%,循环2000周以后容量保持率为92.8%,平均每周容量衰减率仅为0.0036%。对金属钠的对称电池在100 μA/cm2的电流密度下可稳定循环800h(图3b)。电池循环过程中电化学阻抗谱也保持相对稳定。采用该研究工作中所设计的SPE组装的固态钠电池的循环稳定性是目前所报道的循环稳定性最好的聚合物固态钠电池(图3)。该工作利用盐的吸水性和盐本身的性质,实现了原位化学反应去除SPE中残余溶剂(水)分子,并且SPE的整个制备过程在空气中进行,无需湿度控制或气氛保护。同时,水作为溶剂实现了绿色、无污染、低成本的SPE制备过程。该工作对于发展固态锂/钠电池中原位反应控制界面、人为调控界面具有重要的借鉴意义。该研究结果近日发表在ACS Energy Letters上(ACS Energy Letters,2019,4, 1650-1657),文章题为In Situ Formation of a Stable Interface in Solid-State Batteries。相关工作得到国家重点研发计划(2016YFB0901500)和国家自然科学基金(51725206, 51421002和51822211)的支持。图1.(a-b)SPE制备过程示意图:a)传统过程;b)所设计的过程;(c)NaFSI和NaTFSI的化学结构图2. (a) FSI-1%Al2O3-AQ、FSI-1%Al2O3-AN和TFSI-1%Al2O3-AQ电解质膜的XPS图谱;(b) Al2O3分别在NaFSI水溶液、NaFSI乙腈溶液和NaTFSI水溶液中反应后的红外光谱;(c) Al2O3分别在NaFSI水溶液、NaFSI乙腈溶液和NaTFSI水溶液中反应离心后的照片和TEM图;(d-e) Al2O3在NaFSI水溶液中反应离心后的高分辨TEM图(d)和XPS图谱(e)图3.(a)NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na的长循环性能及其循环过程中的阻抗变化;(b)Na|FSI-Al2O3-AQ|Na的循环性能及其循环过程中的阻抗变化;(c)聚合物固态钠电池的平均容量衰减率总结

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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研究表明消除电池材料的氢气可以提高电池性能

据外媒报道,研究钠离子电池的加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的科学家发现,存在于电池材料的氢气是导致电池降解和性能损失等许多缺陷的原因。而如果在生产过程中将氢气从电池材料中排出,可使钠离子电池达到与锂离子电池相竞争的性能水平。根据基于钠离子电池技术研究,采取措施避免在生产过程中向电池材料中添加氢气可以改善其长期性能。随着锂离子电池的生产呈现指数级持续增长,电池材料(包括锂本身)供应短缺等潜在问题变得更加突出。虽然回收电池可能会减轻影响,但使用储量更丰富的材料生产电池将会带来成本下降,也更环保。用钠取代锂是电池研究领域希望实现的目标之一。但暂时没有将这种电池技术实现商业化,这是因为钠离子电池往往会比锂离子电池更快地降解,并失去其容量。由于电池质降解和性能损失也是锂离子电池面临的的一个问题,因此采用降解速度更快的钠离子电池难以得到广泛应用。加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的科学家在发表在“材料化学”杂志上的一篇论文中指出,钠锰氧化物(一种常见的电池阴极材料)的大部分降解是由材料中存在的氢引起的。他们还认为,类似的机制可能会对锂离子电池性能产生负面影响,但需要更多的研究来证明这一点。加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的研究表明,作为世界中最丰富的元素之一,氢在电池生产的许多阶段进入材料中,氧化锰层中氢的存在减少了锰原子分解和溶解所需的能量。加州大学圣巴巴拉分校材料科学家Chris Van de Walle解释说,“由于氢原子很小且反应活泼,成为了电池材料中常见的污染物,对电池性能产生不利影响,而电池生产厂商可以在制造和封装电池的过程中采取措施抑制氢气的混入,从而提高电池性能。”

