- 7楼
Re: 锂电池市场: 三洋对索尼三星挑战 将新建锂电池工厂
- 细数锂离子电池产业价值
10多年前,锂离子电池还只是科学家在实验室孜孜以求的学术成果。
今天，人们的生活几乎离不开它。手机、手提电脑，几乎所有的携带式个人电子用品都要靠它来提供所需的能量。可是如何把它装在汽车上，成为汽车的动力；又如何让它成为未来存取电能的“容器”，科学家们又开始不断地探索，电池“肚量”要越来越大，动力要越来越强，寿命要越来越长，但并不意味着体积和重量也要越来越大，这不是简单的数量叠加。
这个变化的关键，就是电池的材料。用于手机电池的材料，绝对不能用来制造电动汽车的“心脏”，否则不是可能会爆炸，而是一定会出事。因此，各国的科学家都在试图寻找最佳答案。
20年坚持，从无到有
中国科学院物理所研究员、博士生导师黄学杰评价我国的锂离子电池发展是：从无到有，从小到大，发展很快。
2000年我国的产量约2000万块，占全球份额3.6%，与韩国相近，而当时日本已达年产5.12亿块，占93.9%。2002年我国跨过1亿块，2004年达到7.6亿块，占全球市场的37.1%，仅次于日本。
我国的锂离子电池研究开发项目一直是863计划的重点项目，从移动电子设备用小型电池开始，连续20年获得支持。目前小型锂离子电池已形成年产2亿只以上的生产能力，日本SONY、三洋等公司也将生产厂建到中国。大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，配套材料厂也有很多个，均已形成大规模生产，市场竞争激烈。
“小型电池及其相关材料目前技术工艺成熟，生产成规模，主要是产业投资推动。”黄学杰说。
“我国的动力电池的研究相对较晚，但到目前为止也已取得了骄人的成绩。”黄学杰说，中科院物理所经过20年来的研究积累，在纳米储锂负极材料和磷酸盐正极材料的研究方面我国居国际一流水平。
我国的动力型锂离子电池“十五”期间在863电动汽车重大专项的支持下开始了研究开发，解决了高功率输出的问题，安全性也得到了极大的提高，依托于中科院物理所技术的苏州星恒电源有限公司创造地实现了平板电池的机械化生产，2004年，苏州星恒公司研发的10安时高能量型和7.5安时高功率型锰酸锂离子动力电池已通过美国UL安全测试，成为中国本土第一个通过UL认证的锂离子动力电池，目前产品已批量供应国内外市场。开发的15安时高功率电池通过863电动汽车重大专项组织的统一测试，“十五”期间已成功应用于燃料电池混合电动轿车概念车“超越二号”和“超越三号”。8安时高功率电池已成为“上海”牌燃料电池混合轿车的标配。
“车用锂离子动力电池等高端产品技术的开发，不仅仅是我国电动汽车产业发展的需要，也必将带来我国锂离子电池产业的全面技术升级。”黄学杰说。
不断创新，不断飞跃
我国动力电池的发展是伴随着电动自行车的成长而起的。但在国内刚开始开展锂离子电池电动车研发时，锂离子电池曾出现若干爆炸事故。
一般来说，电池安全性是和电池中储存的能量成反比的，即所能释放的能量越大，其安全性就越差。
黄学杰说，换句话说就是和电池的重量成反比的。当然，随着电池体积的增加，散热性能变差，爆炸的可能性更是大幅度增加，所以，将锂离子蓄电池做成动力电池，就必须提高其安全性能；其用量的愈大，其要求达到的安全性指标也就愈高。
锂离子电池发生爆炸，一个很重要原因是使用手机电池常用的钴酸锂做为锂离子电池的正极材料。钴酸锂材料的理论比能量超过每克270毫安时，但为保证其循环性，实际可使用比容量只有理论容量的一半，即140毫安时左右。
