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2024年1-6月我國(guó)鋰離子電池出口額272.44億元

2024年1-6月鋰離子電池出口數(shù)量為18.34億個(gè)，同比增長(zhǎng)5.2%；2024年1-6月我國(guó)鋰離子電池出口額為272.44億美元，同比降低14.97%。其中，2024年6月我國(guó)鋰離子電池出口數(shù)量為3.44億個(gè)，同比2023年6月增加10.6%；2024年6月我國(guó)鋰離子電池出口額為51.13億美元，同比2023年6月減少2.2%。??美國(guó)仍是我國(guó)鋰離子電池第一大出口市場(chǎng)，2024年1-6月出口美國(guó)金額為58.45億美元，同比減少5.94%，占我國(guó)鋰離子出口總額的21.5%，比2023年同期增長(zhǎng)2.1個(gè)百分點(diǎn)。第二大市場(chǎng)為德國(guó)，出口金額為50.6億美元，同比減少3.96%，占我國(guó)鋰離子電池出口額的18.6 %；韓國(guó)為第三大市場(chǎng)，出口金額為19.3億美元，同比大幅減少55.26%，占我國(guó)鋰離子電池出口額的7.1%。??2024年1-6月福建省仍是我國(guó)鋰離子電池出口產(chǎn)品的最大來(lái)源地，出口金額為73.41億美元，同比減少11.21%，占我國(guó)鋰離子電池出口額的26.9%；出口數(shù)量為1.29億個(gè)，同比增長(zhǎng)13.98%。廣東省位居第二，出口金額為63.15億美元，同比減少17.41%，占我國(guó)鋰離子電池出口額的23.2%；出口數(shù)量6.1億個(gè)，同比增長(zhǎng)12.9%。江蘇省排名第三，出口額為45.68億美元，同比減少33.74%，占我國(guó)鋰離子電池出口額的16.8%；出口數(shù)量3.6億個(gè)，同比減少17.46%。福建、廣東和江蘇三省的鋰離子電池出口額占到全國(guó)鋰離子電池出口額的66.9%。??2024年1-6月出口金額增幅最大的三個(gè)省分別是廣西壯族自治區(qū)、湖北省、遼寧省，出口額分別增長(zhǎng)77.77%、195.12%和40.35%。出口數(shù)量增幅最大的三個(gè)省市分別湖北省、上海市和廣西壯族自治區(qū)，出口數(shù)量分別增長(zhǎng)了234.41%、119.15%和17.31%。???

