鋰電池的安全性能及作為動(dòng)力電池

    鋰電池的安全性能及作為動(dòng)力電池的管理


     

    廢舊鋰電池回收由于具有比能量高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等眾多優(yōu)點(diǎn)近年來在電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而隨著市場需求的不斷變化,鋰電池的研發(fā)及應(yīng)用也將迎來細(xì)分階段。未來鋰電池在民用范疇內(nèi)主要將分為手機(jī)、平板電腦等數(shù)碼產(chǎn)品用鋰電池、車用動(dòng)力電池以及大型蓄能用鋰電池。


    廢舊鋰電池回收
     
    據(jù)了解,近幾年來廢舊鋰電池回收等充電電池的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)開始發(fā)生巨大變化。原因主要是除了此前作為主流用途的便攜終端之外,用于電動(dòng)汽車及定置用蓄電系統(tǒng)等多種用途的機(jī)遇也在急劇增加。在手機(jī)、相機(jī)等便攜終端一塊,目前鋰電池的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前,國內(nèi)絕大多數(shù)具有相應(yīng)資格的電池廠家都已經(jīng)能生產(chǎn)出質(zhì)量很好的手機(jī)用鋰電池。隨著終端數(shù)碼設(shè)備的日益普及,這一領(lǐng)域的鋰電池需求在今后幾年都將呈持續(xù)增長的態(tài)勢,而應(yīng)用于這一領(lǐng)域的鋰電池也在不斷向輕薄小的方向發(fā)展。
    而根據(jù)國家較新發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》,到2015年,純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到50萬輛。作為電動(dòng)汽車**部分的動(dòng)力電池也將迎來一個(gè)上千億的市場。與手機(jī)用鋰電池不同,車用鋰電池對容量要求以及安全性等多種性能的要求都大大提高。由于電動(dòng)汽車在加減速時(shí)需要大電力交換,而且要求有較強(qiáng)大的續(xù)航能力,這就給電池廠家?guī)砹溯^大的挑戰(zhàn)。據(jù)悉,目前我國在電動(dòng)汽車用廢舊鋰電池回收研發(fā)生產(chǎn)上還處于初級階段。雖然面對的是千億的市場,但是目前在國內(nèi)也僅有幾家實(shí)力強(qiáng)大的車企和電池企業(yè)能夠生產(chǎn)電動(dòng)汽車用鋰電池。
    此外,隨著各國對風(fēng)能、太陽能等新能源開發(fā)利用的加快以及東日本大地震核電事故引發(fā)的供電短缺等因素的影響,近年來,對定置用蓄電系統(tǒng)的需求也急劇增加。在2011年10月舉行的“CEATECJAPAN2011”上,大型電子廠商紛紛展出了蓄電系統(tǒng)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,該領(lǐng)域?qū)⒂瓉?1000億元的市場需求。據(jù)悉,定置蓄能用途與電動(dòng)汽車用途相比,不僅要求電池壽命較長,而且用于大樓蓄電系統(tǒng)及家用蓄電系統(tǒng)時(shí),必須具備發(fā)生火災(zāi)時(shí)不會(huì)燃燒的高安全性。而應(yīng)用于大型蓄能系統(tǒng)的鋰離子電池研發(fā),目前我國還處于起步階段,未來很長一段時(shí)間內(nèi),該領(lǐng)域的技術(shù)也很有可能只掌握在數(shù)家有實(shí)力的行業(yè)成員手中,一般企業(yè)則難以涉足。
    鋰電池隔膜是廢舊鋰電池回收材料中技術(shù)含量較高的材料,對電池的容量、循環(huán)壽命以及安全性都有很大的影響。據(jù)悉,作為高附加值的電池材料,鋰電池隔膜占了鋰電池成本的20%~30%。目前,我國鋰電池隔膜進(jìn)口率達(dá)80%以上,在推進(jìn)鋰電池隔膜國產(chǎn)化進(jìn)程上,還受到相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的限制。
    據(jù)悉,廢舊鋰電池回收隔膜技術(shù)難點(diǎn)在于造孔工藝,目前****行的主要有單層聚丙烯(PP)納米微孔膜、單層聚乙烯(PE)納米微孔膜、PP/PE/PP三層復(fù)合納米微孔膜等類型。其良好技術(shù)目前主要掌握在美國的卡爾格德(Celgard)、恩特凱(Entek)以及日本的旭化成、東燃等企業(yè)手中。而國內(nèi)雖然也一定程度上掌握了該項(xiàng)技術(shù),但是國產(chǎn)隔膜在孔的均勻度上與國外存在很大差距。