“在实际使用过程中，如果在某些意外的情况下，比如管理系统损坏而导致电池充电电压过高，则剩余的一部分锂就会从正极经电解液在负极表面以金属锂的形式沉积。”黄学杰说，而金属锂的表面欠电位沉积极易形成“枝晶”，从而刺穿隔膜，将正负极短路，引起起火爆炸等安全事故。另外，金属锂非常活泼，熔点也低，在电池温度局部过高或者壳体破损接触空气的情况下也非常的危险。
寻找替代钴酸锂的正极材料，解决安全问题是生产动力型锂离子电池的最优先要考虑的问题。
“十五”期间，在863计划支持下，中科院物理所发展了氧空位磷酸铁锂和用于车用动力电池的锰酸锂正极材料，他们发展出了一种具有自主知识产权的表面修饰技术，应用于改性进尖晶石锰酸锂材料，生产出可逆容量达到107毫安时每克，55℃循环200次容量保持率大于90％，优于国际同类产品水平，保障了电动汽车重大专项中高功率锂离子电池项目的顺利推进。在山东试验工厂的技术工艺基础上，在无锡建成了年产1000吨的生产线。
在锂离子蓄电池的负极材料的研发上，我国也有重要进展。作为手机锂离子电池负极材料的首选中间相炭微球，我国已实现全面国产化。上海杉杉和天津铁成等生产的该类型负极材料，其可逆容量均在300―340毫安时/克，性能指标已经达到或部分超过国际先进水平，且价格只有进口产品的三分之二。但石墨负极材料不能满足混合动力汽车的高功率和长寿命要求，黄学杰介绍说，在动力电池中，使用具有石墨结构的中间相炭微球存在一个致命的缺陷，即在大电流冲击的时候，由于体积变化，炭球表面的固体电解质层会破损，从而加速其寿命衰减。在863纳米专项的支持下，北京星恒成功地开发出来硬碳负极材料，位于八大处高科技园的试验线预计本月底投产。
瞄准未来，成就产业
在比现有碳材料（372毫安时/克）容量更高的负极材料，成为研究的热点时，氧化锡首先被发现具有优异的储锂性能，导致人们开始研究一系列基于金属和氧化物的负极材料，然而锡、硅等作为锂离子电池负极材料的致命问题在于：充放电过程中，随着锂的反复嵌入脱出，体积变化高达300%―400%，导致电极的机械稳定性降低，材料也因发生粉化逐渐失效，因此循环性能很差。
黄学杰说，纳米合金化可以克服锡基材料这一弱点，已在SONY的Nexlion中获得应用，物理所在1998年即发表论文指出纳米化是提高此类材料循环性能的有效途径。国内中国钢研科技集团公司在863的支持下已初步开发出具有一定循环稳定性的锡基材料。在世界范围内，具有高比容量的非碳负极活性材料正处于大规模商业化应用的起步阶段，采用三维集流体材料提高锂离子电池负极材料的电化学性能，是目前国际锂离子电池领域的一个主要研究热点。
与传统二维铜箔相比，三维集流体材料能够为活性物质提供更加良好的导电环境，缩短多孔电极内部平均电子传输距离，从而降低极片内阻，减小大电流充放电产生的电极极化现象；更重要的是，三维基体还能在一定程度上缓解高比容量活性材料的“体积效应”，减少内应力对电极结构的破坏，从而改善电极的循环寿命与充放电效率。
目前，苏州星恒电源有限公司锂离子动力电池的比功率已达到120Wh/kg，已占国内电动自行车锂离子动力电池市场的80%以上，部分产品已进入国际市场。
“十一五”期间，863计划继续给予了支持，针对车用动力电池和储能电池关键材料的研发，启动了一系列项目。
黄学杰说，随着动力型锂离子电池材料的产业化进程的深入，必将大大促进动力电池产业的技术进步，无论从安全性、高温循环性、使用寿命，还是从制造成本上讲，都将把动力电池的产品推广和市场开发推向新的高度。另一方面，新的、动力型锂离子电池正极材料的发展又对上游原材料生产企业提出了更高的要求，促进了上游产业在产品纯度以及制造成本等方面的技术进步与发展。
“相信未来几年，锂离子动力蓄电池会逐渐占领电动车市场”。黄学杰说。
锂离子电池重要创新点
