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储能电池技术革新：“6+1”电芯材料体系
在全球能源结构转型的大背景下，储能电池技术作为连接可再生能源与传统电网的关键杯梁，其技术发展与创新显得至关重要。随着电动汽车市场的快速崛起以及可再生能源的广泛应用，对储能电池的性能要求也日益提高。 尤其是在热失控、能量密度、充电速度和安全性等方面，现有的储能电池技术已难以满足市场的需求。因此，对储能电池技术进行革新成为了行业发展的必然趋势。 在高功率和大容量的储能系统中，电池在放电过程中会产生大量热量。如果这些热量不能迅速且均匀地散发，就可能导致电池组之间的温差过大，从而影响电池的寿命和安全。传统的底部液冷散热方式虽然结构简单，但无法有效冷却远离液冷板的电池部分，导致电池内部存在局部高温区。技术背景与运用 当前，大量提升产品性能效率的突破性新技术得到应用的同时，行业瓶颈与安全危机也越来越突出，尤其是锂离子电池的热失控问题。传统上，行业内解决电池热问题主要通过优化电芯外部系统来实现，但效果有限。因此，畅能达决定从内部材料体系入手，进行技术创新。 畅能达科技在基于相变超薄均热板提出了“6+1”电芯材料体系的散热以解决储能电池存在的热管理问题。“6+1”新型电池材料体系"是在“铜箔-石墨-隔膜-电解液-铝箔-LixMO2”旧材料体系基础上添加热导率≥10000W/mK的超薄均热板，显著提升电池等效热导率。 储能锂电池充放电过程中内部温度要高于外部温度，且电流越大，电芯内外温差越大；储能电池液冷散热水冷板通常布置于底部，电池底部散热效果明显优于顶部散热，导致电池在竖直方向存在很大的温差。 在“6+1”新型电池材料体系中我们通过超薄均热板器件在电芯内部搭建一个高导热通道，提高电芯整体的等效热导率，将热量高效传递至底部液冷实现热量耗散，降低电芯最高温度、内外温差以及竖直方向的温差，使电池的温度控制在最佳温度区间，从而提高储能电池的寿命。 此外在低温（零下）环境下通过反向加热使电池快速升温至可使用温度区间以解决电池的充放电问题。通过我们所研发的超薄均热板器件搭建高导热通道，不仅实现储能电池的高效散热，还能实现储能电池的高效预热，从而防止与抑电池热失控。“6+1”电芯材料体系介绍 为了解决这一问题，畅能达科技提出了一种创新的“6+1”电芯材料体系。传统的锂离子电芯材料体系包括以下几部分：铜箔、铝箔、阳极材料、阴极材料、隔膜和电解液。这种组合方式虽然在早期取得了良好的应用效果，但在面对超大尺寸储能电芯和高倍率充放电时，仍存在一些瓶颈。 畅能达的“6+1”电芯材料体系是在传统的电池材料基础上，增加了一种超薄均热板，其热导率超过10000W/mK，显著提高了电池的等效热导率。这种超薄均热板在电芯内部建立了一个高导热通道，有效地将热量传递到底部液冷板，实现热量的快速耗散。图1 “6+1”电芯材料体系 在“6+1”新型电池材料体系中超薄均热板器件的工作环境特殊，要求器件具有耐腐蚀、耐压等性能，如表-1所示。表-1 性能描述“6+1”电芯材料体系的优势 1.高导热率：相变传热材料的引入使得整个电芯的热导率大幅提高，解决了传统电芯在高倍率充放电时的热管理难题。 2.轻量化设计：通过优化材料和工艺，实现了电芯的超薄化和轻量化，这不仅提高了能量密度，还降低了制造成本。 3.柔性化设计：新型VC均热板支持30W的散热功率，并且可以实现90°弯折，支持柔性设计，这为电池的应用场景提供了更多的可能性。 4.安全性提升：通过优化电芯内部结构和引入新型材料，显著降低了热失控的风险，提高了电池的安全性。应用前景与市场潜力 “6+1”电芯材料体系的成功研发，标志着畅能达在锂离子电池领域的技术领先地位。基于超薄均热板的储能电池热管理技术使得电池模组在高功率的工作环境下仍然可以达到快速散热的目的；电池内部的温度差控制在 5℃以内，延长电池的使用寿命，提升安全性。 