2024/07/26 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

2024年1-6月我國(guó)鋰離子電池出口額272.44億元

2024/07/26 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

鋰離子電池的熱失控與預(yù)防

隨著可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，鋰離子電池憑借其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、自放電小等特性，被認(rèn)為是最重要的儲(chǔ)能技術(shù)之一。然而，由鋰離子電池?zé)崾Э匾鸬幕馂?zāi)或爆炸事故頻發(fā)，提高其安全性能刻不容緩。鋰離子電池?zé)崾Э匕l(fā)生源于電池外部受到濫用，導(dǎo)致電池內(nèi)部生長(zhǎng)鋰枝晶造成短路、電極分解析出氣體、易燃電解液分解，從而發(fā)生燃爆。本文以鋰離子電池內(nèi)部組件為出發(fā)點(diǎn)，基于鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理研究，從鋰離子電池正負(fù)極及電解液等方面詳細(xì)分析了熱失控誘因；對(duì)熱失控過(guò)程中電池內(nèi)部的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了全面闡述；針對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э靥岢隽艘种其囍L(zhǎng)、設(shè)計(jì)電解液、減少正極氧釋放、優(yōu)化隔膜等內(nèi)部改進(jìn)策略，綜合鋰離子電池外部熱管理以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池的內(nèi)外雙重保護(hù)。??隨著環(huán)境與能源問(wèn)題的日益突出，新能源尤其是清潔能源的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為未來(lái)社會(huì)的主要需求與學(xué)術(shù)研究的重點(diǎn)。在相關(guān)能源領(lǐng)域研究中，二次電池由于開(kāi)發(fā)較早，研究較為成熟，成為商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力儲(chǔ)能電池。鋰離子電池以金屬鋰的氧化還原電對(duì)作為儲(chǔ)能-做功電對(duì)，具有比能量大、峰值功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于各類(lèi)小型電子設(shè)備及汽車(chē)動(dòng)力電池等領(lǐng)域。??自1991年索尼公司首次發(fā)布商用鋰離子電池以來(lái)，鋰離子電池市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚膬?chǔ)能設(shè)備，但鋰離子電池存在的安全隱患不可忽視。據(jù)國(guó)家消防救援局統(tǒng)計(jì)，2022年接報(bào)的電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)高達(dá)1.8萬(wàn)起，2023年電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)數(shù)量更是持續(xù)攀升，達(dá)到2.1萬(wàn)起。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用的電池組為數(shù)以百個(gè)單體電池并聯(lián)或是串聯(lián)形成，更是成倍增加了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。鋰離子電池安全隱患不僅影響電池自身的使用效果及壽命，更嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，解決鋰離子電池安全問(wèn)題刻不容緩。??為降低安全事故發(fā)生，人們進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)由電池整體溫度升高而導(dǎo)致的熱失控是鋰離子電池安全問(wèn)題爆發(fā)的主要原因。熱失控過(guò)程中，由于電池獨(dú)特的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，致使其在高溫環(huán)境下容易發(fā)生電池鼓包，甚至氣體泄漏、著火現(xiàn)象。因此，基于鋰離子電池的內(nèi)部組成，從電化學(xué)原理角度探究熱失控機(jī)理、誘因、過(guò)程，針對(duì)問(wèn)題所在進(jìn)行改性和設(shè)計(jì)是提升鋰離子電池安全性能的不二選擇。1 鋰離子電池??20世紀(jì)初，美國(guó)化學(xué)家Gilbert N. Lewis闡述了鋰金屬電化學(xué)電位，被視為最早的鋰電池研究。但是由于金屬鋰十分活潑，接觸空氣和水極其不穩(wěn)定，在隨后幾十年里金屬鋰的研究停滯不前。直至20世紀(jì)70年代，鋰電化學(xué)開(kāi)始迎來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)，逐漸走上商業(yè)化的道路。2019年，瑞典皇家科學(xué)院將諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了John B Goodenough、M. stanley Whittlingham、Akira Yoshino 3位對(duì)鋰離子電池發(fā)明和發(fā)展具有杰出貢獻(xiàn)的化學(xué)家，再一次將鋰離子電池推向了輿論中心。??鋰是原子序數(shù)最小、自然界中最輕、電極電勢(shì)最低的金屬（圖1）。作為鋰電池的負(fù)極，鋰金屬元素并不是隨意選取的。在電池中，電子從負(fù)極流向正極，理想的電極材料應(yīng)該是易釋放電子的。而鋰金屬不僅作為最容易釋放電子的元素之一，而且其低原子量、低還原電位，以及氧化還原過(guò)程中大量庫(kù)倫變化，使鋰金屬作為電池工作電極具有其他元素或化合物幾乎不可能匹敵的優(yōu)勢(shì)。然而，鋰金屬的反應(yīng)活性也成了其安全性最大的劣勢(shì)。圖1 鋰金屬及鋰離子示意??（圖片來(lái)源：https：//www.nobelprize.org/uploads/2019/10/ad?vanced-chemistryprize2019.pdf）??1.1 鋰離子電池構(gòu)成與工作原理??與其他二次電池相同，鋰離子電池通過(guò)具有化學(xué)勢(shì)差的正負(fù)極間的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存與釋放。但與眾不同的是，鋰離子電池通過(guò)Li+在2種電極材料之間的可逆插層實(shí)現(xiàn)充放電，鋰離子電池因此也被形象地稱(chēng)作“搖椅電池”。圖2為鋰離子電池工作原理示意圖，在充電過(guò)程中，正極材料為電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)提供足夠的Li+，產(chǎn)生的Li+在電解質(zhì)的運(yùn)輸下，穿過(guò)隔膜Li+專(zhuān)屬通道，到達(dá)負(fù)極材料。在放電過(guò)程中，電子與Li+同時(shí)從負(fù)極出發(fā)，電子通過(guò)外電路到達(dá)正極，Li+由電解質(zhì)運(yùn)輸至正極，與電子結(jié)合。圖2 鋰離子電池工作原理??鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)由正負(fù)極、隔膜與電解質(zhì)等電池組件共同構(gòu)成。??1）負(fù)極。鋰離子電池現(xiàn)代主流的負(fù)極材料由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Akira Yoshino發(fā)現(xiàn)的石油焦炭發(fā)展而來(lái)（圖3（a）），主要為碳基負(fù)極、鈦酸鋰（Li4Ti5O12）和硅碳負(fù)極。