鄂教版科學(xué)九下材料與能源教學(xué)參考

1、鄂教版科學(xué)九下材料與能源word教學(xué)參考牡莎f加尸I我國(guó)鋰電池、太陽(yáng)能電池、燃料電池進(jìn)展迅速并帶動(dòng)相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展?，F(xiàn)在的能源材料要緊有：金屬氫化物傣電池材料、鋰離子二次電池材料、燃料電池材料、太陽(yáng)能電池材料、核能材料等。電池與能源材料目前狀況:中國(guó)電池新材料市場(chǎng)要緊以鋰電池材料和太陽(yáng)能電池材料為主。由于國(guó)內(nèi)燃料電池離大規(guī)模應(yīng)用尚需一段時(shí)日，且國(guó)內(nèi)廠商在技術(shù)和生產(chǎn)工藝上與國(guó)際水平存在差距，H前國(guó)內(nèi)燃料電池材料兒乎全部依靠進(jìn)口。中國(guó)已形成鋰電池相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在鋰電池材料的配套方面占有一定的優(yōu)勢(shì)。在鋰電池材料市場(chǎng)，中國(guó)廠商迅速崛起，在正極材料、負(fù)極材料、電解液市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力逐步增強(qiáng)。2009年，

2、電池材料行業(yè)傳統(tǒng)下游手機(jī)、筆記本和電動(dòng)工具等行業(yè)的狀況不斷好轉(zhuǎn)，給行業(yè)帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。受益于新能源汽車(chē)概念，鋰離子電池行業(yè)的現(xiàn)狀好于銀氫電池。2010年，作為銀氫電池之后.燃料電池之前的產(chǎn)品，鋰離子電池正迅速躥紅。磷酸鐵鋰電池用于自行車(chē)、摩托車(chē)及手機(jī)、電腦及數(shù)碼產(chǎn)品等,技術(shù)差不多成熟，U前我國(guó)小功率鋰離子電池產(chǎn)量占全球三分之一多，然而國(guó)內(nèi)廠家將磷酸鐵鋰電池用于大功率汽車(chē)內(nèi)的產(chǎn)量卻專(zhuān)門(mén)少。車(chē)載動(dòng)力蓄電池成本占混合動(dòng)力汽車(chē)全部成本的30%至50%,一旦新能源汽車(chē)興起后，鋰離子電池及電池材料市場(chǎng)有望顯現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。盡管鉛酸、銀氫在U前及以后數(shù)年仍占主導(dǎo)，但正如手機(jī)中鋰離子電池快速擠占傣氫電池一樣,鋰離子

3、電池會(huì)快速搶占傳統(tǒng)電池市場(chǎng)。磷酸鐵鋰材料是最新研制的鋰離子電池材料。從L!前各種鋰離子電池的性能對(duì)比看出，磷酸鐵鋰電池是H前最適合用于電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用的鋰離子電池。由于技術(shù)進(jìn)入門(mén)檻高，投資收益高、連續(xù)時(shí)刻長(zhǎng)，電池新材料領(lǐng)域成為企業(yè)專(zhuān)門(mén)是上市公司擴(kuò)大利潤(rùn)來(lái)源、提升業(yè)績(jī)的重點(diǎn)產(chǎn)品之一。電池正極、負(fù)極材料、電解液市場(chǎng)已相對(duì)成熟，而鋰電池隔膜的國(guó)產(chǎn)化過(guò)程包蘊(yùn)著較大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)；太陽(yáng)能電池市場(chǎng)進(jìn)展迅速，技術(shù)不斷進(jìn)步，有機(jī)材料將是太陽(yáng)能電池材料的首選，市場(chǎng)潛力龐大:燃料電池材料市場(chǎng)資金投入不足，材料制備和技術(shù)工藝有待突破。電池的進(jìn)展拉動(dòng)能源材料的需求一、電池市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，帶動(dòng)能源材料市場(chǎng)成長(zhǎng)。隨著全球經(jīng)濟(jì)

4、進(jìn)展對(duì)能源材料需求增加，以及手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、汽車(chē)等產(chǎn)品對(duì)新型、高雙環(huán)保能源材料的強(qiáng)勁需求，全球鋰電池、太陽(yáng)能電池、燃料電池進(jìn)展迅速，從而帶動(dòng)了相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展，電池新材料市場(chǎng)穩(wěn)步成長(zhǎng)。二、鋰電池材料市場(chǎng)規(guī)模受價(jià)格變動(dòng)略有波動(dòng)，市場(chǎng)份額差不多穩(wěn)固。在鋰電池市場(chǎng)增長(zhǎng)的拉動(dòng)下，鋰電池材料整體市場(chǎng)呈上升趨勢(shì)。I笨小孩字路上以鋰離子電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)是我國(guó)在猛烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中難得的一次歷史機(jī)遇。被人類(lèi)給予厚望的鋰離子電池，或許將開(kāi)創(chuàng)一個(gè)鋰資源時(shí)代。自鋰離子電池大規(guī)模商用化以來(lái)，憑借其優(yōu)異的性能，不斷攻城略地，現(xiàn)已牢牢占據(jù)二次電池的高端市場(chǎng)。而正、負(fù)極材料白花齊放的進(jìn)展局面和優(yōu)異的性