如图2所示超薄均热板根据需求设计为I形，超薄均热板具有较高的热导率，可以高效传递热量以实现热量耗散，有效降低电芯最高温度以及竖直方向的温差，减少热量集中，使电池的温度控制在最佳温度区间，从而提高电池寿命。图2 基于超薄均热板的储能电池热管理方案 该体系不仅适用于储能领域，还可以广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等多个领域。随着全球对新能源和储能需求的不断增长，“6+1”体系有望在未来几年内成为市场主流，带来巨大的经济效益和社会效益。 通过这些创新技术，畅能达科技的“6+1”电芯材料体系不仅提高了储能电池的性能，还确保了电池的安全性和稳定性，为储能市场的发展提供了强有力的技术支持。
来源：汤勇教授科研团队
工信部修订《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件(2024年本)》，电池回收“白名单”企业申报迎来重启
近日，工信部就修订形成的《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件(2024年本)》向社会公开征求意见，标志着叫停近半年的动力电池回收“白名单”企业申报迎来重启。 近日，工信部就修订形成的《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件(2024年本)》（以下简称《规范条件》）向社会公开征求意见，对废旧动力电池综合利用企业的选址、固体废弃物的处理、节能评估、研发及工艺改进等方面提出新要求。这也标志着叫停近半年的动力电池回收“白名单”企业申报迎来重启。 在新能源汽车废旧动力电池综合利用行业，“白名单”申报工作非常重要，成功入选的企业将以“正规军”身份从事相关工作，是汽车厂商和电池企业项目招标的必要条件。《规范条件》以更高标准、更严要求，带领“白名单”制度回归，将助力行业进入有序、规范的良性发展轨道，进一步构建电池产业循环闭环，护航产业高质量发展。期盼已久 及时且必要 动力电池回收是一门新兴产业。为树立标杆效应，引导产业发展，工信部从2018年到2024年已先后发布5批次共计156家废旧动力电池综合利用“白名单”企业。 记者注意到，相较于前三批次，第四批、第五批入选企业大幅扩容，尤其是第五批入选企业名单中，有多家企业成立时间不足1年。这些企业短时间内能否达到门槛要求、是否具备生产能力，一度引发市场质疑。今年3月，工信部发文暂停受理新能源汽车动力电池综合利用企业申报规范条件。工信部方面表示，将结合行业发展的实际情况，组织专家对申报规范条件进行修订，更好地推动产业发展。 “这半年时间，行业发展情况不容乐观。一边是政策叫停动力电池综合利用企业‘白名单’申报，一边是碳酸锂原料价格持续下跌，企业上个月刚回收电池，还没来得及拆解加工，回收电池就降价了。尽管还有一些新建项目，但更多项目都出现观望态势，甚至暂停业务。”北京朋米科技总经理黄付升向《中国能源报》记者指出，《规范条件》是废旧动力电池综合利用的风向标，从业企业亟盼新规范要求的出台，尽快重启“白名单”申报工作。 有规则才好行动。中国电子节能技术协会电池回收利用委员会秘书长杨林向《中国能源报》记者指出，从产业发展历程来看，《规范条件》的出台及时且必要。当前行业参照执行的是2018年1月工信部等七部门发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，至今已实施6年，随着技术进步和市场环境变化，这一管理办法已经难以适应当前发展需求，有必要根据行业发展最新情况进行修订。他进一步指出，动力电池的回收再利用不仅能够保护环境，更具有循环经济和战略资源属性，也是确保新能源汽车和储能产业可持续发展和节能减排的重要手段。抬高门槛 企业要有真实力 申报者趋之若鹜，如何杜绝“挂羊头卖狗肉”、打着回收旗号找融资的企业，筛选出真正扎根行业、具备实力的企业？ 