以碳基材料為負(fù)極的電池在首次充放電循環(huán)中，會(huì)在負(fù)極表面形成一層鈍化層，即固體電解質(zhì)界面（SEI）膜。SEI膜可防止負(fù)極材料與電解質(zhì)直接接觸而發(fā)生反應(yīng)，在預(yù)防電池?zé)崾Э刂邪缪葜匾巧??2）正極。鋰離子電池的正極材料多為鋰金屬化合物（圖3（b）），包括層狀氧化物（如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNi1-x-yCoxMnyO2）、尖晶石型氧化物（如LiMn2O4）、聚陰離子型化合物（如LiFePO4（LFP））等。正極材料在鋰離子電池中不為其提供能量，只為鋰離子嵌入提供足夠的空間，然而其質(zhì)量和成本卻達(dá)到電池的50%以上。因此，成本較低的錳、鎳氧化物逐漸開(kāi)發(fā)，其中三元正極材料（NMC，LiNi1-x-yCoxMnyO2）尤為突出，此類(lèi)電池具有能量密度高、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，但其熱穩(wěn)定性較差，在高溫情況下極易起火爆炸。圖3 常見(jiàn)鋰離子電池正負(fù)極材料??3）隔膜與電解質(zhì)。鋰離子電池是一個(gè)由多電池組件組成的系統(tǒng)，除正負(fù)極材料外，還包括防止電池短路的隔膜和運(yùn)輸鋰離子的電解質(zhì)。隔膜位于正負(fù)極之間，從物理上分隔正負(fù)極，常用隔膜為聚烯烴微孔膜（如聚乙烯膜（PE）、聚丙烯膜（PP））。而電解質(zhì)是電池內(nèi)部的“血液”，隔膜和電極孔隙都充滿(mǎn)液態(tài)電解質(zhì)，其通常由有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑組成，在充放電過(guò)程中，電解質(zhì)負(fù)責(zé)在正負(fù)極之間傳遞鋰離子。與正負(fù)極相同，隔膜和電解質(zhì)對(duì)電池?zé)崾Э赝瑯又陵P(guān)重要。??以L(fǎng)iFePO4為例，鋰離子電池充放電過(guò)程的電化學(xué)反應(yīng)如下。??電池正極：LiFePO4?Li1-xFePO4+xLi++xe-??電池負(fù)極：6C+xLi++xe-?LixC6??電池總反應(yīng)：LiFePO4+6C?Li1-xFePO4+LixC6??1.2 鋰離子電池組??通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)式可以知道，雖然鋰離子本身非常輕巧，但碳基負(fù)極需要6個(gè)碳原子才能容納1個(gè)鋰離子（LiC6），鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚至不到10%。鋰金屬低含量使得鋰離子電池的能量密度自然也不高，單個(gè)鋰離子電池的能量密度往往不能滿(mǎn)足應(yīng)用要求。因此，為了獲得高容量，通常需要將一定數(shù)量的單體鋰離子電池以串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)的形式連接成實(shí)用的電池組，如圖4所示。但是，在鋰離子電池成組后的使用過(guò)程中，由于單體電池的不一致性，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)單體電池性能衰減速率不一致，從而引起整個(gè)電池系統(tǒng)的壽命及安全問(wèn)題。??以電動(dòng)汽車(chē)為例，電動(dòng)汽車(chē)使用的電池，要求電池組內(nèi)的各個(gè)電池必須達(dá)到相當(dāng)高的一致性。如果在電池組中存在一個(gè)或者少數(shù)幾個(gè)電池的一致性低于其他電池，那么在電池組內(nèi)電池較多的情況下進(jìn)行充電時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)該電池充滿(mǎn)而其他電池還未充滿(mǎn)的現(xiàn)象，如果繼續(xù)給電池組充電，則該電池會(huì)發(fā)生過(guò)充現(xiàn)象，極易引起安全問(wèn)題；而在放電情況下，容量低的電池電量已經(jīng)放完，導(dǎo)致電池組停止工作，而有的電池依然還有電量，導(dǎo)致能量浪費(fèi)現(xiàn)象。此外，由于電池組特殊的工作環(huán)境，會(huì)使其電池系統(tǒng)遭受各種碰撞、極端溫度、浸水、過(guò)充、過(guò)放等，對(duì)電池系統(tǒng)更是一個(gè)大挑戰(zhàn)。因此，為了建立一個(gè)更安全、更可靠的鋰離子電池系統(tǒng)，深入全面了解鋰離子電池安全問(wèn)題非常重要。2 鋰離子電池?zé)崾Э??鋰離子電池在充放電過(guò)程中各電池組件相互作用產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致電池溫度升高，若熱量不能被消耗，反而在電池內(nèi)部持續(xù)積累，放熱反應(yīng)加劇，溫度持續(xù)上升，當(dāng)溫度達(dá)到電池承受閾值溫度，便會(huì)進(jìn)入熱失控狀態(tài)。熱失控是一種自我加速的熱釋放過(guò)程，熱失控時(shí)，電池內(nèi)部電解液和其他電池材料分解，釋放氣體（包括氧氣和其他易燃?xì)怏w），在高溫和壓力下最終導(dǎo)致電著火，甚至爆炸。??2.1 鋰離子電池組件熱失控分析??源于鋰離子電池獨(dú)特的構(gòu)成，電池內(nèi)部各組件的電化學(xué)反應(yīng)是導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐谋举|(zhì)原因。電池充放電過(guò)程中負(fù)極側(cè)發(fā)生析鋰，形成鋰枝晶，刺穿隔膜導(dǎo)致短路，為電池提供熱失控溫度。正極側(cè)氧化物材料高溫下析出氧氣，為電池提供燃燒條件。最后電解質(zhì)中的易燃組分為電池提供充足的燃料。根據(jù)燃燒三要素可知，高溫、富氧、燃料充足的條件下，燃燒爆炸一觸即發(fā)。??1）負(fù)極—高溫。鋰十分活潑，在首次充放電過(guò)程中與電解質(zhì)反應(yīng)生成一層致密的SEI膜。SEI膜覆蓋在負(fù)極材料表面，是一種良好的離子導(dǎo)體。鋰離子能夠順利穿過(guò)SEI膜在電極表面沉積，但是由于SEI膜的不穩(wěn)定性和鋰的高反應(yīng)活性，會(huì)導(dǎo)致Li+不均勻沉積。一般來(lái)說(shuō)，Li+會(huì)先沉積到電流密度較高的區(qū)域，這不可避免地形成了突起的帶電“尖端”。而尖端周?chē)鷮⑿纬筛鼜?qiáng)的電場(chǎng)，誘導(dǎo)更多的鋰?yán)^續(xù)加速沉積，最后產(chǎn)生鋰枝晶。大量尖銳的鋰枝晶不斷形成，最終刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部短路，發(fā)出大量熱量（圖5（a））。??2）正極—氧氣。鋰離子電池正極氧氣的釋放是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。O2主要來(lái)源于正極材料在充放電過(guò)程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)相變。相變過(guò)程中晶格氧從正極材料中脫出，以電子振動(dòng)耦合的形式將能量轉(zhuǎn)移至溶劑分子進(jìn)而轉(zhuǎn)化為O2（圖5（b））。例如，三元鋰離子電池（NCM）在使用過(guò)程中便存在不可逆相轉(zhuǎn)變過(guò)程，即由層狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榧饩嘧罱K轉(zhuǎn)變?yōu)閹r鹽相并析出O2，與NCM具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的層狀氧化物同樣存在不可逆相變問(wèn)題。圖5 鋰枝晶的形成（a）和鋰離子電池正極材料析氧（b）??（圖片來(lái)源：https：//www.nobelprize.org/uploads/2019/10/advanced-chemistryprize2019.pdf）??3）電解質(zhì)—可燃物。電解質(zhì)是電池中離子的載體，在鋰離子電池正負(fù)極間傳導(dǎo)離子，形成電路。目前商業(yè)化鋰離子電池采用液態(tài)電解質(zhì)是鋰離子電池中最易燃的成分。