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投资45亿元！融捷集团锂电池制造与锂电池材料生产基地落户内蒙古乌海
10月20日，内蒙古自治区招商引资推介会暨合作项目签约仪式在广东深圳举行。推介会上，融捷集团与内蒙古乌海市政府正式签署投资合作协议，融捷集团将投资45亿元在乌海设立锂电池制造与锂电池材料生产基地。图片来源：融捷集团 据介绍，融捷乌海新能源基地项目位于乌海海渤湾区，用地900亩。项目建成后，将形成10GWH/年锂离子电池电芯生产线和配套的PACK生产线，以及10万吨锂离子电池负极材料生产线。 资料显示，融捷集团是一家集实业经营、科技开发和金融投资于一体的大型控股集团。业务领域覆盖资源、新能源、显示科技、教育科技、医药健康、策略投资、未来事业、财产保险等八大板块。 在新能源板块，融捷集团构建了从上游锂资源，到中游锂电池材料、锂电池装备，再到下游锂电池制造及锂电池循环利用的完整锂能源产业链，并铸就上游资源优势、中游规模优势、下游应用优势的强大竞争力。
来源：融捷集团
铅：铅炭电池在储能领域的运用
铅碳电池是一种电容型铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进出来的技术，它是在铅酸电池的负极中加入了活性炭材料，能够显著提高铅酸电池的寿命。既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势。对于铅碳电池来说，加入的碳的种类有很多种：炭黑、活性炭、石墨烯、石墨、碳纤维、碳纳米管均可。而它们的主要优点/能为铅碳电池提供的主要功能有：导电导热和网络孔隙结构，提供反应所需比表面积以及双电层电容。炭材料主要利用其具有高电容性及高导电性的特点，形成导电网络，提高极板活性物质的电导率。由于铅炭电池本质上是传统铅酸电池的升级产品，因此，行业内目前成规模的竞争企业主要为铅蓄电池行业的领先者，同质化竞争较为明显。铅炭电池简介 中国国家标准委在2018年6月发布《电力储能用铅炭电池》（标准号：GB／T 36280—2018），并于2019年1月1日起正式实施。标准中指出铅炭电池是正极为二氧化铅（Pb02）、负极为铅炭复合电极（Pb—C）、电解液为硫酸溶液的蓄电池。 铅碳电池是一种电容型铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进出来的技术，它是在铅酸电池的负极中加入了活性炭材料，能够显著提高铅酸电池的寿命。既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势。 铅酸电池在“平行机理”效应下，实现了铅离子到铅的转换，从而使电化学反应循环往复，但难溶的硫酸铅会阻断反应的进行，致使反应中止。碳材料在负极中所起的作用主要是建立导电网格、形成双电容层、抑制难溶硫酸铅晶体的形成、增加活性作用位点等，在减少铅用量的同时延长电池寿命，使电池性能得到综合提升。 铅炭电池主要有三类，分别是：负极由Pb和电容负极碳并联而拥有双电层电容器的高比功率外并式铅炭电池；负极为海绵铅和碳电极并联组成二同时拥有超级电容器优点的内并式铅炭电池以及负极为碳铅且生产工艺与铅酸电池基本相同的内混式铅炭电池。其中第三类由于其拥有和铅酸电池相似的生产工艺而在行业中获得了最为广泛的应用。铅炭电池中的碳材料 2023年1月17日，工信部、教育部、科学技术部、中国人民银行、中国银行保险监督管理委员会、国家能源局六部门发布《推动能源电子产业发展的指导意见》其中，明确提出：研发新型环保、长寿命、低成本铅炭电池，开发高导电的专用多孔碳材料。推动正负极板栅的塑铅复合化，减少用铅量，提高电池比能量。 炭材料主要利用其具有高电容性及高导电性的特点，形成导电网络，提高极板活性物质的电导率；在NAM（负极活性物质）中形成离子迁移孔道；降低生成铅的反应过电位，促进铅的沉积过程；形成第二相，避免生成过大的颗粒，使硫酸铅容易溶解，避免不可逆硫酸盐化；因受孔的约束使NAM保持纳米级尺度，有利于蓄电池高比能量、比功率及稳定的性能。