《规范条件》提高“白名单”企业准入门槛和实力要求，要求综合利用企业每年用于研发及工艺改进的费用不低于业务收入的3%。对再生利用企业增加了能源消耗相关要求，对材料回收率的要求更细致和明确，冶炼过程锂回收率不低于90%，镍、钴、锰回收率不低于98%。对梯次利用企业要求具有发明专利或3项以上实用新型专利，年梯次利用量应不低于回收量的60%。 “可以说是大幅提升了技术要求，个别条款甚至是‘苛刻’。”黄付升以梯次利用企业举例，相较于回收利用项目的高投入，梯次利用多为中小企业，很难在短时间内快速获得专利。宏观政策导向是实现资源利用率最大化考虑，但从企业生存角度来看，中小企业如果回收的电池质量不高、剩余容量低，本身难以进行梯次利用，加上目前政策文件规定中大型新建储能电站、电动自行车不得使用梯次利用电池，梯次利用电池的应用场景也减少了，新规60%的数值或有些偏高。整体而言，作为废旧动力电池综合利用的顶层设计，《规范条件》就是要推动资源节约、环境保护和技术升级，抬高准入门槛，让具备实力的大企业脱颖而出，让“小作坊”“黑作坊”生存空间越来越窄。 《规范条件》将白名单企业“申请书”和“企业规范情况表”予以公开，对废旧动力电池综合利用企业的评价标准予以明确。杨林坦言，此举解决了以往部分市县级工信部门可能并不清楚的“白名单”申请条件和申请流程问题，使其更加公开、透明，杜绝了很多“暗箱”操作空间。“以往企业申请‘白名单’，找咨询机构辅导的费用高达数十万元乃至上百万元，这一费时、费力、耗钱的局面有望得到改善。”短期阵痛 前景仍然可期 “白名单”是企业的金字招牌，但不意味着，拿到就可以“躺平”。 《规范条件》建立了明确的监督管理机制，要求白名单企业在每年第一季度结束前提交《年度报告》，监督整改不到位或发生较大及以上安全、环保等事故，以及主体生产设备连续2年关停或开工负荷不足10%的企业将被撤销“白名单”称号，同时鼓励社会各界对白名单企业进行监督，向工信部投诉或举报。 规则清晰，监管有力。“之前大家都在观望，随着《规范条件》靴子落地，市场景气度将快速提升，大家心里有数，都要动起来了。”业内人士预计，“白名单”申报工作有望10月份正式启动。 对于市场前景，黄付升充满信心。“碳酸锂价格不会无限下跌，价格终将稳定。受多重因素影响，我国新能源汽车动力电池回收浪潮有所延迟，一旦废旧电池规模上来，行业盈利前景可观。”他判断，废旧动力电池综合利用是一个庞大的朝阳产业，到2026年，动力电池面临大规模退役，届时市场将迎来爆发，预计到2030年，电池回收市场规模将突破千亿元。 杨林指出，在锂价大幅走低甚至已经跌破成本价的当下，废旧电池回收利用行业挣扎于亏损与微利“生死线”。对一线生产企业而言，《规范条件》将在一定程度上增加企业升级合规成本，会存在短期阵痛，如果锂价维持当前走势，预计一年内将有大批企业倒闭破产。做强做好这一产业，离不开政策扶持，他建议，相关部门给予废旧动力电池综合利用行业一些政策倾斜和资金扶持，关心支持合规企业。尤其是加强梯次利用企业的技术攻关和政策引导，当前梯次利用电池应用场景有限，急需技术研发、资金和政策方面的帮扶。
来源：中国能源报
《2024中国液流电池产业发展白皮书》正式发布
在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，我国正加快构建清洁低碳安全高效的能源体系，推进新型电力系统建设。作为新型能源体系建设的关键一环，新型储能正在促进新能源开发消纳和电力系统安全稳定运行等方面发挥更大的作用。 随着行业发展、市场需求的变化以及技术的迭代创新，储能在技术路线上明显呈现出百花齐放之势。根据不同的储能功率、时长、响应速度等特性，各类技术路线有着各自的应用场景。在风光装机规模不断扩大及可再生能源渗透率持续提升的背景下，4小时以上的长时储能需求快速攀升。作为目前最适合长时储能的技术方向，液流电池已成为当下储能产业中非常重要的一个细分赛道。 