    由于國內(nèi)鋰電池隔膜一直依賴進(jìn)口,長期制約了我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。近年來,隨著國內(nèi)數(shù)碼產(chǎn)品用鋰電池以及車用動(dòng)力電池需求的進(jìn)一步加大,國內(nèi)許多企業(yè)都在嘗試突破國外技術(shù)壁壘,開發(fā)廢舊鋰電池回收隔膜。但是也受到了諸多因素的制約。**,我國在鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)方面缺乏自主知識產(chǎn)權(quán),傳統(tǒng)制備隔膜工藝的相關(guān)**基本被美國及日本等少數(shù)企業(yè)壟斷。*二,國內(nèi)企業(yè)在電池隔膜關(guān)鍵技術(shù)方面難以達(dá)到產(chǎn)業(yè)化水平,規(guī)模化生產(chǎn)出來的產(chǎn)品往往存在一致性差的問題。*三,我國用于生產(chǎn)電池隔膜的設(shè)備較為落后,制約了產(chǎn)品的高水準(zhǔn)。
    突破隔膜技術(shù)壟斷雖然困難,但就目前國內(nèi)發(fā)展形勢來看已是勢在必行。因此,目**些國內(nèi)企業(yè)如深圳市惠程電氣股份有限公司、河南新鄉(xiāng)格瑞恩新能源材料股份有限公司以及杉杉股份等,都紛紛投入大量資金,進(jìn)行鋰離子電池隔膜的研發(fā)和生產(chǎn)。但遺憾的是,目前國產(chǎn)的鋰電池隔膜還處于中、低端水平。因此,如要真正實(shí)現(xiàn)鋰電池隔膜國產(chǎn)化,還需要在技術(shù)上尋求新突破。
    隨著國家對新能源汽車的進(jìn)一步推進(jìn),對新能源汽車動(dòng)力電源的探討也一度成了人們熱議的話題。目前,應(yīng)用在新能源汽車的電池主要由鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。此外,燃料電池也被認(rèn)為是新能源汽車發(fā)展的良好電池。以下將通過簡要分析上述各類電池的優(yōu)缺點(diǎn),來推測其在新能源汽車上的應(yīng)用前景。
    一、鉛酸電池
    鉛酸電池是目前我國電動(dòng)自行車上應(yīng)用較廣泛的電池,占比高達(dá)97.5%。在我國北京奧運(yùn)會(huì)上,也有20輛使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車為奧運(yùn)會(huì)提供交通服務(wù)。
    鉛酸電池在我國已有100多年的歷史,其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、可靠性好、原材料易得。但是缺點(diǎn)是比能量低、體積大、環(huán)境污染嚴(yán)重。而且由于其續(xù)程不足、壽命短,今后在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用估計(jì)會(huì)比較有限。但在對電池容量要求稍低的電動(dòng)自行車上,今后其很長一段時(shí)間內(nèi)都將會(huì)扮演著重要的角色。
    二、鎳氫電池
    鎳氫電池目前被廣泛用于混合動(dòng)力汽車上,日本豐田的普銳斯采用的就是這種電池。據(jù)悉,鎳氫電池作為車用動(dòng)力電池目前已經(jīng)開始進(jìn)入成熟期,是混合動(dòng)力汽車所用電池體系中一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?;碾姵伢w系。據(jù)了解,現(xiàn)有混合動(dòng)力電池99%的市場份額為鎳氫動(dòng)力電池。
    鎳氫電池能廣泛應(yīng)用到混合動(dòng)力汽車上,是因?yàn)槠渚哂惺褂脡勖^長、無記憶效應(yīng)以及質(zhì)量較輕等優(yōu)點(diǎn)。但其電池容量要比廢舊鋰電池回收低,目前鎳氫電池在國內(nèi)汽車上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段,估計(jì)運(yùn)用到純電動(dòng)汽車上會(huì)存在后勁不足的問題。
    三、鋰離子電池
    鋰電池目前被認(rèn)為是較適合應(yīng)用于新能源汽車上的電池。其**的優(yōu)點(diǎn)是:重量輕、儲(chǔ)能大、無污染、無記憶效應(yīng)、使用壽命長。在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍,并且目前人類只開發(fā)利用了其理論電量的20%~30%,開發(fā)前景非常光明。同時(shí)它不會(huì)對環(huán)境造成污染,是目前能應(yīng)用到電動(dòng)車上的較佳電池。
    廢舊鋰電池回收的安全性能及作為動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)是其目前的發(fā)展瓶頸。由于鋰離子單個(gè)電池成組后難以做到完全均一的充放電,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性。而其電池組充電時(shí)間長、續(xù)程短、價(jià)格昂貴等問題都是制約電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的主要因素。雖然如此,目前業(yè)界仍普遍認(rèn)為,隨著廢舊鋰電池回收技術(shù)的進(jìn)一步突破,其將成為車用電池的主流。