不同于鉛酸電池的水電解液，鋰離子電池最常用的電解質(zhì)是由有機(jī)溶劑和低沸點(diǎn)的鋰鹽、添加劑組成的，是鋰離子電池中最容易燃燒起火的物質(zhì)，在燃燒釋放的能量中，電解液占電池最大實(shí)驗(yàn)燃燒熱的50%以上。一些常用的有機(jī)溶劑的部分性質(zhì)如表1所示。表1 電解液常用溶劑物理性質(zhì)??2.2 鋰離子電池?zé)崾Э卣T因??盡管鋰離子電池內(nèi)部各組件存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)，但一般而言，電池組件以穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)存在于電池中，故障發(fā)生率僅為1/40000。通常，電池組件發(fā)生異常電化學(xué)反應(yīng)的誘因有以下2方面：一是電池自身組件缺陷，如電極極片存在毛刺、電池材料有雜質(zhì)、正負(fù)極位置偏移、電解液泄漏等；二是電池受到外部濫用，包括機(jī)械濫用、電濫用、熱濫用。以上兩者均會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，誘導(dǎo)異常電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，放出大量熱量。若這些熱量沒(méi)有被抵消，會(huì)導(dǎo)致電池異常升溫，進(jìn)而催化電池內(nèi)部反應(yīng)速率呈指數(shù)式增長(zhǎng)。目前，隨著電池制造工藝的進(jìn)步及電池的分選，電池自身組成缺陷的發(fā)生概率逐漸減小。相反，隨著鋰離子電池越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，電池受到濫用的現(xiàn)象逐漸增加。??引發(fā)電池?zé)崾Э氐闹饕獮E用如下。（1）機(jī)械濫用。主要由外力引起，例如，電池受到碰撞、擠壓、針刺，致使隔膜破裂、電解液泄漏等，從而引起電池內(nèi)部短路。（2）電濫用。包括電池短路、電池過(guò)充放等。在電池的充電過(guò)程中，若電池長(zhǎng)時(shí)間連接電源，會(huì)導(dǎo)致電池能量過(guò)剩、產(chǎn)熱產(chǎn)氣加劇、電池內(nèi)部壓力增大、電池變形，電池安全受到威脅。與正常充電相比，由于額外的副作用和內(nèi)阻的增加，過(guò)充電期間的加熱比過(guò)放電更具破壞性。（3）熱濫用。相比于機(jī)械濫用和電濫用，熱濫用往往由電池過(guò)熱引起。究其本質(zhì)，機(jī)械濫用、電濫用最終都將導(dǎo)致熱濫用的發(fā)生。雖然熱濫用很少獨(dú)立存在，但卻是引發(fā)熱失控的直接原因。熱失控誘因如圖6所示。圖6 熱失控誘因??2.3 鋰離子電池?zé)崾Э鼗瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程??Barkholtz等采用熱重分析（TGA）、差示掃描量熱法（DSC）和溫度分辨X射線(xiàn)衍射（TR-XRD）相結(jié)合的方法，從多尺度研究了分別以L(fǎng)iCoO2（LCO）、LiFePO4（LFP）和LiNixCoyAl1-x-yO2（NCA）3種材料作為電極的鋰離子電池的熱穩(wěn)定性（圖7（a））。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱失控時(shí)，電池內(nèi)在不同溫度下發(fā)生一系列連鎖反應(yīng)。具體來(lái)說(shuō)，主要涉及3個(gè)階段反應(yīng)。（1）熱啟動(dòng)。電池開(kāi)始過(guò)熱是熱失控的初始階段，在正常的充放電過(guò)程中或者非正常情況下均能發(fā)生。（2）熱反應(yīng)。隨著溫度的升高，鋰離子電池發(fā)生電解質(zhì)界面（SEI）分解、負(fù)極Li+與電解質(zhì)反應(yīng)、隔膜熔化、正極材料分解以及電解質(zhì)分解等電化學(xué)反應(yīng)（圖7（b））。（3）熱失控。易燃電解質(zhì)被熱反應(yīng)過(guò)程釋放的氣體和累積的熱量引發(fā)燃燒。其中，熱反應(yīng)階段是電池內(nèi)部發(fā)生非正常電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，這些過(guò)程導(dǎo)致電池溫度升高，產(chǎn)熱速率增加，進(jìn)而又觸發(fā)更多的放熱反應(yīng)，這種鏈?zhǔn)綑C(jī)制一直持續(xù)到熱生成速率達(dá)到頂峰。圖7 鋰離子電池DSC分析（a）和熱失控反應(yīng)過(guò)程（b）??1）SEI膜分解。SEI膜主要來(lái)源于電解液分解，其組分包括LiF、LiCl、Li2O和大量的Li2CO3。理論上，穩(wěn)定的SEI膜是Li+的良好導(dǎo)體，允許Li+通過(guò)并進(jìn)入負(fù)極材料。同時(shí)SEI膜對(duì)電子絕緣，能防止電解質(zhì)從負(fù)極材料獲得電子。然而，由于SEI膜組成成分化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，當(dāng)溫度在90~120℃時(shí)開(kāi)始發(fā)生分解反應(yīng)，如果沒(méi)有外部降溫手段，該過(guò)程滾動(dòng)向前，直至SEI膜全部分解。SEI膜的分解溫度最低，被認(rèn)為是最先開(kāi)始的放熱反應(yīng)。??2）負(fù)極與電解質(zhì)反應(yīng)。隨著電池內(nèi)部SEI膜不斷分解，SEI膜急劇減少，當(dāng)溫度超過(guò)120℃，嵌入在碳負(fù)極中的鋰開(kāi)始與電解質(zhì)溶液發(fā)生放熱反應(yīng)。250~300℃時(shí)，SEI膜完全分解，電池負(fù)極與電解質(zhì)完全接觸，反應(yīng)繼續(xù)積攢熱量。此時(shí)，電池內(nèi)部各組成成分化學(xué)性質(zhì)逐漸活潑。??3）隔膜溶解。隔膜位于正負(fù)極之間，能防止發(fā)生電池內(nèi)部短路，是鋰離子電池的關(guān)鍵材料，對(duì)電池安全運(yùn)行至關(guān)重要。隨著電池負(fù)極活性物質(zhì)與電解液放熱反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，電池溫度持續(xù)升高，電池隔膜首先發(fā)生閉孔，直至溫度達(dá)到隔膜熔點(diǎn)（PE：135℃，PP：165℃），隔膜發(fā)生熱收縮或者熔融現(xiàn)象，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，引發(fā)電池大量放熱。??4）正極熱分解反應(yīng)。當(dāng)電池內(nèi)部溫度升高超過(guò)200℃，鋰離子電池正極材料在高溫下開(kāi)始分解。伴隨熱解反應(yīng)的發(fā)生，氧氣被釋放出來(lái)，電池出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。釋放出的氧氣隨即與電解液發(fā)生反應(yīng)，析出大量一氧化碳、二氧化碳。??5）電解質(zhì)分解反應(yīng)。鋰離子電池電解液具有類(lèi)似汽油的易燃特性。當(dāng)電解液遇到電池?zé)岱磻?yīng)階段積累的熱量和析出的氣體，電解液發(fā)生燃燒，破壞力極強(qiáng)。單個(gè)電池的火災(zāi)繼續(xù)傳播到鄰近的電池，甚至點(diǎn)燃整個(gè)電池組。3 鋰離子電池內(nèi)外雙重?zé)崾Э仡A(yù)防??在鋰離子電池中，電池的每個(gè)組件及組成電池組的每個(gè)單體電池的安全性都直接影響了其正常使用。因此，為了提高電池對(duì)熱失控的抵抗能力，降低電池使用過(guò)程中的危險(xiǎn)性，從電池內(nèi)部組件、外部電池組熱管理雙重角度，對(duì)電池安全使用提出了改進(jìn)策略。??3.1 抑制鋰枝晶生長(zhǎng)??在過(guò)去的幾十年里，石墨和硅材料被用作負(fù)極材料來(lái)負(fù)載Li+，其具有比金屬鋰負(fù)極更優(yōu)異的安全性和耐熱性。然而，它們依舊不能避免鋰枝晶的生長(zhǎng)問(wèn)題。鋰枝晶在循環(huán)中會(huì)分解并產(chǎn)生“死鋰”，導(dǎo)致電池容量不可逆損失、循環(huán)庫(kù)倫效率降低，以及電解液不斷被消耗和降解。