总之，不同的炭材料具有千差万别的微观结构和物理化学性能，要根据各自的特点和优势，单独或几种炭材料混合加入到负极铅膏中，对蓄电池性能产生积极影响，同时要努力规避炭材料带来的和膏涂板困难、析氢电位降低、析气加剧等不利影响。 对于铅碳电池来说，加入的碳的种类有很多种：炭黑、活性炭、石墨烯、石墨、碳纤维、碳纳米管均可。而它们的主要优点/能为铅碳电池提供的主要功能有：导电导热和网络孔隙结构，提供反应所需比表面积以及双电层电容。可以说，铅碳电池的发展给了碳材料家族一个施展才华的舞台，但是如何在性能提升与成本控制上寻找一个平衡点，可能是在铅碳电池中应用高级碳材料的一个需要注意的问题。此外，碳材料加入也是需要控制量的，过多的碳材料加入会导致极板活性物质脱落等一系列问题。铅炭电池的优势 在加入炭后，铅炭电池有了如下特征： 1.性能强 与铅酸电池相比，铅炭电池的最大放电倍率是其2.5倍，比能量为其1.3倍左右，比功率为其1.6倍左右，快充能力大大缩减，混合动力型寿命为其2.5倍，相同温度下放电容量也显著提升。 2.安全性 相较锂电池而言，铅炭电池使用稀硫酸水溶液作为电解液，不会发生热失控、自燃爆炸情况，安全性能更高因此可用于受限制的特殊环境如人群密集场所或高价值设备机器。在储能电站建设时，排列紧密度提高，占地面积缩小。 3.经济性 铅炭电池在储能领域的运用中，建设成本约为0.8-1.1元/Wh。而随着锂电池的降价，其建设成本约为0.9-1.5元/Wh，铅炭电池在初次建设方面并没有明显的成本优势。但是考虑到后续运营，其度电成本相对较低。目前铅炭电池的循环寿命为3000次左右，相较于锂电池5000次的平均水平，仍有较大上升空间，各企业也正在加强研发以增加其循环寿命，或将进一步降低铅炭电池的储能成本。铅炭电池企业 由于铅炭电池本质上是传统铅酸电池的升级产品，因此，行业内目前成规模的竞争企业主要为铅蓄电池行业的领先者，主要包括超威集团、天能股份、圣阳股份（002580）、南都电源（300068）、双登集团等企业。从国家知识产权局公布的相关专利情况来看， 关于铅炭电池所采取的技术路线基本相同，同质化竞争较为明显。
来源：吴坤金
日产计划在2028年前推出搭载全固态电池的纯电动汽车
据日经新闻，10月17日，日产汽车宣布，将在“2023日本移动出行展”(Japan Mobility Show、原东京汽车展)上展示采用全固态电池的纯电动汽车。 与传统的锂电池相比，全固态电池具有续航里程长、充电时间短的优点。 日产计划在2028年度之前推出搭载全固态电池的纯电动汽车。
来源：科创板日报
智能运维，让锂电池储能站安全高效运行
实现“双碳”目标，建设以新能源为主体的新型电力系统已成为共识。由于新能源发电的波动性和随机性，原来的“源随荷动”模式不再适用，必须依靠储能等措施，实现“源网荷储”的协调互动，以保证电力供需的动态平衡。 在各种新型储能技术中，电化学储能由于具备良好的实时调节性能和较高的能量密度，成为了中短期内主流储能技术，其中锂电池储能由于具有高功率密度、长循环寿命和无记忆效应等特点而成为技术主流。 对锂电池储能电站而言，安全、循环寿命和成本控制的关键在于能否提供准确实时的电池状态估计信息和便捷高效的控制方法，尤其是前者。储能电站需要成组的锂离子电池作为驱动力，锂离子电池的不一致性决定了电池组性能要低于单体电池的性能。在运行过程中，常见的问题是电池状态的估计不准，进而导致均衡控制失误，这逐步放大了成组电池的不一致性，降低了电池的循环寿命和使用效率，严重时会引起起火爆炸的事故。 由于复杂的物理化学变化，电池状态的估计问题是典型的非线性时变系统问题，储能基础系统的估计精度较差，同时在易用性上也有较多不足，难以满足锂电池储能电站的发展需求。 而智能运维系统则能较好地满足这一需求。