    廢舊鋰電池回收
     
    四、燃料電池
    燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。其電池不需經(jīng)過燃燒,而是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用直接變成電能。燃料電池汽車屬無污染汽車,其電池能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍,因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面,燃料電池汽車被認(rèn)為是一種理想的車輛。
    據(jù)了解,08年北京奧運(yùn)會(huì)上,我國就有23輛燃料電池汽車進(jìn)行了**性運(yùn)行7.6萬公里。而到了2010年世博會(huì),這個(gè)數(shù)字上升到196輛和91萬公里。燃料電池汽車被認(rèn)為是新能源汽車發(fā)展得良好目標(biāo)。但是鑒于目前燃料電池技術(shù)在**范圍內(nèi)尚未成熟,其被看做是繼廢舊鋰電池回收應(yīng)用后的一種未來電池。
    對哪種電池才是電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的較佳選擇,至今業(yè)界仍爭執(zhí)不下。但是,有*分析指出,由于各類電池的優(yōu)勢以及應(yīng)用技術(shù)成熟程度都各有不同。因此,在未來很長的一段時(shí)間內(nèi),鎳氫電池、鋰電池、燃料電池等新能源電池將共同瓜分整個(gè)新能源汽車動(dòng)力電池的市場。

     

    廢舊鋰電池回收由于具有比能量高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等眾多優(yōu)點(diǎn)近年來在電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而隨著市場需求的不斷變化,鋰電池的研發(fā)及應(yīng)用也將迎來細(xì)分階段。未來鋰電池在民用范疇內(nèi)主要將分為手機(jī)、平板電腦等數(shù)碼產(chǎn)品用鋰電池、車用動(dòng)力電池以及大型蓄能用鋰電池。