5、能也使鋰離子電池成為出前最有進(jìn)展前景的綠色二次電池。鋰離子動(dòng)力電池的技術(shù)進(jìn)步專(zhuān)門(mén)快，電池組循環(huán)壽命已超過(guò)1000次,每千瓦時(shí)電池的成本已低于3000元。假如電動(dòng)轎車(chē)安裝24千瓦時(shí)電池組，一次充電續(xù)駛里程大于200公里，鋰電汽車(chē)在10年內(nèi)用電成本約為1萬(wàn)元。傳統(tǒng)燃油車(chē)在10年內(nèi)的加油費(fèi)用至少8萬(wàn)元。而使用鋰離子電池，即使10年內(nèi)更換一次電池，使用成本多花7.2萬(wàn)元，總共8.2萬(wàn)元。兩種車(chē)的使用成本差不多相同，而且，換下來(lái)的電池組還有初始容量的70%80%,能夠作為靜態(tài)儲(chǔ)能使用。這也是II前和鋰電池概念沾邊的股票都被熱炒的要緊緣故。技術(shù)進(jìn)步使鋰電池制造成本大幅降低，前已接近銀氫，大容量成為可能；我

6、國(guó)進(jìn)展鋰電汽車(chē)既有可與發(fā)達(dá)國(guó)家相競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，乂有發(fā)達(dá)國(guó)家所沒(méi)有的資源優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)小功率鋰離子電池早已產(chǎn)業(yè)化，形成上下游結(jié)合的完整產(chǎn)業(yè)鏈,電池產(chǎn)品超過(guò)世界市場(chǎng)的1/3,中日韓三國(guó)已成三足鼎立之勢(shì)。鋰離子動(dòng)力電池在技術(shù)上差不多達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)業(yè)化條件也已差不多成熟，具備參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。鋰離子電池的原材料在我國(guó)來(lái)源極為廣泛。我國(guó)是世界鋰資源大國(guó)，專(zhuān)門(mén)是青海和a藏的鹽湖有大量鋰資源，鹽湖的開(kāi)發(fā)不僅為低成本鋰離子電池提供原材料，也有利于西部地區(qū)的進(jìn)展。永磁同步電機(jī)具有體積小、重量輕和效率高的特點(diǎn)，是鋰電汽車(chē)的要緊關(guān)鍵部件，而我國(guó)是稀土永磁材料大國(guó)，為鋰電汽車(chē)提供了材料保證。H前，對(duì)碳

7、電極材料的研究十分活躍，今后仍是鋰離子電池研究的重點(diǎn)。鋰離子電池將是繼俾鎘、氫電池之后，在下世紀(jì)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)刻內(nèi)市場(chǎng)前景最好，進(jìn)展最快的一種二次電池。磷酸鐵鋰是引發(fā)鋰電革命行業(yè)的一種新興材料，是鋰電池行業(yè)進(jìn)展的最前沿。磷酸鐵鋰電池曲于其自身的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)助力車(chē)、發(fā)電儲(chǔ)能裝置等各個(gè)領(lǐng)域。混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）是以后數(shù)年內(nèi)新能源汽車(chē)的要緊進(jìn)展方向。隨著混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)量的不斷增加，混合動(dòng)力汽車(chē)占有率的提升，磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)規(guī)模將快速增長(zhǎng)，2010年混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)用磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)千億元。口前國(guó)際上在磷酸鐵鋰領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)要緊有3家，分別是美國(guó)的A1

8、23.加拿大的Phostech以及美國(guó)的Valence把握較為成熟的量產(chǎn)技術(shù)。中國(guó)企業(yè)從2001年開(kāi)始連續(xù)啟動(dòng)磷酸鋰鐵材料開(kāi)發(fā)，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)投資熱正在興起，其勢(shì)頭超過(guò)了其他停可國(guó)家。截至2009年，全國(guó)共有50-60家電芯廠商立即或差不多完成生產(chǎn)線的購(gòu)置，進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張，其中已進(jìn)入工業(yè)化批量生產(chǎn)并向市場(chǎng)穩(wěn)固供貨的企業(yè)有天津斯特蘭、北大先行、比亞迪、湖南杉杉新材料等8家，其余都在中試時(shí)期，2009年在建產(chǎn)能2500噸，全部達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)能合計(jì)為5000噸左右。全球磷酸鐵鋰的供給缺口將達(dá)到10萬(wàn)噸。三、太陽(yáng)能電池市場(chǎng)規(guī)模上升，對(duì)硅材料需求增長(zhǎng)。9笨小孩字路上在太陽(yáng)能電池中，硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效