氧空位磷酸铁锂：根据自主研发的一种独特的合成方法，制备出可逆容量达160mAh/g的氧空位磷酸铁锂正极材料，循环500次容量未见衰减，特别是具备高倍率（10C）放电能力。
钴镍锰酸锂：可以取代钴酸锂的钴镍锰酸锂正极材料研制成功，发展出独特的前驱体合
- 作者：小小 2008-10-27 22:18:00
- 6楼
Re: 锂电池市场: 三洋对索尼三星挑战 将新建锂电池工厂
- 三洋电机拟量产锂离子电池
在混合动力时代，所有有关此类的技术都是市场的宠儿。
2008年6月2日，来自日本的消息称，三洋电机宣布向大众集团供应混合动力车用锂离子充电电池系统，同时它表示将进一步推动*电式混合动力汽车所用的锂离子充电电池的开发，预计将从2011年起开始量产。
随着市场情况的变化，混合动力汽车已经成为全球所有汽车制造商关心的话题。能够生产这些电池的厂家都会立即成为市场追逐的焦点。之前，丰田宣布与松下电器成立此类电池的合资工厂。
- 作者：rdt 2008-9-2 15:20:00
- 5楼
Re: 锂电池市场: 三洋对索尼三星挑战 将新建锂电池工厂
- 三洋生产的混合动力锂离子电池
三洋电机在“第39届东京汽车展”上展出了混合动力车专用锂离子电池。在东京汽车展开幕之前召开的东京国际汽车会议（2005年10月17日）上，该公司专务执行董事、动力部门负责人本间充公布了在混合动力车电池方面的研究情况，车展的展示进一步验证了本间所公开的内容。
展出的电池分为圆柱形和方形2种。功率密度和能量密度分别为3500W/kg和90Wh/kg，均达到了该公司镍氢电池的2.3倍。由于要用于混合动力车，因此与电池容量相比这两款产品的特点是更重视如何在短时间进行动力输出，并设计了高功率密度。另外，对于2010年前后面世的下一代锂离子电池，该公司预测说功率密度和能量密度将分别达到现有镍氢电池的3倍和2.5倍左右。
该公司计划2008年开始量产车用锂离子电池。2005年4月已将此前安排在研究所的开发机构迁到了锂离子电池生产基地德岛工厂。目前正在加紧进行量产准备工作。计划2005年或2006年建成试产线。目前已经引进完成了试产线的部分设备。此次展出的电池就是利用这些设备生产的。
电池的开发课题是耐用性和安全性。作为车用电池，由于必须具备期限为10年、行驶距离为15万英里的寿命，因此在材料和结构两方面进行了深入研究。在耐用性方面，达到了与镍氢同等的性能。在安全性方面，据称开发出了撞车时即使电池发生短路也不会燃烧的结构和材料。
该公司在镍氢电池方面目前仅投产了圆柱形电池，听说今后仍不打算改变这种状况。不过，在锂离子电池方面，由于市场对具有良好空间效率的方形产品存在需求，因此可能会生产方形产品。
- 作者：sgl 2008-9-2 13:39:00
- 4楼
Re: 锂电池市场: 三洋对索尼三星挑战 将新建锂电池工厂
- 锂离子电池将加快拉动锂的需求
锂在锂离子电池中的应用已获确认。应用的第一阶段是手机，每节电池需用约1/10盎司的碳酸锂。第二应用阶段是手提电脑，需用碳酸锂是手机使用量的约10倍。
插电式混合电动车（HEV）使用的锂电池，需用的锂为手提电脑用锂量的100多倍。
锂离子电池预计将成为HEV发挥性能的关键，插电式混合电动车（HEV）使用燃烧式发动机和电力驱动两个系统。HEV包括插电混合系统（PHEV），该系统在使用燃烧式发动机之前，因贮存有足够电力，可藉电池电力驱动一定距离。另外，纯电动车（EV）不设置燃烧式发动机，只靠电池电力驱动。预计锂离子电池可使插电式混合电动车（HEV）的价格和性能与以天然气为动力的汽车相比拟。