作者: 刘伯洵 详情
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新型储能电池为何“钠”么难

不管是新能源汽车,还是太阳能、风能等,在人们利用这些可再生能源的同时,拥有优异性能的可充电电池都会成为关注的焦点话题。与商业化的锂离子电池相比,钠基储能电池具有价格低廉和原料易得的显著优势,因此被期待成为下一代新型储能电池,在可再生能源储存中力挽狂澜,以实现绿色大规模的能量储存与转化。近日,《细胞》子刊《化学》在线刊登了武汉大学化学与分子科学学院教授曹余良研究团队针对高能钠—金属电池的研究进展及发展前景的总结论述。“我们想为未来该领域的研究方向提供一定的思路,同时对于不同钠—金属电池的研究也能促进对其他电池体系的理解及研究。”曹余良说。锂离子电池的“替补队员”空调遥控器突然没电?用到一半的手电筒无法发光?望着手中这些用量迅速耗竭且无法重复利用的锌锰电池,曹余良索性将几节可充电电池装入槽内。作为一类重要的储能方式,可充电电池在日常生活中发挥着难以替代的作用。锂离子电池就是其中之一。“当对电池进行充电时,锂离子从含锂化合物正极脱出,经过电解液迁移到负极。而负极的碳材料呈层状结构,到达负极的锂离子嵌入碳层中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。”曹余良告诉《中国科学报》,锂离子电池的比能量高和适用范围广,不仅在便携性电子设备领域占据巨大的市场并逐渐应用在电动汽车领域,在储能方面也极具“后劲”。但凡事过犹不及,市场需求和成本的快速增长,以及锂资源的不均匀分布,这些也引发了人们对于锂离子电池应用与规模储能领域的担忧。“例如,一辆电动汽车的动力就相当于几万个手机电池的串并联,这些会造成锂和相关材料的用量激增。倘若将其用于储能,会进一步加剧对锂资源的担忧,同时可能更加推高相关材料的价格,增加电力使用环节的负担。”曹余良介绍,在某种程度上发展高效可再生新能源的一个重要环节就是发展储能系统。是否可以发展一种锂离子电池的“替补队员”呢?为此,团队将目光转向了它的“兄弟”——钠。“钠离子电池和锂离子电池的工作原理相似,而且钠在海洋中无处不在,储量是锂的几千倍,更容易廉价获得。”曹余良说。不过,由于钠具有更大的离子半径和更高的氧化还原电势,相比于锂离子电池,钠离子电池一般只有较低的能量密度,合适的正负极材料也仍在探索中,商业化应用并不成熟。正负极材料为何“钠”么难针对钠离子电池能量密度较低的困境,一类低价且高能量的新型钠—金属电池应运而生,当然这离不开各种新型正负极材料的开发和使用。论文作者之一、武汉大学化学与分子科学学院博士王云晓介绍,这些电池体系中,钠金属被直接用作负极,可实现高达1160 mAh g-1的比容量和低至-2.714 V(相对于标准氢电极电势)的氧化还原电势。而丰富的O2、温室气体CO2、SO2以及单质S均可作为正极材料,从而构成各类钠—金属电池。“理论上,这些电池体系分别以气态O2、CO2、SO2或固态S作为正极活性材料;但事实上,正极材料往往需要负载在多孔碳中才可以表现出较高的电化学活性,这些多孔碳基体并不直接参与电化学反应,而是作为电荷转移的介质和活性材料的载体。”王云晓说,正极材料和放电产物的低导电性是首当其冲的难题。“尽管构建高导电性的正极载体可以一定程度上缓解这一问题,但值得注意的是,不同的钠—金属电池可能需要不同的孔尺寸及形貌才能实现较好的电化学性能。”另外,迟缓的反应动力学和较高的过电势也是一大挑战。不过,引入催化剂可能是一种行之有效的提高正极反应活性的方法。此外,降低催化剂尺寸至纳米颗粒、量子点甚至单原子级别可以得到最大化的催化活性中心。王云晓告诉记者,不同的电池体系对应不同的催化需求。例如,在Na-O2体系中,催化剂的选择可能取决于其对于O2/O2-的亲和性以及对电极界面O2-中间体的稳定作用,如贵金属和过渡金属氧化物等;在Na-CO2电池体系中,目前仅报道了一种双金属氧化物具有一定的催化作用,可有效促进稳定放电产物Na2CO3发生可逆电化学反应的催化剂仍在寻找中;在室温Na-S电池中,理想的催化剂应具有良好的亲硫性,这样不仅可以通过化学键合作用实现对多硫化物的固定作用,还可以促进不同硫物种之间转化的动力学过程。“钠负极的钝化限制了电池的放电容量,同时充放电过程中的过电势降低了电池的库伦效率。在这一方面,我们仍需要更多的基础研究来揭示负极反应过程。另外,行之有效的抑制钠枝晶的形成以及保护高反应活性的钠金属电极的方法也仍待探究。”王云晓说,正极和钠负极的电解液相容性的全局考虑也至关重要。目前关于钠金属负极和不同正极之间的研究是相对独立进行的,而全电池的研究相对缺乏。商业化前景尚不明朗除此普遍的正负极材料问题,不同的钠—金属电池各自也存在不同的挑战,这为其商业化应用蒙上了一层阴影。曹余良介绍,对于Na-O2电池,其反应机理尚不明确。为得到更低的过电势和更高的循环寿命,有效实现Na-O2为主要反应产物的方法仍待研究。此外,对于Na-CO2电池的研究也还十分有限,其较低的反应可逆性及较差的循环性仍亟待解决。“未来的研究可能集中在气态CO2正极的设计和高电压电解液的探索上。”基于目前对Na-SO2电池的研究结果,曹余良表示,NaAlCl4·2SO2无机电解质的使用对于实现Na-SO2电池的长循环、稳定性和安全性至关重要。研究可替代不稳定的钠金属的负极材料、反应机制如充放电过程中较大的电压滞后以及充电过程中具体的反应路径、新的有机电解质体系,特别是凝胶和固态电解质的研究对Na-SO2电池的发展都是亟待解决的问题。幸运的是,对于室温钠硫电池,电化学性能已取得突破性进展,然而其作用机制也尚不明确。“硫电极在不同电解液体系中的电化学行为研究十分匮乏,硫在醚类和碳酸酯类电解液中的表现也仍缺乏令人信服的解释。因此,探索反应过程中复杂的反应机理的原位检测技术十分必要。”他说。曹余良认为,尽管钠—金属电池的商业化前景尚不明朗,但其高能量密度及低成本优势在钠离子电池家族中仍表现出较强的竞争力。未来团队将着力开展金属钠负极的保护和优化。对于正极材料,研究将重点放在空气和固态硫电极上,同时发展非燃电解液体系,提升金属钠电池的安全性能。“我们希望能在钠空气和钠硫电池方向取得突破性进展,为新型储能电池的未来市场提供更多有利选择。”曹余良说。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.05.026《中国科学报》 (2019-07-08 第7版 能源化工)原标题:新型储能电池为何“钠”么难