该系统是一种基于数字模型和数据驱动的储能增值业务系统，它结合人工智能、数字孪生等新技术，可以通过建立储能电站的数字模型，实现对电站电池和系统设备运行状态的实时监测、数据分析和预测预警等功能，并提供动态三维展示，以便于实现电池的高效精准控制，为最终提升安全性和电池循环寿命、降低全寿命周期的成本提供了条件。锂电池储能电站智能运维系统有哪些关键技术？ 锂电池储能电站智能运维系统的建设需要多方面技术的融合，其中最为关键的技术有：高精度电池状态估计算法和高性能计算技术、三维数字孪生技术、微服务和组件化代码开发技术、高可靠组网通讯技术、电池管理专家库技术。 高精度电池状态估计算法和高性能计算技术 电池状态估计是实现精准管控的基础，是保持电池一致性、提升运行效率和循环寿命、提升安全性的最关键因素。 电池状态估计算法利用全维度特征提取技术和层次化识别方法，实现非介入式建模，开展全方位电池模型画像分析，有效提高电池荷电状态估计精准性，降低荷电状态不确定性，通过对出力最优化配置，实现规范性控制。 具体来看，运行中电池状态包括电池荷电状态（SOC）、电池剩余能量状态(SOE)、电池健康状态（SOH）等，以电池荷电状态（SOC）估计为根本，其他状态估计可依托于SOC估计展开。 对SOC估计而言，目前的主要研究方法分为传统开环估计、基于电路模型的方法、基于电化学模型的方法和数据驱动的方法四类，各类方法应用情况不同：传统开环估计算法简单，但精度不足，一般较少应用；电化学模型过于复杂，不具备实用性，目前还未见商业应用；电路模型的方法精度和复杂度适中，是目前商用产品的主流技术，但仍存有精度不足的缺点；数据驱动的方法具备较强的潜力，是目前研究的热点。 智能运维系统采用数据驱动与电路模型融合的算法，结合深度学习强大的拟合能力和电路模型较强的状态空间抽象能力，提升电池状态估计精度和稳健性。 然而，电池智能状态估计高精度算法同时带来了高算力消耗和长时耗，基于全寿命周期公开数据集的测试结果验证了这一点，因此，提升计算效率和实时性是应用高精度算法的关键。 智能运维系统采用高性能计算的主流技术是并行计算和分布式计算，以提升计算性能。并行计算用于高精度算法训练，分布式计算用于高精度算法的测试、输出状态估计结果。 数字孪生技术 数字孪生技术是智能运维系统的另一项关键技术，通过建立储能电站的三维数字模型，可以实现对电站设备和运行状态的实时监测、数据分析和预测预警等功能。三维数字孪生技术可以将储能电站的设备、管道、电缆等各个元素进行三维建模，实现对电站的全面可视化和实时数据监测，从而为运营决策提供准确可靠的数据支持。 微服务和低代码开发技术 微服务和低代码开发技术也是智能运维系统的重要支撑技术。通过微服务架构，可以将数字孪生平台拆分成多个独立的服务模块，从而实现模块化、可扩展和快速开发的目的。低代码开发技术可以让运维人员通过简单的图形化界面和少量的编码，快速搭建和部署数字孪生平台，从而大大提高平台的开发效率和灵活性。 高可靠通信技术 高可靠的通信技术也是智能运维系统的重要支撑技术。储能电站智能运维系统需要对各种设备和运行参数进行实时监测和分析，因此需要具备高可靠的通信技术。高可靠通信技术可以确保数据在传输过程中的完整性、实时性和安全性，从而保证智能运维系统的正常运行和数据准确性。 高可靠通信技术采用设备、组网、协议等多方面设计，实现业务QOS保障以及端到端的毫秒级保护，并利用软件定义网络（SDN）与智能运维平台的分布式计算业务进行联合优化，以提升网络和计算资源的利用效率。 电池管理专家库技术 电池管理专家库技术也是智能运维系统的重要支撑技术。电池管理专家库是积累运维经验、优化运维策略、持续提升运营效率的重要技术。专家库的建设需要将非结构化数据以高效结构化的方式组织，储能电站智能运维系统通过图谱的方式将运维输入的非结构化经验数据进行有效的组织，并通过图神经网络进行模式识别和数据挖掘，有效提高了运维数据资产的利用效率。锂电池储能电站智能运维系统的主要功能模块 锂电池储能电站智能运维系统功能模块包括三维用户驾驶舱、智能监视、智能巡视、智能安全、智能操作、智能分析等。