尽管镍-金属氢化物已应用于大多数的HEV电池中，但这种电池与锂离子化学制造的电池相比，体积较大且动力较小。丰田公司通用的Prius混合电动车以镍-金属氢化物电池为动力。丰田公司表示，到2010年将年销售混合动力车100万辆。据美国银行Kevin McCarthy的预测，HEV电池用锂的销售额将增长到2015年约6亿美元。分析认为，HEV存在着较多用锂的长期发展机遇。据估算，到2010年将销售约100万辆混合电动车，到2015年销售量将翻番。美国银行Kevin McCarthy预计，到2015年，电池用量将占锂营业收入近一半，纯电动车电池用量将从2007年占整个锂营业收入小于1％上升至2015年占1/4。 Rockwood公司2007年来自碳酸锂、锂金属和碳酸锂衍生的化合物总的营业收入达到约45亿美元。FMC公司2007年的锂销售额为21亿美元。与Rockwood公司相似，FMC公司生产通用碳酸锂和专用的下游锂产品。SQM公司是全球领先的碳酸锂生产商，其2007年来自锂和锂衍生物的营业收入为1798亿美元。 电池和医药终端用户合计占Rockwood公司锂供应量约40％。分析人士认为，从近期看，对锂的需求将主要受医药部门对丁基锂的强劲需求，以及其他电池应用对碳酸锂和氢氧化锂的需求所拉动。 电池用碳酸锂的消费在HEV生产尚无大量需求情况下已呈二位数速率增长。2007年需求增长近20％，预计在中期内将继续以高于10％的速率增长。
除了电池应用外，中期内呈中速增长的有润滑脂、润滑油用氢氧化锂，玻璃和玻璃熔接物用碳酸锂，空调用碳酸锂等。
随着锂离子电池动力HEV加快推向商业市场，电池公司Johnson Controls-Saft于2007年1月在法国投产了世界上第一座大规模HEV电池生产厂，并已与Mercedes公司生产Class混合电动车签署供应锂离子电池合同，Class混合电动车于2009年初商业化生产。日本NEC电子公司到2009年将每年生产13万块锂离子电池，到2010年将扩产至65万块，以应用于日产混合电动车。
一些汽车生产商采用锂离子电池驱动混合电动车的计划正在发展之中。美国Tesla汽车公司已于2008年3月开始生产2008 Tesla Roadster混合电动车，并将推出2009年车型。丰田公司与松下公司组建的合资企业松下EV能源公司将于2009年限量生产车用锂离子电池，2010年将转向大规模生产。 其他一些锂离子电池生产商包括韩国LG化学公司，该公司与韩国现代汽车公司签署合同，自2009年7月起向该公司Accent混合电动车供应锂离子电池。Saturn公司的 PHEV和通用汽车公司的Volt EV将于2010年批量生产。三洋电器公司将开始生产15~20万块/年锂离子电池，以供2011年HEV使用。大众公司的混合电动车也将于2010年使用三洋电器公司锂离子电池技术。 锂生产量将不断扩增
Rockwood、SQM和FMC公司占锂生产量约3/4，中国的一些小型生产商占锂生产量约1/4。SQM公司生产全球碳酸锂供应量约35％。Rockwood公司通过其特种化学品业务部Chell公司生产世界碳酸锂约30％，而FMC公司生产量约占5％~10％。
全球锂生产量（以碳酸锂当量表示）估算在5万~8万吨/年之间（中国生产量数据不太清晰）。 三大锂供应商主要从“锂三角”（阿根廷、玻利维亚和智利）的盐卤储中生产锂。SQM和Rockwood公司从智利的Salar de Atacama地区生产锂，其优点是锂浓度高和蒸发速率高，在生产过程中可使用太阳能。除南美以外，Rockwood公司也在美国内华达州Silver Peak通过盐卤生产锂。
FMC公司从其在阿根廷Salar de Hombre Muerto的盐卤储中生产锂，采用过滤过程，过滤过程速度较快，但比其他过程成本较高。