8月24日，在“碳中和能源高峰论坛暨第四届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛”上，由中国化学与物理电源行业协会主导，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会课题组编写，多位行业专家学术支持的《2024中国液流电池产业发展白皮书》（以下简称“白皮书”）正式对外发布。 此次发布的《白皮书》，从宏观产业发展趋势到微观企业增长、项目落地等需求进行了全面解析，在详细阐述我国液流电池技术的发展现状、阶段性成果的同时，也正视不足之处并提出了相关建议。 《白皮书》明确表示，相较于其他新型储能技术，液流电池储能在电池本征安全性、循环寿命、扩充灵活性、环境适应性等多个维度上显示出独特的优势和巨大的商业化潜力。规模持续增长，未来可期 根据《白皮书》，2023 年，中国液流电池储能累计装机约为 290MW/1175MWh。2024 年上半年，中国液流电池储能新增装机约为 88MW/360MWh。据估算，2025 年中国液流电池储能累计装机量将达0.7GW/2.8GWh；2030年中国液流电池储能累计装机量将达 2.6GW/10.5GWh；2035 年中国液流电池储能累计装机量将达 5.4GW/21.6GWh。 面对这一前景广阔的市场，国内众多科研院所、制造企业均已进军液流电池行业，落地项目数量不断攀升。《白皮书》显示，2023 年以来，国内签约、在建的液流电池储能项目已超过40个，实现了液流电池储能项目高速增长。同时，随着液流电池技术的不断进步，单体电站的规模越来越大，百兆瓦级电站不断推出，装机总量增速可观。 同时《白皮书》显示，2023年以来，我国液流电池生产商积极推进液流电池扩产计划，过去一年国内签约/在建/投运液流电池生产线已超30条，涉及全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池、水系有机液流电池等多种技术路线，总产能达6GW/年（含爬坡产能），预计2025年我国液流电池产能有望跃升至30GW/年。商业盈利模式摸索向前 作为一种尚处于发展阶段的新型技术方向，液流电池目前尚未实现真正的商业化，在盈利模式及盈利空间上还有待探索和发掘。 《白皮书》详细分析了液流电池在电网侧、电源侧以及用户侧三种不同应用场景下的盈利模式，同时也从商业模式的角度进行了拆解，提出，基于液流电池的技术特性，其更适合作为电力基础设施，应用在大规模、中长时间尺度、集中式电网储能。 电网侧储能主要分为电网侧独立储能（含共享储能）和电网侧替代型储能（包括变电站、应急电源等）两类。其中，4小时及以上储能时长的部分共享储能项目中液流电池占比较高；不分时长2小时的共享储能项目也已经开始使用一定比例的全钒液流电池。 此外，《白皮书》还提出，可积极探索将液流电池长时储能与其他能源系统和服务相结合，拓展应用场景和商业模式，比如可以与太阳能和风能等可再生能源系统相结合，形成互补的能源供应模式，比如通过液流电池的储能和释放，缓解电网负荷的波动，提高电网的运行效率和可靠性，再比如与电动汽车充电站、智能家居等新兴领域相结合等。呼吁各界共助行业高质量发展 当下，液流电池已经驶入发展的快行道，但不可否认的是，仍然存在多重因素制约着行业前行。 针对目前液流电池行业在提高技术水平、完善标准体系、降低综合成本、提高系统集成性能和产业自主可控等方面所存在的挑战，《白皮书》提出了加大技术创新研发支持力度，细化液流电池储能行业标准，完善、健全储能电站调度运行规则和监管机制，强化总结示范应用经验，建立液流电池的回收利用机制等六大政策建议。 借此，《白皮书》呼吁各界共同努力推动，助力这一新兴技术路线的发展成熟与液流电池全产业链的高质量发展。
来源：中国储能网
研制电池安全与防护技术，降低新能源汽车的安全隐患