锂电池储能电站智能运维系统的未来展望 相比于传统的电力设施数字化业务需求，锂电池储能电站智能运维系统在电池状态估计业务上的需求更为强烈，因为它对整站效率的提升有基础性作用。准确可靠的电池状态估计主要依赖于算法，高精度算法带来的高算力消耗和长时耗，又引发了对高性能计算及高可靠通信网络技术的需求。同时，作为新兴事物，智能运维系统的需求多且变化快，微服务和组件化的低代码开发模式可以低成本快速地应对需求变化，运维专家库的建设则可以快速整合新的运维经验数据，优化运维策略，提升运维效率。 锂电池储能作为新型电力系统建设关键环节的主流技术之一，其市场正在飞速发展，终局规模可期。由于电芯数量大，它的智能运维显得尤为必要，锂电池储能电站智能运维系统具有广阔的应用前景。 作者为中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司储能技术中心工程师。
来源：南方能源建设
锂电池创新材料复合集流体 或“上车”问界M9多家公司加码扩产
记者近日从接近供应链的人士处获悉，锂电池创新材料复合集流体或将应用于本季度上市的赛力斯问界M9车型。这是继今年4月，宁德时代麒麟电池全球量产首发车型极氪009使用了复合集流体后，复合集流体在国内“上车”的又一案例，进一步说明该材料在国内新能源汽车行业已开启实际应用。 复合集流体是一种“三明治”结构的新型复合箔材，中间为高分子材料基膜，基膜的两面镀有铝或铜，对应锂电池正、负极的铝箔和铜箔。复合集流体在提升电池安全性、能量密度、高循环寿命等方面优势明显。 以复合铜箔为例，其采用高分子材料替代一定厚度的铜，有效提升锂离子电池的质量能量密度从而实现电池轻量化，量产成本也更低。另外，复合集流体可有效提升快充电池的安全性，快充时高倍率的放电会显著减少传统铜箔材料的循环寿命，而复合集流体的中间层高分子材料具有较大弹性，能够吸收部分疲劳应力，从而减少疲劳断裂。 记者了解到，上述“上车”案例中的复合集流体大概率来自深圳金美新材料科技有限公司（下称“金美新材料”）。业内人士介绍，问界M9与极氪009的电池均来自宁德时代，宁德时代的复合集流体供应商为金美新材料。可以确定的是，问界M9使用了复合铝箔，尚不确定其是否使用复合铜箔。 金美新材料是目前全球唯一一家能够同时量产铜复合集流体（MC）和铝复合集流体（MA）的企业。其在2018年已实现复合集流体上车，并已与宁德时代合作多年。 业内认为，复合集流体未来有望大规模替代传统电池集流体，市场前景良好，锂电池厂商对复合集流体应用也表现积极，预计未来将陆续有“上车”消息传出。中创新航相关负责人在接受记者采访时表示，复合铜箔等复合负极材料是各家电池厂商在提升产品性能方面都有所考虑的，中创新航也有相关的开发规划。 据悉，复合集流体的生产端近期送样、扩产消息频传，多家A股公司也涉足这种材料。比如，璞泰来近期公告与宁德时代的复合铜箔合作协议，公司正在给后者送样，预计2024年形成订单。 下游应用刚开启，上游复合集流体厂商已开始抢抓客户与布局产能。比如，诺德股份宣布将投资25亿元建设诺德复合集流体产业园项目，计划明年至少投产一条产线。 金美新材料介绍，当前量产中的铝复合集流体的市场端需求持续增长，铜MC、铝MA产能持续保持紧平衡状态。预计到明年，金美新材料将形成大规模的复合集流体有效产能。 据高工锂电不完全统计，2023年复合集流体产能规划及开工的项目投资超过229亿元，规划年产能已超30亿平方米。 当前规划产能还远不能满足长期市场需求。浙商证券预测，2025年复合铜箔全球锂电池装机渗透率将达到20%，需求量达48.62亿平方米，2023年至2025年复合年均增长率达214.97%。高工锂电认为，到2030年复合集流体的市场渗透率将达到40%，出货量将达到180亿平方米。
来源：上海证券报
全流程管控确保锂电池安全