最致命的問(wèn)題是，尖銳的枝晶極易刺穿多孔隔膜，導(dǎo)致內(nèi)短路和熱失控。鋰電之父Goodenough課題組進(jìn)一步證明溫度對(duì)鋰枝晶的成核和生長(zhǎng)具有重要影響（圖8）。在市場(chǎng)需求的高電流密度和高倍率下，鋰離子電池體系總是伴隨著大量的熱量產(chǎn)生和擴(kuò)散。電池材料和結(jié)構(gòu)的限制使得產(chǎn)生的熱量難以及時(shí)消散而積聚，從而導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高。鋰的沉積速率在局部高溫處急劇上升，在熱點(diǎn)位置沉積更多的鋰，導(dǎo)致了不可逆的鋰枝晶形成。熱失控時(shí)，電池的異常升溫加速鋰枝晶生成，引發(fā)電池災(zāi)難性安全問(wèn)題。在負(fù)極側(cè)，為抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，研究者嘗試通過(guò)構(gòu)建人工SEI膜、設(shè)計(jì)3D結(jié)構(gòu)鋰負(fù)極、構(gòu)建親鋰位點(diǎn)等方法以增加鋰沉積的均勻性，減少鋰枝晶的生長(zhǎng)，從而預(yù)防電池短路，減少熱失控發(fā)生。圖8 鋰枝晶溫度效應(yīng)??1）人工SEI膜。SEI膜作為覆蓋在負(fù)極材料上的保護(hù)層，是一個(gè)良好的離子導(dǎo)體，它可以在一定程度上影響Li+的沉積。但是，SEI膜在熱穩(wěn)定性較差和高溫條件下會(huì)分解，導(dǎo)致Li+不均勻沉積形成鋰枝晶。因此，制備具有優(yōu)異穩(wěn)定性和機(jī)械性的人工SEI膜是減少鋰枝晶生長(zhǎng)的有效方法。此外，在負(fù)極與電解質(zhì)之間構(gòu)建人工SEI膜，還可以有效阻隔負(fù)極與電解質(zhì)的反應(yīng)，減少熱量釋放?？的螤柎髮W(xué)Lynden Archer團(tuán)隊(duì)基于聚合物在與高能底物接觸的溶液中會(huì)自發(fā)吸附形成構(gòu)型復(fù)雜的堅(jiān)固相的原理，將低分子量PEG（聚乙二醇）自發(fā)吸附在鋰負(fù)極上，制備出了穩(wěn)定的聚合物吸附界面（圖9（a））。該界面的生成加速了界面離子傳輸、抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)，減少了短路發(fā)生概率。中山大學(xué)的吳丁財(cái)團(tuán)隊(duì)通過(guò)表面引發(fā)的原子轉(zhuǎn)移自由基，采用纖維素納米纖維，通過(guò)簡(jiǎn)單的滴注法制備了一種超結(jié)構(gòu)單離子導(dǎo)電聚合物刷SEI膜。該人工SEI膜可以同時(shí)獲得高機(jī)械強(qiáng)度、高離子電導(dǎo)率和低界面阻抗，并通過(guò)負(fù)電荷-SO3-官能團(tuán)之間的強(qiáng)靜電斥力，對(duì)枝晶的持續(xù)生長(zhǎng)也顯示很強(qiáng)的抑制作用（圖9（b））。??2）3D鋰負(fù)極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。三維材料具有多孔交聯(lián)結(jié)構(gòu)、比表面積高和機(jī)械性能好等物理特性。將三維材料用作金屬鋰負(fù)極，可以在鋰沉積/溶解過(guò)程中有效降低局部電流密度和均勻電場(chǎng)分布，緩解鋰沉積/溶解過(guò)程中的體積變化，促進(jìn)鋰的均勻成核和致密沉積，減少鋰枝晶的生成。斯坦福大學(xué)崔屹教授課題組使用原子層沉積（ALD）技術(shù)制備了一種涂層空心碳球（HCS）的新型3D電極（圖9（c））。通過(guò)原子層沉積在空心碳基體上的薄層涂層可以引導(dǎo)空心碳球內(nèi)部的鋰沉積，將鋰封裝在穩(wěn)定的宿主內(nèi)。同時(shí)通過(guò)密封空心碳球外殼上的針孔有效防止了電解質(zhì)滲入，阻止了鋰與有機(jī)電解液的寄生反應(yīng)，熱失控鏈?zhǔn)綑C(jī)制被打斷。圖9 PEG吸附聚合物SEI膜（a）、聚合物刷SEI膜（b）、原子層沉積空心碳球3D負(fù)極（c）及SAM@NG合成流程（d）??3）構(gòu)建親鋰位點(diǎn)調(diào)控鋰沉積。金屬鋰由于具有較強(qiáng)的吸附性，Li+總是優(yōu)先在親鋰位置成核。通過(guò)構(gòu)建親鋰位點(diǎn)，調(diào)節(jié)鋰的成核行為，有利于抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。在鋰基材料中摻雜單原子（SA）金屬形成活性位點(diǎn)是最常見(jiàn)的親鋰位點(diǎn)構(gòu)建方法。北京航天航空大學(xué)宮勇吉采用了Mn、Ni、Co、Zn、Cu、Zr6種非貴金屬原子錨定在氮摻雜的3D石墨烯上（SAM@NG），將其作為誘導(dǎo)鋰均勻沉積/剝離的宿主（圖9（d））。通過(guò)構(gòu)建具有豐富M-Nx位點(diǎn)的穩(wěn)定M-Nx-C結(jié)構(gòu)（其中M、N和C分別代表金屬、氮和碳原子），對(duì)金屬原子周?chē)木植炕瘜W(xué)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，從而引起鋰在親鋰位點(diǎn)上結(jié)合能的變化。結(jié)合第一性原理計(jì)算，得到SAM@NG的3D結(jié)構(gòu)具有豐富位點(diǎn)，大表面積，為鋰沉積提供了足夠的空間，并且該摻雜負(fù)極有效地降低了局部電流密度，實(shí)現(xiàn)了均勻的電荷分布。因此，鋰的沉積被限制在3D框架的空隙中，而不是在表面上。優(yōu)化的SAM@NG在不同的電流密度和面容量條件下具有出色的鋰沉積/剝離性能、低成核過(guò)電位，有效抑制了鋰枝晶的成核生長(zhǎng)。??3.2 阻燃電解質(zhì)設(shè)計(jì)??在復(fù)雜的鋰離子電池體系中，電解質(zhì)不僅擔(dān)任著傳輸Li+的任務(wù)，也扮演著電池?zé)崾Э厝剂系慕巧?。電解質(zhì)的性能直接影響到整個(gè)電池的電化學(xué)性能及安全性能。為了解決這一問(wèn)題，使用不易燃的替代品對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行取代成為研究者公認(rèn)的有效手段。??1）液體電解質(zhì)添加劑。對(duì)于目前商業(yè)化的液體電解質(zhì)，調(diào)整其組成是優(yōu)化電解液的第1步。不可燃或阻燃溶劑、添加劑等被研究以提高液體電解質(zhì)不可燃性。這些化合物通過(guò)分解產(chǎn)生磷或氟自由基達(dá)到清除電池?zé)崾Э仄陂g可能產(chǎn)生的活性氫/氫氧化物自由基的功能。離子液體、低分子量氫氟醚不易燃，溫度范圍廣，是鋰離子電池常見(jiàn)的添加劑。中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所吳曉東將不燃的氫氟醚惰性稀釋劑與[BMP]TFSI離子液體溶劑相結(jié)合，同時(shí)采用超低濃度（0.1mol/L）的雙氟草酸硼酸鋰（LiDFOB）作為鋰鹽，成功制備出了一種可應(yīng)用于寬溫度范圍和高電壓鋰金屬電池體系的新型電解液（圖10（a））。實(shí)驗(yàn)證明，新配置的電解質(zhì)體系在保證電解質(zhì)正常工作的同時(shí)，顯著降低了電池的可燃性，甚至提高了電池的電化學(xué)性能。隨著[BMP]TFSI含量的增加，電解質(zhì)自熄時(shí)間縮短，熱穩(wěn)定性提高。其中，添加30%[BMP]TFSI的電解質(zhì)表現(xiàn)出最佳的阻燃性和電化學(xué)性能的平衡。該添加水平下的電解質(zhì)體系具有較高的熱穩(wěn)定性和明顯較高的氧化電位，有利于Li+的穩(wěn)定嵌入和分離，提高了SEI膜的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能和高安全性。圖10 [BMP]TFSI離子液體電解質(zhì)（a）、聚氨酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)（b）和固態(tài)聚合物電解質(zhì)LPIFD合成流程及阻燃測(cè)試（c）??2）固態(tài)電解質(zhì)。