第七章鋰離子電池

1、電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 鋰離子電池的定義鋰離子電池的定義 指以兩種不同的能夠可逆地插入及脫出鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池正極和負(fù)極的二次電池體系642(-) LiC LiClO -PC+EC LiCoO (+)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 鋰離子電池的工作原理鋰離子電池的工作原理+21-2LiCoOLi CoO + Li + exxx+66C + Li + eLi C xxx 261-26C + LiCoOLi C + Li CoOxx正極 負(fù)極 電池 電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)具有高比能量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、較寬的工作溫度范圍、

2、高可靠性等優(yōu)點(diǎn) 電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 由于電池中不存在游離電解質(zhì)，電池結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) LiCoO2正極材料正極材料二維層狀結(jié)構(gòu) 鋰離子電導(dǎo)率高，擴(kuò)散系數(shù)10-910-7cm/s 充電上限電壓4.3V，高于此電壓基本結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變 制備方法 固相合成法+21-2LiCoOLi CoO + Li + exxx（0 x0.5） 23322Li CO + 2CoCO = 2LiCoO + 3CO電池基礎(chǔ)知識(shí)電池

3、基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)三種正極活性材料性能比較三種正極活性材料性能比較材料材料名稱名稱理論理論比容量比容量(mAh/g)實(shí)際實(shí)際比容量比容量(mAh/g)密度密度(g/cm3)價(jià)格比價(jià)格比特點(diǎn)特點(diǎn)LiCoO2275130-1405.003性能穩(wěn)定，體積比能量高，放電平臺(tái)平穩(wěn)LiNiO2274170-1804.782高比容量，熱穩(wěn)定性較差，價(jià)格較低LiMn2O4148100-1204.281低成本，比容量較低，高溫循環(huán)和存放性能較差，安全性好電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電

4、池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電解液是由多種有機(jī)溶劑和鋰鹽組成，主要成分有EC（碳酸乙烯酯）、PC（碳酸丙烯酯）、DEC（二乙基碳酸脂）DME（二甲基碳酸酯）、LiPF6(六氟磷酸鋰)、LiAsF6(六氟砷酸鋰)、LiCoO2(鈷酸鋰) 電解液在鋰離子原材料組合中占了一個(gè)重要的位置，它直接影響了電壓及充放電、導(dǎo)電功能。選擇什么樣的電解液一直是電池廠家十分慎重的問(wèn)題。n 國(guó)產(chǎn)電解液于2000年進(jìn)入市場(chǎng)，但由于其穩(wěn)定性及其他指數(shù)較進(jìn)口材料差，所以短時(shí)間內(nèi)取代進(jìn)口電解液尚不可能。況且兩者的價(jià)位距離并不大，造成了現(xiàn)

5、有廠家絕大部分選用進(jìn)口電解液的局面 。電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 新型聚合物鋰離子電池新型聚合物鋰離子電池TiS2為負(fù)極的聚合物鋰離子電池Dion 電池24(-) TiS LiClO -PC+EC-PAN LiMO (+)2221-2TiS + LiCoOLi TiS + Li CoOxx443x(-) C LiClO -PC+EC-PMMA (C H N) (+)-+-43344334(C H N) + ClO (C H N ) (ClO ) + xxxxe+-4334643346C + (C H N) + LiClOLi

6、 C + (C H N ) (ClO )xxxx電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 電池的性能電池的性能 充放電（容量）測(cè)試、高低溫性能、循環(huán)性能 安全性能項(xiàng)目項(xiàng)目試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件新電池新電池循環(huán)后電池循環(huán)后電池電特性短路外短路無(wú)異常無(wú)異常過(guò)充電1C, 12V(max)無(wú)異常無(wú)異常異常電流充電6C, 12V(max)無(wú)異常無(wú)異常力學(xué)性能針刺刺破短路無(wú)異常無(wú)異常擠壓壓至短路無(wú)異常無(wú)異常振動(dòng)振幅0.88mm, 10Hz-55Hz1Hz/min, 90min無(wú)異常無(wú)異常落下1.9m, 10次無(wú)異常無(wú)異常熱特性箱內(nèi)加熱150, 保持10min無(wú)異常無(wú)異常焚燒置于火