以前，锂从锂辉石矿沉积物中抽取。然而通过这一过程来生产，因纯度低，需要多次抽提步骤，并且是能量密集的过程。现仅有中国采用从锂辉石中生产大量碳酸锂。
南美的储能力仍在扩大。SQM公司正在将碳酸锂生产能力从3万吨/年扩大到2008年第三季度约4万吨/年。如果市场需求坚挺，也将扩能至6万吨/年。
玻利维亚Salar de Uyuni拥有锂储约550万吨。
Admiralty资源公司计划开发阿根延北部Rincon Salara的盐卤矿，该矿拥有105万吨碳酸锂当量。全部投产后将可供应世界碳酸锂约20％。该公司目标是2009年投入生产。50吨/年中型装置已于2008年4月投运。
目前从“锂三角”生产锂的经济性仍有很大的成本优势。然而上扬的锂价正促使开发南美以外的储。挪威Nordic矿业公司通过收购在芬兰的锂开发项目成为欧洲第一家用于电池工业的碳酸锂生产商。该公司预期于2013年在芬兰生产3300吨/年碳酸锂。美国内华达州Esmeralda郡也有开发锂盐卤矿的前景，Black Pearl矿业公司将开发位于包括加州、内华达州和犹他州在内的Great盆地的锂盐卤矿。 前20年来，中国生产商也实施了增产。中国在2007年约占世界锂市场约1/4。
今后2~5年内中国将大大扩能，产能可望翻一倍以上。
中国在柴达木盆地已发现锂盐卤矿，但中国盐卤矿浓度较低，使中国生产的锂价可能比SQM和Rockwood公司要高出一倍。
另外，中国最大的盐卤矿有很高的镁/锂比，加工可能更为复杂。
据称，混合电动车或纯电动车电池以及其他应用对锂的需求将会持续增长。在目前的需求速度下，全球的供应量可望满足1775年，在智利的Salar de Atacama拥有690万吨可采的锂，在玻利维亚Salar de Uyuni拥有550万吨可采的锂。
- 作者：李飞 2008-9-2 12:59:00
- 2楼
Re: 锂电池市场: 三洋对索尼三星挑战 将新建锂电池工厂
- 锂离子电池应用国际趋势（最新）
混合动力车及电动汽车等电动车辆使用的充电电池和大容量电容器相关讨论会“2008年国际高级汽车电池与超级电容讨论会（AABC，The 8th International Advanced Automotive Battery and Ultracapacitor Conference）”于当地时间2008年5月14日14时在美国佛罗里达州坦帕（Tampa）开幕。 电池厂商方面，三洋电机、韩国三星SDI、GS Yuasa Corporation、韩国LG Chem以及A123 Systems也就电动车辆用充电电池发表了演讲。本次讨论会为第八届，共有1000多人参加，超过了上上届的550人和上届的700人，讨论会规模不断扩大。2009年锂离子充电电池将作为混合动力车的电源开始配备。配备锂离子充电电池的电动汽车也将开始销售。因此，电动车辆电源受关注的程度逐年提高。
- 作者：lijinjin 2008-9-2 9:38:00
| 首页 | 前页 | 后页 | 尾页 | 分页 1/1 [1] |
-
·尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
·承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
·本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
·本站有权在网站内转载或引用您的评论
·参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款