安全性高的固態(tài)電解質(zhì)是新一代電池安全電解質(zhì)的理想選擇，固態(tài)電解質(zhì)具有防泄漏、不易揮發(fā)以及優(yōu)異機(jī)械穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，取代有機(jī)液體電解質(zhì)，可以有效克服電池?zé)崾Э囟鸬碾娊赓|(zhì)燃燒。此外，合理的固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計(jì)，亦能有效抑制鋰枝晶生長(zhǎng)。PEG、聚環(huán)氧乙烷（PEO）和聚氨酯（PU）是固態(tài)電解質(zhì)最常用的材料，其可燃性低于常見(jiàn)的有機(jī)液體電解質(zhì)。正因如此，固態(tài)電解質(zhì)成為目前鋰離子電池的研究重點(diǎn)。華中科技大學(xué)黃云輝團(tuán)隊(duì)通過(guò)共價(jià)鍵將反應(yīng)性阻燃劑單元引入聚合物框架，從而創(chuàng)造出一種不易燃、可拉伸的聚氨酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)（圖10（b））。同時(shí)，通過(guò)接枝剛性苯環(huán)單元提高了聚合物骨架的機(jī)械強(qiáng)度，從而顯著抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)。因此，該固態(tài)電解質(zhì)在與火焰接觸6s后也不會(huì)燃燒，顯示了出色的安全性能。美國(guó)馬里蘭大學(xué)王春生、Srinivasa R. Raghavan和美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Anh T. Ngo等設(shè)計(jì)了一種基于聚合物共混物的局部高濃度固態(tài)聚合物電解質(zhì)LPIFD（圖10（c））。LPIFD是一種局部高濃度聚合物電解質(zhì)，由2種可混溶聚合物組成：Li-聚合物和F稀釋劑（惰性氟化聚合物）。F稀釋劑對(duì)Li+傳導(dǎo)具有惰性作用，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。此外，Li-聚合物具有高鹽含量，提供了高Li+傳導(dǎo)，有助于形成富LiF的SEI膜，有效地抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)。至關(guān)重要的是，Li-聚合物與F稀釋劑的高混溶性消除了相邊界，進(jìn)一步提高了抑制鋰枝晶的能力。枝晶的減少防止了電池內(nèi)部短路，提高了電池安全性。??3.3 減少氧氣釋放??鋰離子電池?zé)崾Э剡^(guò)程中的氧主要來(lái)自正極材料的熱分解，對(duì)正極材料進(jìn)行設(shè)計(jì)是減少氧氣釋放的直接手段。在傳統(tǒng)的正極材料中，不穩(wěn)定的層狀氧化物正極在加熱時(shí)極易釋放氧氣。例如，常用的LiCoO2正極在180℃以上容易分解，并伴有劇烈的放熱。元素?fù)诫s和表面涂層是鋰離子電池正極材料2種常用的改性手段。??1）元素取代是指在正極材料結(jié)構(gòu)中加入外部陽(yáng)離子或陰離子，例如，用Mg、Ti、Zr、Ga、F、Al等金屬陽(yáng)離子取代Ni、Mn等元素提高層狀氧化物正極的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高熱穩(wěn)定性，減少氧的釋放。北京工業(yè)大學(xué)尉海軍團(tuán)隊(duì)通過(guò)將高價(jià)鉭摻雜到富鋰層狀物正極中，調(diào)節(jié)過(guò)渡金屬的電子結(jié)構(gòu)，形成較強(qiáng)的Ta—O鍵，降低Ni—O鍵的共價(jià)性，從而穩(wěn)定了晶格氧，抑制了氣體（O2和CO2）的釋放，提高了鋰離子電池正極材料在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)/熱穩(wěn)定性。??2）表面涂層則是引入惰性保護(hù)層來(lái)穩(wěn)定電極-電解質(zhì)溶液界面，防止正極和電解質(zhì)的直接接觸發(fā)生副反應(yīng)。涂層材料可以是Al2O3、ZnO、MgO、TiO2等金屬氧化物，過(guò)渡金屬磷酸鹽AlPO4也被廣泛用于正極材料涂層，此外，聚二烯丙基二甲基氯化銨等有機(jī)薄膜，γ-丁內(nèi)酯添加劑和碳酸乙烯、1，3-亞亞丙烯、二甲乙酰胺等多組分添加劑形成的保護(hù)膜也可應(yīng)用于涂層。廈門(mén)大學(xué)楊勇團(tuán)隊(duì)針對(duì)工作在4.6V（vsLi/Li+）及以上的LiCoO2，利用Co（OH）2和LiH2PO4原位化學(xué)反應(yīng)，合理設(shè)計(jì)了一種新型的晶格匹配耐高壓橄欖石型LiCoPO4（LCPO）涂層，結(jié)構(gòu)示意如圖11所示。LCPO涂層由原位化學(xué)反應(yīng)衍生而來(lái)，外延生長(zhǎng)在LiCoO2晶體上，與LiCoO2具有強(qiáng)鍵合作用，確保了穩(wěn)定的正極-電解質(zhì)界面，減少了異常副反應(yīng)。此外，在界面處形成的強(qiáng)共價(jià)P—O四面體構(gòu)型有效地降低了LiCoO2的表面氧活性，抑制了氧的釋放和不可逆相變。圖11 LCPO涂層結(jié)構(gòu)示意??3.4 隔膜優(yōu)化防止短路??在電池系統(tǒng)中，除了電極與電解質(zhì)，隔膜也是電池內(nèi)部穩(wěn)定電路的不可分割的一部分。雖然隔膜不是電池的活性組分，通常不參與電池的化學(xué)反應(yīng)，但它們?cè)陔姵匕踩衅鹬P(guān)鍵作用。隔膜位于電極之間，從物理上分隔正負(fù)極，防止了電池短路的發(fā)生，而當(dāng)隔膜被電解液潤(rùn)濕后，Li+又能順利通過(guò)隔膜在電極之間流動(dòng)。理想的隔膜材料在電池過(guò)熱時(shí)，應(yīng)停止離子的傳輸，避免發(fā)生熱失控情況，保證電池安全；還應(yīng)具有高機(jī)械性能，以保持隔膜完整性，防止其受熱收縮或坍塌導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。為了提高電池隔膜的熱穩(wěn)定性，研究者開(kāi)發(fā)了高耐熱隔膜和無(wú)機(jī)陶瓷隔膜。??1）高耐熱隔膜是基于聚偏氟乙烯（PVDF）、聚酰亞胺（PI）、聚苯并咪唑（PBI）、聚丙烯腈（PAN）、聚苯基對(duì)苯二甲酰胺（PPTA）、聚氨酯等聚合物而設(shè)計(jì)的隔膜。高耐熱隔膜具有良好的耐化學(xué)性、高拉伸強(qiáng)度、良好的電解質(zhì)潤(rùn)濕性和阻燃性。上海交通大學(xué)萬(wàn)佳雨和華南理工大學(xué)陶勁松團(tuán)隊(duì)將十溴二苯乙烷（DBDPE）和納米纖維（CNF）引入PI中，制備出具有顯著的阻燃性和出色的電解質(zhì)潤(rùn)濕性的復(fù)合隔膜（圖12（a））。該復(fù)合隔膜在DBDPE的輔助下，具有高孔隙率，此外由于CNF的引入，隔膜具有較高的電導(dǎo)性機(jī)械性能，在室溫下，使用該隔膜的電池表現(xiàn)出與聚丙烯（PP）隔膜相當(dāng)?shù)男阅?。?dāng)進(jìn)行熱沖擊處理時(shí)，使用該隔膜的電池表現(xiàn)出明顯優(yōu)于PP的電池?zé)岱€(wěn)定性。??2）無(wú)機(jī)陶瓷隔膜安全性來(lái)源于無(wú)機(jī)顆粒的高耐熱性。在隔膜中引入陶瓷涂層后，隔膜熔點(diǎn)和機(jī)械強(qiáng)度得到提升。廈門(mén)大學(xué)趙金保團(tuán)隊(duì)在高耐熱性陶瓷隔膜的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修飾APP阻燃顆粒，制備了雙功能陶瓷隔膜（APP-CCS@PFR）（圖12（b））。其高耐熱性基膜可以有效防止電池在高溫下發(fā)生內(nèi)短路，而阻燃功能涂層會(huì)在高溫下分解生成致密的保護(hù)層，將正極釋放的活性氧與電池內(nèi)可燃物隔離，同時(shí)將電池內(nèi)的易燃物碳化，形成不易燃的焦炭層，從而將劇烈的燃燒放熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化為溫和的逐步放熱反應(yīng)。圖12 PI/DBDPE/CNF復(fù)合隔膜結(jié)構(gòu)示意（a）和APP-CCS@PFR陶瓷隔膜結(jié)構(gòu)示意（b）??3.5 鋰離子電池外部熱管理