近年来，在国家政策和相关标准的指引下，电池厂商、主机厂以及充电运营商等产业链企业，通过研制电池安全与防护技术，不断降低新能源汽车的安全隐患。 改善电池结构设计，提升电池的安全性 有专家表示，新能源汽车发生自燃主要有电池质量问题、电池热失控、电池管理系统（BMS）失效、外部损伤、环境因素等诸多原因，通过改善电池结构和工艺是提高车辆安全性的重要方式之一。 近年来，电池制造商和车企一直在努力研发高安全性电池。如比亚迪“刀片电池”、宁德时代“麒麟电池”等，通过材料技术改进、电池安全测试、改善电池设计和提高制造工艺来提升电池的安全性，取得了较好的市场反馈。 在车辆端，车企通过电池包多重加固工艺和电池包集成技术，提高电池抗冲击能力。如比亚迪、小米等车企通过CTB技术，打破传统电池结构，将电池融合在底盘中，加强整车刚度和抗扭能力，从而提高车辆安全性。此外，据了解，通用、特斯拉等车企采用高效的热管理系统，如液冷或相变材料，以保持电池温度稳定，防止热失控。 可以看出，保护电动汽车的安全，一方面要优化汽车和电池的品质和自我保护，另一方面要依靠充电和外部数据平台的监控和预防。 利用充电大数据，保障充电过程安全 防患于未然，需要了解电动汽车的“身体状况”，了解它的实时参数指标。 如果一个大数据中心能够借助大数据算法，对电池过温、电池温度异常、电池过充、数据不刷新等电池异常情况进行实时数据诊断和防护，并且能够对该车实时数据和历史数据，加以对比评估，形成故障和隐患的诊断，继而保护、分析故障，并通知车厂和用户进行检修。这就如同车辆像进入专业的“体检医院”，经过不同“科室”的诊断和相关“指标”的检测，让隐患“防患于未然”。 这种大数据充电防护正是主流充电运营商们正在做的事。特来电从成立之初就把充电安全作为最核心的战略方向，从最初作为车端BMS备份和被动性的防护，到研究电池机理拓展了36个防护模型，在充电安全方面取得了不少实践成果。近日特来电发布了电池安全大模型，通过运用大模型技术，可实现高危车辆阻断率99.9%，训练数据涵盖当前市面上95%以上车型。同时还能实现一车一策略，进行精致化健康管理，让车辆安全可监视、可预警、可控制和可追溯。 充电运营商与车企、电池厂的技术合作以及安全大数据的积累，将形成安全的新能源汽车安全保护网。 未来，相信在电池厂商、车企以及充电运营商等产业链企业的相互协同、共同努力下，能够将车辆的安全风险不断降低。
来源：新华网
从LG和三星SDI看全固态电芯的结构形态
在日前举办的SNE Battery Day-2024上，LG EngSol和三星SDI各自展示了自己在锂电池领域的技术和解决方案现状，以及未来的计划。 在整体的材料与解决方案方向上，两家公司基于都在向国内的主流技术靠拢，不再拘泥于三元一个路线，而是针对不同的市场车型，开发不同材料体系的产品。 如三星SDI的策略是，从A级车到E级车来区分不同的市场，从入门级一直到超高级车型，将采用磷酸铁锂、无钴NMX、中高镍NCA/NCM，还有全固态电池分别来满足。 LG EngSol也是类似的思路，LG EngSol的磷酸铁锂（软包）已经量产，并与雷诺签订了5年的供货协议。 除此外，三星SDI将开发超级快充和长寿命电芯，目标是9分钟超级快充，20年超长使用寿命。而LG EngSol计划系统层面将应用CTP技术。 但在全固态电池的应用上，两家公司有比较大的差异，这个其实也正是我们国内企业即将面临的选择。三星SDI选择了方形铝壳作为它的应用结构，而LG EngSol仍然选择软包电芯作为全固态电芯的结构类型。 这二者都选择了自己最擅长的领域，从三星的角度，当前全球绝大多数车企都在使用方形电芯作为技术方案，如果延续到全固态电池，这些企业更愿意采用自己熟悉的整包系统方案。而且，方形电芯在安全防护上有软包不可比拟的优势。 对于LG EngSol来说，它采用的是硫化物电解质技术路线，总的方案是高容量负极材料+硫化物电解质（高离子导电率）+纳米涂层+干法电极。这里面就涉及到不同电解质路线的全固态电芯在系统应用层面上所对应的不同困难。 