    廢舊鋰電池回收
     
    據(jù)了解,近幾年來廢舊鋰電池回收等充電電池的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)開始發(fā)生巨大變化。原因主要是除了此前作為主流用途的便攜終端之外,用于電動(dòng)汽車及定置用蓄電系統(tǒng)等多種用途的機(jī)遇也在急劇增加。在手機(jī)、相機(jī)等便攜終端一塊,目前鋰電池的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前,國內(nèi)絕大多數(shù)具有相應(yīng)資格的電池廠家都已經(jīng)能生產(chǎn)出質(zhì)量很好的手機(jī)用鋰電池。隨著終端數(shù)碼設(shè)備的日益普及,這一領(lǐng)域的鋰電池需求在今后幾年都將呈持續(xù)增長的態(tài)勢,而應(yīng)用于這一領(lǐng)域的鋰電池也在不斷向輕薄小的方向發(fā)展。
    而根據(jù)國家較新發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》,到2015年,純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到50萬輛。作為電動(dòng)汽車**部分的動(dòng)力電池也將迎來一個(gè)上千億的市場。與手機(jī)用鋰電池不同,車用鋰電池對容量要求以及安全性等多種性能的要求都大大提高。由于電動(dòng)汽車在加減速時(shí)需要大電力交換,而且要求有較強(qiáng)大的續(xù)航能力,這就給電池廠家?guī)砹溯^大的挑戰(zhàn)。據(jù)悉,目前我國在電動(dòng)汽車用廢舊鋰電池回收研發(fā)生產(chǎn)上還處于初級階段。雖然面對的是千億的市場,但是目前在國內(nèi)也僅有幾家實(shí)力強(qiáng)大的車企和電池企業(yè)能夠生產(chǎn)電動(dòng)汽車用鋰電池。
    此外,隨著各國對風(fēng)能、太陽能等新能源開發(fā)利用的加快以及東日本大地震核電事故引發(fā)的供電短缺等因素的影響,近年來,對定置用蓄電系統(tǒng)的需求也急劇增加。在2011年10月舉行的“CEATECJAPAN2011”上,大型電子廠商紛紛展出了蓄電系統(tǒng)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,該領(lǐng)域?qū)⒂瓉?1000億元的市場需求。據(jù)悉,定置蓄能用途與電動(dòng)汽車用途相比,不僅要求電池壽命較長,而且用于大樓蓄電系統(tǒng)及家用蓄電系統(tǒng)時(shí),必須具備發(fā)生火災(zāi)時(shí)不會(huì)燃燒的高安全性。而應(yīng)用于大型蓄能系統(tǒng)的鋰離子電池研發(fā),目前我國還處于起步階段,未來很長一段時(shí)間內(nèi),該領(lǐng)域的技術(shù)也很有可能只掌握在數(shù)家有實(shí)力的行業(yè)成員手中,一般企業(yè)則難以涉足。
    鋰電池隔膜是廢舊鋰電池回收材料中技術(shù)含量較高的材料,對電池的容量、循環(huán)壽命以及安全性都有很大的影響。據(jù)悉,作為高附加值的電池材料,鋰電池隔膜占了鋰電池成本的20%~30%。目前,我國鋰電池隔膜進(jìn)口率達(dá)80%以上,在推進(jìn)鋰電池隔膜國產(chǎn)化進(jìn)程上,還受到相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的限制。
    據(jù)悉,廢舊鋰電池回收隔膜技術(shù)難點(diǎn)在于造孔工藝,目前****行的主要有單層聚丙烯(PP)納米微孔膜、單層聚乙烯(PE)納米微孔膜、PP/PE/PP三層復(fù)合納米微孔膜等類型。其良好技術(shù)目前主要掌握在美國的卡爾格德(Celgard)、恩特凱(Entek)以及日本的旭化成、東燃等企業(yè)手中。而國內(nèi)雖然也一定程度上掌握了該項(xiàng)技術(shù),但是國產(chǎn)隔膜在孔的均勻度上與國外存在很大差距。
    由于國內(nèi)鋰電池隔膜一直依賴進(jìn)口,長期制約了我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。近年來,隨著國內(nèi)數(shù)碼產(chǎn)品用鋰電池以及車用動(dòng)力電池需求的進(jìn)一步加大,國內(nèi)許多企業(yè)都在嘗試突破國外技術(shù)壁壘,開發(fā)廢舊鋰電池回收隔膜。但是也受到了諸多因素的制約。**,我國在鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)方面缺乏自主知識產(chǎn)權(quán),傳統(tǒng)制備隔膜工藝的相關(guān)**基本被美國及日本等少數(shù)企業(yè)壟斷。*二,國內(nèi)企業(yè)在電池隔膜關(guān)鍵技術(shù)方面難以達(dá)到產(chǎn)業(yè)化水平,規(guī)?;a(chǎn)出來的產(chǎn)品往往存在一致性差的問題。*三,我國用于生產(chǎn)電池隔膜的設(shè)備較為落后,制約了產(chǎn)品的高水準(zhǔn)。
    突破隔膜技術(shù)壟斷雖然困難,但就目前國內(nèi)發(fā)展形勢來看已是勢在必行。因此,目**些國內(nèi)企業(yè)如深圳市惠程電氣股份有限公司、河南新鄉(xiāng)格瑞恩新能源材料股份有限公司以及杉杉股份等,都紛紛投入大量資金,進(jìn)行鋰離子電池隔膜的研發(fā)和生產(chǎn)。但遺憾的是,目前國產(chǎn)的鋰電池隔膜還處于中、低端水平。因此,如要真正實(shí)現(xiàn)鋰電池隔膜國產(chǎn)化,還需要在技術(shù)上尋求新突破。
    隨著國家對新能源汽車的進(jìn)一步推進(jìn),對新能源汽車動(dòng)力電源的探討也一度成了人們熱議的話題。目前,應(yīng)用在新能源汽車的電池主要由鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。此外,燃料電池也被認(rèn)為是新能源汽車發(fā)展的良好電池。以下將通過簡要分析上述各類電池的優(yōu)缺點(diǎn),來推測其在新能源汽車上的應(yīng)用前景。
    一、鉛酸電池
    鉛酸電池是目前我國電動(dòng)自行車上應(yīng)用較廣泛的電池,占比高達(dá)97.5%。在我國北京奧運(yùn)會(huì)上,也有20輛使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車為奧運(yùn)會(huì)提供交通服務(wù)。
    鉛酸電池在我國已有100多年的歷史,其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、可靠性好、原材料易得。但是缺點(diǎn)是比能量低、體積大、環(huán)境污染嚴(yán)重。而且由于其續(xù)程不足、壽命短,今后在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用估計(jì)會(huì)比較有限。但在對電池容量要求稍低的電動(dòng)自行車上,今后其很長一段時(shí)間內(nèi)都將會(huì)扮演著重要的角色。
    二、鎳氫電池
    鎳氫電池目前被廣泛用于混合動(dòng)力汽車上,日本豐田的普銳斯采用的就是這種電池。據(jù)悉,鎳氫電池作為車用動(dòng)力電池目前已經(jīng)開始進(jìn)入成熟期,是混合動(dòng)力汽車所用電池體系中一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?;碾姵伢w系。據(jù)了解,現(xiàn)有混合動(dòng)力電池99%的市場份額為鎳氫動(dòng)力電池。
    鎳氫電池能廣泛應(yīng)用到混合動(dòng)力汽車上,是因?yàn)槠渚哂惺褂脡勖^長、無記憶效應(yīng)以及質(zhì)量較輕等優(yōu)點(diǎn)。但其電池容量要比廢舊鋰電池回收低,目前鎳氫電池在國內(nèi)汽車上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段,估計(jì)運(yùn)用到純電動(dòng)汽車上會(huì)存在后勁不足的問題。
    三、鋰離子電池
    鋰電池目前被認(rèn)為是較適合應(yīng)用于新能源汽車上的電池。其**的優(yōu)點(diǎn)是:重量輕、儲(chǔ)能大、無污染、無記憶效應(yīng)、使用壽命長。在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍,并且目前人類只開發(fā)利用了其理論電量的20%~30%,開發(fā)前景非常光明。同時(shí)它不會(huì)對環(huán)境造成污染,是目前能應(yīng)用到電動(dòng)車上的較佳電池。
    廢舊鋰電池回收的安全性能及作為動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)是其目前的發(fā)展瓶頸。由于鋰離子單個(gè)電池成組后難以做到完全均一的充放電,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性。而其電池組充電時(shí)間長、續(xù)程短、價(jià)格昂貴等問題都是制約電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的主要因素。雖然如此,目前業(yè)界仍普遍認(rèn)為,隨著廢舊鋰電池回收技術(shù)的進(jìn)一步突破,其將成為車用電池的主流。