7、焰上起火起火電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)nSEI膜（solid electrolyte interface）,即固體電解質(zhì)相界面，是在鋰離子電池負(fù)極表面的一層鈍化膜，將電解液與碳材料/鋰負(fù)極隔離開(kāi)。一般認(rèn)為，SEI膜是在鋰離子蓄電池初始循環(huán)過(guò)程中形成的。在一定電位下，在負(fù)極/電解液表面，有機(jī)溶劑分子、鋰鹽陰離子、雜質(zhì)及添加劑發(fā)生還原分解形成不溶物質(zhì)沉積在電極表面。目前關(guān)于SEI膜的形成機(jī)理還不是很清楚。n優(yōu)良的SEI膜要求：n1、電子傳遞系數(shù)te=0,電子的不良導(dǎo)體，有利于減少電池的自放電，提高充放電效率，避免SEI膜變厚而引起的電池內(nèi)阻增大;n2 鋰離子傳導(dǎo)系數(shù)t=1， 高的鋰離子電導(dǎo)率，低的阻

8、抗。n3 均一的形貌和化學(xué)組成 ，有利于電流的均勻分布。有足夠的附著力和機(jī)械強(qiáng)度，組成物質(zhì)溶解度低。電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)隔膜n隔膜也叫隔離物。置于電池兩極之間。其作用是防止正負(fù)極活性物質(zhì)直接接觸，造成電池內(nèi)部短路。n對(duì)于隔膜的一般要求是：1）在電解液中具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，并能承受電極活性物質(zhì)的氧化還原作用；2）離子通過(guò)隔膜的能力要大，也就是說(shuō)隔膜對(duì)電解質(zhì)離子運(yùn)動(dòng)的阻力要小。這樣，電池內(nèi)阻就相應(yīng)減小，電池在大電流放電時(shí)的能量損耗減?。?）應(yīng)是電子的良好絕緣體，并能阻擋從電極上脫落活性物質(zhì)微粒和枝晶的生長(zhǎng)；4）材料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉。常用的隔膜材料有棉紙、微孔橡膠、微孔塑料、

9、玻璃纖維、水化纖維素、接枝膜、尼龍、石棉等?？筛鶕?jù)化學(xué)電源不同系列的要求而選取。電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 高溫充放電會(huì)影響電池的循環(huán)性能，且會(huì)使電池有微量膨脹。電池一般推薦在0-40度范圍內(nèi)工作電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知

10、識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)150萬(wàn)）10江門三捷 http:/ （月產(chǎn)30萬(wàn)）電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)液態(tài)鋰離子電池(鋰枝晶鋰枝晶析出析出)(可能會(huì)引起內(nèi)部短路可能會(huì)引起內(nèi)部短路) 聚合物電池 (界面較平界面較平)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)Li-plating電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電池的過(guò)充（Motorola）02468-500

11、50100150200Cell Voltage% Nominal ChargeIIVIIIIIRegion I: overdischarge Benign failureRegion II: normal operationRegion III: cell degradationLi plating beginsElectrolyte decompositionExcessive delithiation of cathodeRegion IV: risk of thermal runawayComplete delithiation of cathodeImpedance/voltage/h

12、eating increases電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電芯設(shè)計(jì)上的過(guò)充電保護(hù) 1、電芯參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)： 電極涂料上各參數(shù)的優(yōu)化 電芯尺寸 各種材料比例 2、具有高溫關(guān)斷作用的隔膜。02468101214020406080100120140050100150200250300Cell VoltageCharging CurrentCell Skin TemperatureCell Voltage (Volts) and 10 x Charging Current (Amps/10)Temperature, C% Nominal Capacity(Runaway)Shutdown高溫時(shí)內(nèi)阻增大高溫時(shí)

13、內(nèi)阻增大電流減小，溫度降低電流減小，溫度降低電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電芯設(shè)計(jì)上的過(guò)充電保護(hù)anode/cathodeanode/cathodeoverchargePressure driven diskCell contactPressure build-up triggers CID.Gas generating additives often used. Li2CO3 - CO2Electrode tab電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)材料熱量測(cè)定50100 150 200 250 300 350 4000.00.51.01.52.02.5Heat=827J/g Temp.