随着手机、电动汽车的普及，锂电池在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。然而，锂电池固有的热失控所引发的电动车、储能电站起火爆炸事故，也让锂电池安全成了一个不容忽视的问题。这也是锂电池行业长期面临的技术挑战。 在日前召开的四川省科学技术奖励大会上，电子科技大学向勇教授团队作为第一完成单位的“基于多场感知与自主阻燃的锂电池安全管控关键技术及应用”项目，获得四川省科学技术进步奖一等奖。“怎样提高锂电池的安全性，降低电池过热爆炸风险，是一道必过的坎。”向勇说，为了过这道坎，他和团队探索奋斗十余年。攻克锂电池安全三大难题 “从2012年起，我们逐步研制开发了配套完善的电化学高通量表征平台，在锂电池电解质、电极材料、封装材料等研究上取得一系列成果。”向勇说，他和团队开始尝试将电化学高通量表征技术应用到锂电池全生命周期安全性能动态变化的研究，但在研发过程中，他们发现现有的表征手段监控的参量，不足以直观反映锂电池的热失控风险。 在向勇看来，锂电池热失控过程涉及制造瑕疵、老化劣化、管理失效、异常环境工况等因素，以及生产制造、存储运输、服役使用等环节，诸多技术难题亟待攻克。 “解决锂电池全生命周期安全管控主要有三个要攻克的难题。”向勇告诉科技日报记者，锂电池热失控实时监测是第一道难题，其难在不能在电池内部埋置常规传感器，只能依靠外部信号传感来推测电池安全状态，这就会导致监测数据不够精确。 “锂电池热失控过程预警防护是第二道难题。”向勇说，锂电池热失控后采取的措施通常是“一刀切”，即关闭整个电源系统，这种措施无法从根本上杜绝安全事故，且会损害电源系统服役可靠性。 “锂电池起火后燃烧阻断是第三道难题。”向勇说，锂电池电解液中，有机溶剂受热分解会产生易燃易爆成分，与氧气混合后成为锂电池起火爆炸的根源。因此，锂电池一旦起火，燃烧阻断难度极大。 厘清研发难题，选定研发方向后，向勇团队联合四川省安全科学技术研究院、四川省产品质量监督检验检测院、中国铁塔股份有限公司四川省分公司、西南石油大学等产学研用单位，围绕锂电池全生命周期安全状态的监测与管控展开了深入研究探索。在向勇牵头抓总下，参研单位通力协作、联合攻关，在理论研究、技术开发、应用推广等领域各自发挥所长。 “我们研发成功了多参量薄膜传感器与锂电池集流体原位制备集成技术，实现了一体化集成，解决了传感器‘埋得进、测得准、传得出、影响小’的关键技术挑战。”向勇说，团队自主开发了人工智能电化学对抗迁移学习专用算法，结合前期开发的精准设计模型，一举把故障电池识别准确度提升到了98.6%；自主开发的高通量电解液配制与筛选技术及相关装置，筛选效率提升100倍，实现了电解液阻燃性能与电化学性能的快速优化。 2022年4月24日，以著名锂电池专家吴锋院士为组长的专家组对向勇团队研发的锂电池安全系列技术成果进行了评价。专家组一致认为：“该成果属国际前沿技术领域，指标、模型预测精度和电解液自熄时间等方面均处于国际领先水平。”累计创造经济效益超10亿元 从2019年开始，中国铁塔能源公司把项目成果应用于中国铁塔通信基站电源系统，支撑实现了四川全省通信基站备电系统逾50万组锂电池的实时在线监测，预警锂电池安全风险2万余次，预警成功率100%，安全退服故障电池13000余只，排除火灾风险隐患1500余次，有力地保障了铁塔通信基站无一例锂电池热失控事故安全运行。 上海空间电源研究所应用这项成果很好地解决了锂电池模组突发安全失效的问题。目前，这项技术已应用于风云四号02星、新技术试验卫星等多个型号；四川长虹电源有限责任公司基于该项目成果开发出了电芯、配件高重量比、高密度集成特种电源。 2019年10月，湖北亿纬动力有限公司引入项目技术成果后，进一步开发出锂电池在线容量预测技术，并成功将新技术应用于现有产线改造和新产线建设，有效提升了锂电池产线生产能力。 向勇对记者表示，项目成果的推广应用，可助力研制出高安全、高可靠的新型锂电池产品，同时消除生产安全风险隐患，还可助力开发出新型锂电池安全管理系统，提升锂电池系统安全管控水平。“尤其对锂电池用户，能够降低锂电池热失控事故率、减少灾害损失、节约运维成本。” 数据显示，自2019年3月以来，该项目成果已累计创造经济效益超10亿元，并产生出广泛的社会效益，为服务国家重大、重点工程发挥作用。
来源：科技日报