2024/07/26 作者: 李存璞，唐曉霞，魏子棟詳情

鋰電企業(yè)海外建廠(chǎng)勁頭足

作為我國(guó)出口“新三樣”之一的鋰電池正走俏海外，出口表現(xiàn)十分亮眼。事實(shí)上，不僅產(chǎn)品出口量持續(xù)攀升，鋰電企業(yè)出海建廠(chǎng)也在持續(xù)升溫。近期，國(guó)軒高科、恩捷股份等多家我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)正加快出海建廠(chǎng)的步伐，進(jìn)一步拓展歐美、東南亞等海外市場(chǎng)。??在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，在當(dāng)前海外政策多變局面下，我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)海外建廠(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，要想扎根海外，應(yīng)進(jìn)一步提升風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判能力，實(shí)現(xiàn)多元化技術(shù)布局。??■產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同出海??截至目前，包括寧德時(shí)代、孚能科技、億緯鋰能、遠(yuǎn)景動(dòng)力、國(guó)軒高科、蜂巢能源在內(nèi)的多家電池頭部企業(yè)均已在海外投產(chǎn)、在建、布局電池基地。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，截至2023年末，國(guó)內(nèi)已有10余家頭部鋰電產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)展開(kāi)了海外制造基地的布局，規(guī)劃產(chǎn)能超500GWh。??據(jù)摩洛哥政府官網(wǎng)信息，6月初摩洛哥與國(guó)軒高科簽署一項(xiàng)戰(zhàn)略投資協(xié)議，國(guó)軒高科將在蓋尼特拉建設(shè)該國(guó)首個(gè)動(dòng)力電池超級(jí)工廠(chǎng)，預(yù)計(jì)投資128億摩洛哥迪拉姆，約合93億元。??2月28日，蜂巢能源位于泰國(guó)的工廠(chǎng)正式投產(chǎn)，產(chǎn)品開(kāi)始批量交付，泰國(guó)工廠(chǎng)將主要提供配備L600短刀電芯的LCTP電池包，預(yù)計(jì)今年將為當(dāng)?shù)乜蛻?hù)提供超過(guò)2萬(wàn)套PACK電池包。??另外，孚能科技土耳其電池工廠(chǎng)的年產(chǎn)6GWh模組和電池包產(chǎn)線(xiàn)已于2023年3月投產(chǎn)，形成對(duì)歐洲、中東、非洲、南亞業(yè)務(wù)拓展的支持和輻射能力。??值得注意的是，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同出海已成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。材料企業(yè)方面，6月18日，隔膜龍頭恩捷股份發(fā)布公告稱(chēng)，擬在匈牙利德布勒森市投資建設(shè)第二期濕法鋰電池隔膜生產(chǎn)線(xiàn)及配套工廠(chǎng)，主要開(kāi)展鋰電池濕法基膜、功能性涂布隔膜的制造、銷(xiāo)售等；湖南裕能也在近日表示，公司正在加緊推進(jìn)西班牙年產(chǎn)5萬(wàn)噸鋰電池正極材料項(xiàng)目的前期相關(guān)審批工作。??從技術(shù)實(shí)力上看，中國(guó)鋰電行業(yè)已經(jīng)形成技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)鏈完整、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)勁的產(chǎn)業(yè)體系。目前，中國(guó)量產(chǎn)動(dòng)力型鋰電池單體能量密度可達(dá)300瓦時(shí)每公斤，儲(chǔ)能型鋰電池循環(huán)壽命最高超過(guò)12000次，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。??“總體看來(lái)，目前我國(guó)鋰電企業(yè)海外建廠(chǎng)進(jìn)展順利，上中下游的廠(chǎng)家都在積極出海，搶抓海外發(fā)展機(jī)遇?！眹?guó)際智能運(yùn)載科技協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張翔告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者，出海建廠(chǎng)是企業(yè)進(jìn)一步做大做強(qiáng)的有效手段，企業(yè)想擴(kuò)大規(guī)模，就必須到海外拓展國(guó)際市場(chǎng)?！澳壳皣?guó)內(nèi)鋰電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)很激烈，產(chǎn)品價(jià)格也低，部分企業(yè)發(fā)展空間受限，而電池技術(shù)更新迭代較快，進(jìn)一步拓展海外市場(chǎng)可以提高技術(shù)回報(bào)，實(shí)現(xiàn)利益最大化。”??■機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存??我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)具有政策先發(fā)、產(chǎn)品先發(fā)、技術(shù)先發(fā)先用、市場(chǎng)先發(fā)先用、產(chǎn)業(yè)鏈先建先用的巨大優(yōu)勢(shì)。而歐洲在這方面處于劣勢(shì)，并且在鋰電上游原材料以及人力成本方面均存在不足。目前，例如Northvolt、ACC等歐洲本土電池企業(yè)起步較晚，尚面臨產(chǎn)能低、無(wú)法按時(shí)交貨等問(wèn)題，無(wú)法滿(mǎn)足歐洲本土巨大市場(chǎng)需求。??不過(guò)即便如此，近年來(lái)歐美國(guó)家仍出臺(tái)了一系列針對(duì)性貿(mào)易保護(hù)政策。例如，5月，美國(guó)白宮發(fā)布聲明稱(chēng)，針對(duì)中國(guó)車(chē)用鋰電池的關(guān)稅稅率今年將從7.5%提高到25%，到2026年，非車(chē)用鋰電池的關(guān)稅稅率將從7.5%提高到25%。此外，電池部件、天然石墨以及部分關(guān)鍵礦產(chǎn)的稅率也將在2024—2026年間陸續(xù)提高到25%。??上述政策變化使得我國(guó)鋰電池產(chǎn)品出口直面重重阻礙，在此背景下，即便資金支出較高，出海建廠(chǎng)仍成為趨勢(shì)。??值得注意的是，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)出海建廠(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，一方面，海外市場(chǎng)存在巨大的增量空間；另一方面，不同于國(guó)內(nèi)建廠(chǎng)，企業(yè)出海建廠(chǎng)往往面臨著海外地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、審批時(shí)間長(zhǎng)、文化差異等一系列挑戰(zhàn)。??北方工業(yè)大學(xué)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心主任紀(jì)雪洪在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)建議，我國(guó)鋰電企業(yè)在海外建廠(chǎng)要熟知當(dāng)?shù)胤桑员Ｕ辖◤S(chǎng)的節(jié)奏。??■規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)??我國(guó)鋰電企業(yè)在海外不同國(guó)家的建廠(chǎng)方式不同，例如目前寧德時(shí)代、億緯鋰能等企業(yè)主要通過(guò)技術(shù)授權(quán)或合資的方式在美國(guó)布局產(chǎn)能。??在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，中國(guó)鋰電企業(yè)產(chǎn)品出口有望憑借海外建廠(chǎng)、技術(shù)授權(quán)等模式提升全球市占率。??在紀(jì)雪洪看來(lái)，在受到政策切換影響的情況下，企業(yè)采取一些變通措施是有必要的?！伴L(zhǎng)期看來(lái)，我國(guó)鋰電企業(yè)要掌握住主要話(huà)語(yǔ)權(quán)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健經(jīng)營(yíng)。同時(shí)，不管是以何種方式海外建廠(chǎng)，要時(shí)刻關(guān)注海外政策變化，任何有針對(duì)性要求的規(guī)定都會(huì)對(duì)我國(guó)鋰電企業(yè)建廠(chǎng)地點(diǎn)、方式產(chǎn)生影響?！??紀(jì)雪洪進(jìn)一步指出：“當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展、海外政策等仍有不確定性，不宜一次性大規(guī)模投資，在有系統(tǒng)性規(guī)劃的前提下，要能夠適應(yīng)滾動(dòng)式發(fā)展。另外，也可以考慮采取合資合作的方式，能夠讓當(dāng)?shù)仄髽I(yè)享受到一些收益的同時(shí)，也能利用其在當(dāng)?shù)氐馁Y源為我國(guó)企業(yè)海外布局掃除一些障礙?！??“海外政策具有更多不確定性，我國(guó)企業(yè)應(yīng)該抓緊時(shí)間加快出海建廠(chǎng)步伐，讓自身優(yōu)異的技術(shù)實(shí)力盡快在當(dāng)?shù)貏?chuàng)造更大的價(jià)值?！睆埾璞硎尽?