14、 ( C)50100 150 200 250 300 350 4000.00.51.01.52.02.5Heat=407J/g215 C Heat Flow (W/g)Temp. ( C) DSC data on samples obtained from commercial Li-ion cell 100% charged, OCV = 4.15 V Minor heat generation from negative electrode above 100o C Major heat generation initiated 160o C (LiCoO2) Total heat gen

15、erated: combination of cathode and anodepositive electrode(anode)Negative electrode(cathode)114 C264 C307 C50100150200250300350400012345TRA-OnsetN-ElectrodeReactionP-ElectrodeDecompositionHeat=931J/g366J/g275 C224 C368J/g Heat Flow (W/g)Temp. ( C)NE/separator/PE combined 電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電芯安全實(shí)驗(yàn) 針刺實(shí)驗(yàn) 試

16、驗(yàn)?zāi)康模耗M電芯內(nèi)部短路。 測(cè)試方法：充電到4.40V后 用一直徑2.5mm的針刺穿電芯。 實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量項(xiàng)目： 1、max.temp？ 2、是否膨脹？ 3、是否漏液？ 用戶手機(jī)爆炸也一般是在使用時(shí)，而不是充電時(shí)，這是由電池內(nèi)部短路造成的電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電芯安全實(shí)驗(yàn)擠壓實(shí)驗(yàn)（Crush Test） 試驗(yàn)?zāi)康哪M電芯被重物壓時(shí)的安全情況試驗(yàn)方法 Cell is crush by dia.10mm Rod. Pressure is 2.5 ton電池條件：在20度充電至4.4V實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量項(xiàng)目：1、max.temp?2、是否膨脹？3、是否漏液？由于現(xiàn)在電池應(yīng)市場(chǎng)提升容量的要求，隔膜越做越薄

17、，有些差的隔膜是經(jīng)不起這項(xiàng)考驗(yàn)的電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電芯安全實(shí)驗(yàn)外部短路實(shí)驗(yàn)（External Short Circuit Test）試驗(yàn)?zāi)康模?模擬電池放在包里時(shí)，被手鏈，項(xiàng)鏈等短路時(shí)的情況。試驗(yàn)方法：在55度時(shí)，把電池正負(fù)極短路。電池條件：在-5度時(shí)充電至4.3V（不同于通常0度45度的充電環(huán)境）實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)試項(xiàng)目：1、Max.temp 2、最大電流是多少？ 3、是否漏液？ 鋰電池在零度以下進(jìn)行充電,可能會(huì)導(dǎo)致金屬鋰的析出和電鍍反應(yīng)，這樣充電后再短路實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)較殘酷。 電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電芯安全實(shí)驗(yàn) -過(guò)充電實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M充電器，電池保護(hù)板均失效時(shí)的過(guò)充電情況，

18、隨著目前充電器電路的慢慢成熟，過(guò)充電的標(biāo)準(zhǔn)正在降低。電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電芯安全實(shí)驗(yàn) -burner test電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鋰離子電池在電動(dòng)自行車上的運(yùn)用鋰離子電池在電動(dòng)自行車上的運(yùn)用電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 城市體積的擴(kuò)張，人們?nèi)粘３鲂械睦锍讨饾u增加，停車城市體積的擴(kuò)張，人們?nèi)粘３鲂械睦锍讨饾u增加，停車空間的縮小要求電動(dòng)自行車有更小的體積和更大的容量空間的縮小要求電動(dòng)自行車有更小的體積和更大的容量；更低的行駛功耗；更低的行駛功耗； 污染事件的日益增多，環(huán)保理念的逐漸推廣，要求電動(dòng)污染事件的日益增多，環(huán)保理念的逐漸推廣，要求電動(dòng)自行車動(dòng)力電源的無(wú)污染化生產(chǎn)，循環(huán)使用的壽命更