9、率最高，技術(shù)也最為成熟，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著全球太陽(yáng)能電池的廣泛應(yīng)用，太陽(yáng)能電池硅材料需求增加。在太陽(yáng)能電池重要原材料硅片市場(chǎng)，全球市場(chǎng)連續(xù)保持上升趨勢(shì)。燃料電池進(jìn)展?jié)摿κ荜P(guān)注，關(guān)鍵材料和工藝有待突破。燃料電池是以氫氣或含氫化合物如甲醇，與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，生成水，放出電子而形成電流，具有高效、環(huán)保、靜音的優(yōu)點(diǎn)，其廣泛用于汽車(chē)、軍事和筆記本電腦等便攜場(chǎng)合。其中，燃料電池汽車(chē)被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是21世紀(jì)最有進(jìn)展前途的環(huán)保汽車(chē)，全球40家要緊汽車(chē)制造商中有25家投人大量人力、物力致力于燃料電池汽車(chē)的研發(fā)；2006年底德國(guó)海軍兩艘燃料電池潛艇的服役拉開(kāi)了燃料電池大規(guī)模軍用的序

10、幕；日本除了開(kāi)發(fā)出大量用于筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)的燃料電池外，還將普及家用燃料電池，推測(cè)到2020年，其家用燃料電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)3075億日元。在材料方面，催化劑、導(dǎo)電膜和雙極板的供應(yīng)、材質(zhì)是阻礙以后燃料電池市場(chǎng)成長(zhǎng)的因素。以質(zhì)子交換膜材料為例，全球要緊燃料電池開(kāi)發(fā)國(guó)家均投入相當(dāng)大的人力和物力研究開(kāi)發(fā)質(zhì)子交換膜，但大多局限在兒種過(guò)去已知的質(zhì)子交換膜材料種類(lèi)上。山于現(xiàn)時(shí)期這些質(zhì)子交換膜特性無(wú)法完全滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，U前技術(shù)的進(jìn)展離大規(guī)模應(yīng)用尚有一段距離。電池的以后在一定程度上取決于以后的能源材料一、鋰鉆銀氧化物、納米化碳材、有機(jī)電解液混合使用、薄型化隔離膜是以后鋰電池材料的進(jìn)展方向。在鋰電

11、池正極材料方面，可供選擇的材料有鉆酸鋰(LiCoCh)、銀酸鋰(LiNiCh)、猛酸鋰(LiMnCU)及上述復(fù)合氧化物等，以后鋰鉆名泉氧化物有可能取代目前鋰鉆氧化物的正極材料。II詢(xún)常用的負(fù)極材料是中間相碳微球，具有球狀結(jié)構(gòu)、堆積密度大、具有層狀分子平行排列結(jié)構(gòu)，是鋰電池負(fù)極代表性材料，以后可能采納納米化碳材(Nano-sizedCarbonMaterial)o電解液方面，近年來(lái)要緊進(jìn)展趨勢(shì)是將多種不同性質(zhì)的有機(jī)電解液加以混合使用，例如低黏度的二中基乙烷(DME)、二甲基碳酸鹽(DMC)及二甲基亞硯(DMSO)等。電解質(zhì)的穩(wěn)固性也是當(dāng)前研究鋰離子蓄電池的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。二、硅太陽(yáng)能電池暫居市場(chǎng)主導(dǎo)，薄膜太陽(yáng)能電池成為以后市場(chǎng)主流。由于光電能轉(zhuǎn)換效率較其它種類(lèi)的太陽(yáng)電池高，硅太陽(yáng)能電池現(xiàn)在仍舊是太陽(yáng)能市場(chǎng)的主流。非晶硅太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期使用時(shí)穩(wěn)固性有問(wèn)題；CdS/CdTe效率和非品硅太陽(yáng)能電池差不多，但有環(huán)保問(wèn)題：另外CIS(CopperIndiumSelenide)經(jīng)濟(jì)效益不高，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商品化有困難，化學(xué)太陽(yáng)能電池使用期限及穩(wěn)固性都有問(wèn)題。山于薄膜太陽(yáng)能電池具有低生產(chǎn)成本的特性，且具有適于大面積制造的優(yōu)勢(shì)，故長(zhǎng)期而言，薄膜太陽(yáng)能電池可能成為市場(chǎng)主流。三、燃料電池觸媒材料：多孔結(jié)構(gòu)、高效、高活性、高分散性燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化