作者: 沈阳蓄电池研究所新闻中心 详情
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为储能电池“加料” 我国科学家研制出新型钒液流电池电极材料

记者从长沙理工大学获悉,该校丁美、贾传坤教授团队,联合重庆大学教授孙立东、中科院北京纳米能源与系统研究所研究员孙其君,及中科院金属研究所等多个科研团队,利用电沉积和氧化还原靶向催化交叉结合技术,共同开发出了一种大规模储能钒液流电池用的普鲁士蓝复合电极材料,可显著提高钒液流电池功率密度和能量效率。这种新型电极材料,有望助推钒液流电池“提质降本”,为其进一步商业化应用提供了新思路。目前,成果进入应用孵化阶段,这一研究成果也于日前发布于全球工程技术与材料类著名期刊《SMALL》上。可再生能源开发和利用的迫切性,众所周知。可再生能源的快速发展,则有赖于高安全、低成本、长寿命的大规模储能新技术。电化学储能,是储能技术的一个重要分支。其中,钒液流电池因具有循环寿命长、安全可靠、功率与容量独立等优点,是目前最有应用前景的大规模储能技术之一。不过,要将这类电池产业化,则“受制”于电池性能和成本。电极材料是决定钒液流电池功率成本和效率的关键材料之一。目前,最常用的电极材料为碳毡或石墨毡,这类电极材料对钒离子的催化活性低,比表面积也低,成为钒液流电池“提质降本”,进入商业化应用的瓶颈。寻找到高活性、低成本的电极材料,是业内专家研究的热点和重点。研究团队历时3年,开发了该种普鲁士蓝复合电极,有效提升了钒离子反应活性,从而显著提高了钒液流电池功率密度和能量效率。“用这个复合电极组装的钒液流电池,功率密度较碳毡电极提升了50%以上。在100毫安每平方厘米的电流密度下,能量效率甚至超过88%。”丁美说。

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钒电池能否挑战锂电池地位?业内专家:前者更适合规模储能环节

锂电池产业已经十分成熟,资本市场也已经孕育了宁德时代(300750,SZ)等优质龙头。新能源电池的路线这么多,这一产业未来是否还会有黑马杀出?钒电池成为被看好的其中一条路线。今日(7月31日),由四川省钒钛钢铁产业协会和中国铁合金在线联合主办的第十届中国钒业发展论坛在成都召开。会上,钒电池技术路线成为业内热议问题。多位业内专家表示,随着风能、太阳能等清洁能源的发展,储能环节将为钒电池带来巨大的需求。相较锂电池,钒电池的安全性、储能容量都有优势。不过,钒电池要完成成熟的商业化进程,还需要解决高成本等制约条件。中国科学院金属研究所研究员严川伟表示,大规模储能环节适合钒电池。图片来源:每经记者 胥帅 摄钒电池需求在规模电力储能在第十届中国钒业发展论坛上,钒资源的发展等成为热议问题。“加快培育世界级钒钛钢铁现代产业集群。”四川省经济和信息化厅党组成员、副厅长翟刚在论坛上表示,四川钒资源储量约占全国总储量的63%,大部分集中在四川攀西地区。其中,攀钢集团钒产业国内第一,目前也是世界排位第一。在四川省“5+1”现代产业体系中,提出加快建设钒钛钢铁稀土等先进材料产业。钒电池,曾经在2018年火过一阵。伴随钒电池概念的兴起,2018年的攀钢钒钛因掌握上游资源被资金热炒。当年9月到10月间,攀钢钒钛(000629,SZ)股价上涨超过了50%。不过钒电池的商业应用迟迟未有突破,炒作幅度自然无法与成熟的锂电池板块相比拟。