19、長(zhǎng)自行車動(dòng)力電源的無(wú)污染化生產(chǎn)，循環(huán)使用的壽命更長(zhǎng)； 電動(dòng)車被盜事件增多，對(duì)電源的輕便性提出更高的要求電動(dòng)車被盜事件增多，對(duì)電源的輕便性提出更高的要求，要能滿足隨身攜帶的需要；，要能滿足隨身攜帶的需要； 各地氣候的多樣性，要求電池組的適應(yīng)性更強(qiáng)，能滿足各地氣候的多樣性，要求電池組的適應(yīng)性更強(qiáng)，能滿足各種使用環(huán)境，如高溫和低溫各種使用環(huán)境，如高溫和低溫環(huán)境下也要能正常工作。環(huán)境下也要能正常工作。 隨著城市面積的快速擴(kuò)張和人民生活水平的提高以及環(huán)隨著城市面積的快速擴(kuò)張和人民生活水平的提高以及環(huán)保理念的逐步普及，給電動(dòng)自行車市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)機(jī)保理念的逐步普及，給電動(dòng)自行車市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)

20、和挑戰(zhàn)，同時(shí)也提出了一些新的要求會(huì)和挑戰(zhàn)，同時(shí)也提出了一些新的要求: 電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)鉛酸電池的主要缺點(diǎn)：能量密度小、體積大、重量重能量密度小、體積大、重量重鉛酸電池對(duì)使用環(huán)境要求很高鉛酸電池對(duì)使用環(huán)境要求很高 工作環(huán)境一般要求在20-25之間，低于15時(shí)，其放電容量下降，溫度每降低1，其容量下降1%，而溫度過(guò)高（大于30）其壽命就會(huì)大大縮短。實(shí)際可用容量低，不能深充深放實(shí)際可用容量低，不能深充深放 深度放電會(huì)造成電池極板硫化而導(dǎo)致電池品質(zhì)變劣；深度充電會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)壓增加而溢出氣體，電解液減少，還可能會(huì)造成電池極板上的活性物質(zhì)軟化或脫落，循環(huán)壽命大大縮短。不能大電流充放電不能大電流充放

21、電 大電流充放電時(shí)，會(huì)造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，內(nèi)阻增大，容量下降，壽命縮短。含有對(duì)環(huán)境嚴(yán)重污染的重金屬含有對(duì)環(huán)境嚴(yán)重污染的重金屬電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)三元鋰電池對(duì)比鉛酸電池優(yōu)勢(shì)：三元鋰電池對(duì)比鉛酸電池優(yōu)勢(shì)：體積輕、重量小體積輕、重量小1循環(huán)壽命長(zhǎng)循環(huán)壽命長(zhǎng)2放電特性好放電特性好3安全環(huán)保安全環(huán)保4鉛鉛酸酸電電池池三三元元鋰鋰電電池池綜合各種因素鋰離子綜合各種因素鋰離子電池必將成為后備電電池必將成為后備電池的主流！池的主流！環(huán)境適應(yīng)性好環(huán)境適應(yīng)性好5磷酸鐵鋰和鉛酸電池對(duì)比磷酸鐵鋰和鉛酸電池對(duì)比易于維護(hù)易于維護(hù)6電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)質(zhì)量比能量質(zhì)量比能量( (WhWhkg)

22、kg)： 磷酸鐵鋰電池：100150 鉛酸電池： 3050體積比能量體積比能量(Wh(WhL):L):磷酸鐵鋰電池： 200250 鉛酸電池： 60 90 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)鉛酸電池鉛酸電池三元三元鋰電池鋰電池標(biāo)稱電壓標(biāo)稱電壓(V)2.1V3.2V質(zhì)量比能量質(zhì)量比能量(Wh/Kg)40Wh/Kg120Wh/Kg體積比能量體積比能量(Wh/L)70Wh/L210Wh/L壽命壽命(次次)400次次1000次次環(huán)保環(huán)保有毒有毒無(wú)毒無(wú)毒循環(huán)壽命循環(huán)壽命（次數(shù)次數(shù)）：10001300 300500三元鋰和鉛酸電池對(duì)比三元鋰和鉛酸電池對(duì)比重量比較重量比較體積比較體積比較電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)18650電芯