    廢舊鋰電池回收
     
    四、燃料電池
    燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。其電池不需經(jīng)過燃燒,而是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用直接變成電能。燃料電池汽車屬無污染汽車,其電池能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍,因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面,燃料電池汽車被認(rèn)為是一種理想的車輛。
    據(jù)了解,08年北京奧運(yùn)會(huì)上,我國就有23輛燃料電池汽車進(jìn)行了**性運(yùn)行7.6萬公里。而到了2010年世博會(huì),這個(gè)數(shù)字上升到196輛和91萬公里。燃料電池汽車被認(rèn)為是新能源汽車發(fā)展得良好目標(biāo)。但是鑒于目前燃料電池技術(shù)在**范圍內(nèi)尚未成熟,其被看做是繼廢舊鋰電池回收應(yīng)用后的一種未來電池。
    對哪種電池才是電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的較佳選擇,至今業(yè)界仍爭執(zhí)不下。但是,有*分析指出,由于各類電池的優(yōu)勢以及應(yīng)用技術(shù)成熟程度都各有不同。因此,在未來很長的一段時(shí)間內(nèi),鎳氫電池、鋰電池、燃料電池等新能源電池將共同瓜分整個(gè)新能源汽車動(dòng)力電池的市場。

    江西聚鑫源廢舊物資回收有限公司專注于動(dòng)力鋰電池回收,廢舊鋰電池回收,公交車鋰電池回收,汽車鋰電池回收等

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