从规模看,截至2019年底,中国已投运储能项目累计装机规模32.4GW,其中电化学储能的累计装机规模位列第二。这当中,锂离子电池的累计装机规模最大,为1378.3MW,占比80.6%;钒电池为代表的液流电池装机规模仅有20.52MW,占比1.2%。不过钒电池的装机量正在逐步增长,据国际钒技术委员会统计,全球在运行的钒电池项目达到113个,总装机为39.664MW,总容量为209.8MWh。四川星明能源环保科技有限公司副总工程师张忠裕表示,2020年上半年,国内外钒电池生产和应用市场已逐渐活跃。“钒电池现在处于商业化前期,它主要应用于新能源储能环节。”张忠裕告诉《每日经济新闻》记者,储能是钒电池的最大优势,特别适用风力发电、光伏发电的储能环节,“像光伏发电主要在白天作业,晚上没有阳光怎么办?”中国科学院金属研究所研究员严川伟表示,新能源产业链的储能需求,对钒电池这类液流电池来说是刚性需求。“储能必须做到能源安全,要求电池具备稳定性。大规模储能环节,钒电池安全的稳定性就很高。”严川伟对《每日经济新闻》记者表示,根据《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,以10%为配比,2020年光伏发电储能达到6GW,储能金额为300亿元。不只是光伏,电网削峰填谷同样存在巨大的储能需求。商业化突破需降低成本通常来说,钒电池都会被用来与锂电池比,但严川伟认为这样的比较并不科学。严川伟表示,锂电池和钒电池的应用场景不一样,比较优势不一样,缺点也是各不相同。更为关键的是,锂电池已经进入成熟的商业化运作,钒电池距离这一市场水平还有一段路要走。“锂电池的理论和应用很成熟,能量密度很高,这是优势。但钒电池是用于规模电力的用途。”严川伟说,这涉及到不同的产业环节,钒电池适合大容量储能应用,锂电池则涉及小容量。基于不同的应用场景,两种电池展现的技术优势也各不一样。钒电池充放电不涉及固相反应,电解液使用的损耗非常小。基于这一优势,钒电池用于大规模电力储能时,会减少传输阶段的电力损耗。张忠裕说,况且钒电池体量比锂电池大,这决定它很难直接用于新能源汽车。但需要注意的是,钒电池虽然展示了在储能领域的技术优势,可商业化进程为何没有大的突破?“主要还是成本太大。”张忠裕说,他此次在论坛的报告主题就是降低钒电池成本,“10kW/40kWh钒电池储能系统为例,储能系统成本占比最大为钒电解液成本,占总成本的41%,电堆成本达到37%,两者总和达到78%。降低钒电池价格最有效的办法就是降低钒电解液及电堆的生产成本。”严川伟表示,降电堆成本就是要开发低成本材料、提高电流密度,降电解液成本就是要有低成本的钒源、低成本技术路线。张忠裕说,钒电池的材料成本高,“主要是没有大规模商业化,缺乏产业配套的企业。产业成熟,规模经济起来了,单位成本就会降低。”另一方面,张忠裕认为,钒电池产业环节具有较高的门槛,即初始的投资要求较高,“虽然拉长时间周期,整体成本和锂电池差不多。但它的初始投入资金就高出很多。”所以,严川伟也建议企业要进入钒电池领域,需要明确在产业链的定位。严川伟和张忠裕均表示,钒电池解决了经济性问题,那么产业化和商业化的那天就能很快到来。但也有业内人士表示,钒电池是钒需求潜在增长点,但不确定性很大,“有一定前景,仍需要通过示范工程验证”。不过总体来看,钒电池的未来还是被广为看好,钒矿资源也会有需求。