LG EngSol所选的这个硫化物路线，与丰田、宁德时代等一致的，我们知道全固电池相对于液态电解质有一个致命的不足：锂离子的电导率太低。这种低不是说一倍、二倍这种级别，而是1个数量级、2个数量级的这种级别。我们可以从下面的这个对比看出，包括聚合物、卤化物、氧化物，只有硫化物的电导率是可以接近液态电解质的。△不同电解质锂离子迁移率对比△不同材料固态电解质的对比 但硫化物电池在制造和应用中还有些问题需要克服，比如它在电芯成型过程中需要一个比较大的力（几百兆帕），而在系统应用中，电芯组也需要施加额外的力。同时，硫化物对水敏感，而且易产生有致毒性的硫化氢。 因此，从LG EngSol来看，采用硫化物的软包电芯更容易对其进行施加压力，而方形电芯在这个加力需求上不如软包易实施。 三星SDI也是硫化物的路线，它计划在2027年量产全固态电池，目前已经有一条中试线了，并从去年底到今年年初已向客户提供了样品。LG EngSol这边则比较保守，时间定在了2030年。 当然，以哪种结构形态来应用，是一个比较复杂且系统性的工作，当前各技术路线仍处于百家争鸣的局面，我们的看法也是偏保守的，2030年还是一个偏乐观的节点。
来源：知化汽车
工信部新一批锂电池白名单公布
8月19日，工信部将拟公告符合《锂离子电池行业规范条件》企业名单（第八批）予以公示。 根据名单，在第八批符合规范的27家企业中，产品类型涉及储能电池的企业有6家，分别为： 宁德蕉城时代新能源科技有限公司 厦门海辰储能科技股份有限公司 昆宇电源股份有限公司 湖南德赛电池有限公司 广东瑞庆时代新能源科技有限公司 深圳市比亚迪锂电池有限公司 已公告企业产品类型发生变更的有2家，分别为：杭州南都动力科技有限公司、浙江超威创元实业有限公司。 另外，产品类型涉及动力电池的企业有19家，分别为： 星恒电源股份有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司、江苏时代新能源科技有限公司、江苏正力新能电池技术有限公司、浙江欣旺达电子有限公司、星恒电源（滁州）有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、福鼎时代新能源科技有限公司、宁德蕉城时代新能源科技有限公司、时代一汽动力电池有限公司、厦门新能安科技有限公司、潍柴新能源动力科技有限公司、河南克能新能源科技有限公司、湖南德赛电池有限公司、惠州亿纬动力电池有限公司、惠州市德赛电池有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、重庆弗迪锂电池有限公司、四川时代新能源科技有限公司。 产品类型涉及消费电池的有4家，分别为：浙江锂威能源科技有限公司、浙江欣旺达电子有限公司、广东风华新能源股份有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司。 产品类型涉及电池材料的有3家，分别为：湖北容百锂电材料有限公司、湖北万润新能源科技股份有限公司、新疆天宏基科技有限公司。 原文及附件如下：拟公告符合《锂离子电池行业规范条件》企业名单（第八批）公示 根据《锂离子电池行业规范条件（2024年本）》《锂离子电池行业规范公告管理办法（2024年本）》，经企业自愿申报、省级主管部门推荐、专家评审、现场核查等程序，现将拟公告符合《锂离子电池行业规范条件》企业名单（第八批）予以公示（见附件1）。已公告企业杭州南都动力科技有限公司、浙江超威创元实业有限公司产品类型发生变更，拟更新有关公告信息（见附件2）。以上信息一并予以公示。 请社会各界监督，如有异议，请以书面形式反馈。 公示时间：2024年8月19日至8月23日 联系单位：工业和信息化部电子信息司 地址：北京市海淀区万寿路27号院 附件： 1.拟公告符合《锂离子电池行业规范条件》企业名单（第八批） 2.拟公告规范企业变更信息
来源：中国·蓄电池