23、電芯軟包電芯軟包電芯電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目鋰離子電動(dòng)車（元）鉛酸電動(dòng)車（元）新車費(fèi)用30001800電池更換0700電動(dòng)車維修300500電動(dòng)車使用依然可用報(bào)廢合計(jì)33003000環(huán)境損害成本0無(wú)法計(jì)算鉛酸電動(dòng)車和鋰離子電動(dòng)車（以鉛酸電動(dòng)車和鋰離子電動(dòng)車（以48V/12AH電池組使用電池組使用5年為例）年為例）電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)p能源危機(jī)與能源安全是當(dāng)前世界各國(guó)面臨的 嚴(yán)峻挑戰(zhàn)改善能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源多元化是國(guó)家發(fā)展的必然選擇。中國(guó)石油對(duì)外依

24、存度：中國(guó)石油對(duì)外依存度：9393年起進(jìn)口，年起進(jìn)口，0606達(dá)達(dá)47.0%47.0%，20202020年將達(dá)年將達(dá)60%60%，超過(guò)美國(guó)（，超過(guò)美國(guó)（50%50%）馬六甲海峽：承載全球原油馬六甲海峽：承載全球原油50%50%、世、世界貿(mào)易界貿(mào)易30%30%、中國(guó)所需約、中國(guó)所需約80%80%運(yùn)輸運(yùn)輸電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)p溫室效應(yīng)與城市空氣質(zhì)量環(huán)境迫切要求溫室效應(yīng)與城市空氣質(zhì)量環(huán)境迫切要求清潔綠色能源清潔綠色能源近近100100年中國(guó)年平均氣溫升高年中國(guó)年平均氣溫升高3.03.06.0,6.0,我國(guó)大城市大氣的主要污染源：我國(guó)大城市大氣的主要污染源：505090%90%汽車排氣污染（汽車排

25、氣污染（COCO、HCHC、NONOX X）電動(dòng)汽車排放可為電動(dòng)汽車排放可為0, 0, 或比傳統(tǒng)汽車降低或比傳統(tǒng)汽車降低30%30%以上以上電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí) 高能量密度：與汽油相當(dāng)？高能量密度：與汽油相當(dāng)？1001001000Wh/kg 1000Wh/kg 高功率密度高功率密度: : 與汽油相當(dāng)？與汽油相當(dāng)？3003001500W/kg 1500W/kg 長(zhǎng)壽命長(zhǎng)壽命: :與車同壽命與車同壽命? 15? 15年？年？70007000次次 循環(huán)循環(huán) 寬工作溫度范圍寬工作溫度范圍:-45:-458080 儲(chǔ)存與擱置性能好儲(chǔ)存與擱置性能好: :長(zhǎng)期長(zhǎng)期, ,無(wú)顯著衰減或自放電無(wú)顯著衰減或自放

26、電; ; 安全性與可靠性安全性與可靠性: :好好 低成本低成本: 50: 50100$/KWh?100$/KWh? 與環(huán)境友好與環(huán)境友好電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)p美國(guó)：美國(guó)：FreedomCAR and Vehicle TechnologyiesFreedomCAR and Vehicle Technologyies Program Program研究開(kāi)發(fā)各類電動(dòng)汽車及動(dòng)力電池（2007年：43億元）p歐洲：歐洲：ALISTORE ProjectALISTORE Project研究開(kāi)發(fā)新型鋰離子動(dòng)力電池（74億元，五年）p