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中国科学家研发出新一代全钒液流电池电堆

中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)11日发布消息称,该所研究员李先锋、张华民领导的科研团队近日成功研发出新一代低成本、高功率全钒液流电池电堆。风能、太阳能等可再生能源固有的随机性、间歇性、波动性、直接并网难等特性,一定程度上限制了可再生能源的发展利用。全钒液流电池是一种高性价比、高能效、长寿命的规模储能技术,其可将不稳定的可再生能源储存,并实现平稳输出利用。经测试,该电堆在30千瓦恒功率运行时,其能量效率超过81%,100个循环容量无衰减。据介绍,全钒液流电池储能系统由电堆、电解质溶液、管路系统等组成,其中电堆起到了至关重要的作用。而相对于传统全钒液流电池电堆,新一代电堆采用的可焊接多孔离子传导膜可以提升离子选择性,提高电解液的容量保持率,此外,多孔离子传导膜的成本远低于商业化的全氟磺酸膜,从而可大幅度降低电堆成本。“我们通过应用自主研发的可焊接多孔离子传导膜,实现了对电池电堆组装工艺的改进。”大连化物所研究员李先锋表示,新一代全钒液流电池电堆不但保持了传统电堆的高功率密度,相比传统电堆,其总成本也下降了40%。大连化物所方面表示,新一代全钒液流电池电堆的成功研发,将大幅度降低全钒液流电池系统的成本,推动全钒液流电池的产业化应用。上述工作得到了中国科学院“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目的支持。(完)

作者: 杨毅 详情

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