27、南韓：國(guó)家計(jì)劃南韓：國(guó)家計(jì)劃p中國(guó)：國(guó)家中國(guó)：國(guó)家863863計(jì)劃計(jì)劃研究開(kāi)發(fā)各類電動(dòng)汽車用鎳氫和鋰離子動(dòng)力電池p日本：日本：NEDO NEDO 和和METI METI 國(guó)家項(xiàng)目國(guó)家項(xiàng)目分散型儲(chǔ)能動(dòng)力蓄電池開(kāi)發(fā)（鋰離子動(dòng)力電池）分散型儲(chǔ)能動(dòng)力蓄電池開(kāi)發(fā)（鋰離子動(dòng)力電池） 研發(fā)超高容量鋰離子動(dòng)力電池和超級(jí)電容器（1億元/年）電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)功率特性功率特性安全可靠性安全可靠性低成本化低成本化輕輕量化量化研發(fā)前期功率、能量等功率、能量等安全、可靠等安全、可靠等研發(fā)中期研發(fā)后期-寬溫度下動(dòng)力蓄電池長(zhǎng)壽命、可靠與安全性急待提高寬溫度下動(dòng)力蓄電池長(zhǎng)壽命、可靠與安全性急待提高- 功率密度有待提高功

28、率密度有待提高 溫度范圍有待拓寬溫度范圍有待拓寬 安全性能有待保證安全性能有待保證 新的需求有待滿足新的需求有待滿足動(dòng)力蓄電池發(fā)展面臨的主要問(wèn)題動(dòng)力蓄電池發(fā)展面臨的主要問(wèn)題 均一性能有待改善均一性能有待改善 系統(tǒng)集成技術(shù)有待加強(qiáng)系統(tǒng)集成技術(shù)有待加強(qiáng) 可靠、長(zhǎng)壽命特性有待提高可靠、長(zhǎng)壽命特性有待提高 電池成本有待降低電池成本有待降低單體電池電池組電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)pLFPLFP具有高功率、低成本、高安全性、長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)具有高功率、低成本、高安全性、長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)美國(guó)美國(guó)valence蘇州恒正蘇州恒正天津斯特蘭天津斯特蘭湖南瑞翔湖南瑞翔北大先行北大先行平均粒徑平均粒徑D

29、502-4m2-4m2-4m2-4m2.07m比容量比容量1C130典型值典型值135130典型值典型值135130典型值典型值140130典型值典型值135130振實(shí)振實(shí)0.851.33比表面積比表面積(m2/g)1217152918.52000次循環(huán)后容量衰減率次循環(huán)后容量衰減率(%)1015201515LiFePO4材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀3：電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀正極材料電池基礎(chǔ)知識(shí)電池基礎(chǔ)知識(shí)廠商廠商產(chǎn)量產(chǎn)量/ /噸噸市場(chǎng)市場(chǎng)廠商廠商產(chǎn)量產(chǎn)量/ /噸噸市場(chǎng)市場(chǎng)宇部化學(xué)宇部化學(xué)3100Sanyo、 NEC、 Maxell深圳宙邦深圳宙邦 600中低端中低端三星三星Chiel3100S

30、DI 、LGC、Lishen北京創(chuàng)亞北京創(chuàng)亞360中低端中低端三菱化學(xué)三菱化學(xué)2200Sanyo、Sony、MBI、LGC汕頭金光汕頭金光 240中低端中低端Tomiyama化化學(xué)學(xué)1800主供主供Sony蘇州蘇州Ferro240國(guó)內(nèi)高端國(guó)內(nèi)高端Mitsui化學(xué)、化學(xué)、Kishida等等100日本日本LGC、比亞迪、比亞迪、E-one1000自需自需江蘇國(guó)泰華榮江蘇國(guó)泰華榮2500國(guó)內(nèi)高端國(guó)內(nèi)高端北京化學(xué)試劑廠北京化學(xué)試劑廠 120雷天雷天天津金牛天津金牛 2000國(guó)內(nèi)低端國(guó)內(nèi)低端北京昆侖化學(xué)北京昆侖化學(xué)120起步階段起步階段東莞市杉杉東莞市杉杉 900ATL新能源新能源珠海賽緯珠海賽緯120起步階段起步階段廣州天賜廣州天賜600國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)上海圖爾上海圖爾