2024/07/23 作者: 楊梓詳情

寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地投產(chǎn) 借助區(qū)域資源協(xié)同發(fā)展

7月20日，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地一期項(xiàng)目電池工廠(chǎng)正式投產(chǎn)，首個(gè)麒麟電池在洛陽(yáng)完成封裝。此外，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地二期項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)，進(jìn)一步擴(kuò)大高端新能源電池產(chǎn)能。??業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，從國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)能布局情況看，主要產(chǎn)能布局集中在華東及西南地區(qū)，從完善區(qū)域供應(yīng)鏈及企業(yè)戰(zhàn)略角度看，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地的投產(chǎn)將進(jìn)一步完善華中地區(qū)的新能源產(chǎn)業(yè)鏈布局。進(jìn)一步擴(kuò)大高端電池產(chǎn)能??公開(kāi)消息顯示，洛陽(yáng)基地是寧德時(shí)代全球十三大生產(chǎn)基地之一。寧德時(shí)代最早于2022年9月份披露公告稱(chēng)，公司將投資140億元在河南洛陽(yáng)市伊濱區(qū)投資建設(shè)洛陽(yáng)新能源電池生產(chǎn)基地項(xiàng)目，涉及新能源動(dòng)力電池系統(tǒng)及儲(chǔ)能系統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)。??據(jù)悉，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地是按照“燈塔工廠(chǎng)”“零碳工廠(chǎng)”的高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)的，而洛陽(yáng)基地項(xiàng)目創(chuàng)造了重大項(xiàng)目建設(shè)“對(duì)接簽約100天、項(xiàng)目落地100天、一期廠(chǎng)房9個(gè)月封頂”的“洛陽(yáng)速度”。投產(chǎn)的麒麟電池采用寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù)，系統(tǒng)集成度創(chuàng)全球新高。??“無(wú)麒麟不高端”，麒麟電池技術(shù)主要是為了滿(mǎn)足高端市場(chǎng)需求。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地的投產(chǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大高端產(chǎn)能是其中的一大亮點(diǎn)。??中國(guó)城市專(zhuān)家智庫(kù)委員會(huì)常委副秘書(shū)長(zhǎng)林先平對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者表示：“新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展帶動(dòng)市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力電池的需求不斷增加。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，寧德時(shí)代需要擴(kuò)大產(chǎn)能，特別是高端電池產(chǎn)能?！??真鋰研究首席分析師墨柯對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者進(jìn)一步表示：“在電池價(jià)格下降的趨勢(shì)下，高端產(chǎn)能的核心是產(chǎn)線(xiàn)本身的智能制造技術(shù)水平。動(dòng)力電池生產(chǎn)屬于高端裝備制造，寧德時(shí)代作為頭部企業(yè)，對(duì)于生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備、技術(shù)等的更新和迭代也需要保持領(lǐng)先?！苯柚鷧^(qū)域資源優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)雙贏(yíng)??6月18日，寧德時(shí)代宣布與北汽集團(tuán)、京能集團(tuán)、小米集團(tuán)等共同投資建設(shè)的北京時(shí)代電池基地項(xiàng)目舉行開(kāi)工儀式；而此次寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地一期投產(chǎn)時(shí)，二期項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)。??“從寧德時(shí)代的布局看，貼近下游車(chē)企建設(shè)供應(yīng)鏈符合公司的發(fā)展戰(zhàn)略?！蹦卤硎?，無(wú)論是北京時(shí)代還是洛陽(yáng)基地，對(duì)于進(jìn)一步完善當(dāng)?shù)貐^(qū)域新能源智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈，保障關(guān)鍵電池資源供應(yīng)等具有重要意義，也有利于寧德時(shí)代進(jìn)一步梳理完善自身的產(chǎn)能布局。??業(yè)內(nèi)人士還認(rèn)為，洛陽(yáng)具有豐富的礦產(chǎn)資源和較低的能源成本，這些資源對(duì)于生產(chǎn)動(dòng)力電池至關(guān)重要。??公開(kāi)信息顯示，寧德時(shí)代在宣布投資洛陽(yáng)基地后不久，就與洛陽(yáng)國(guó)宏投資控股集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)宏集團(tuán)”）簽署了相關(guān)合作，國(guó)宏集團(tuán)擬以其持有的洛陽(yáng)礦業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“洛礦集團(tuán)”）100%的股權(quán)對(duì)四川時(shí)代進(jìn)行增資。而四川時(shí)代將通過(guò)洛礦集團(tuán)間接持有洛陽(yáng)鉬業(yè)24.68%的股權(quán)，成為洛陽(yáng)鉬業(yè)間接第二大股東。寧德時(shí)代亦通過(guò)此舉，進(jìn)一步加強(qiáng)上游新能源金屬資源布局。??林先平認(rèn)為，洛陽(yáng)具有完善的產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同布局優(yōu)勢(shì)，寧德時(shí)代在洛陽(yáng)設(shè)立電池工廠(chǎng)，可以更好地與當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈企業(yè)合作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。

2024/07/22 作者: 李婷詳情

磷酸錳鐵鋰的突破與遲滯

被視為破解磷酸鐵鋰材料同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的新材料——磷酸錳鐵鋰近期動(dòng)態(tài)頻頻，鋰電正極產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)圍繞各自技術(shù)突破，集中披露磷酸錳鐵鋰最新進(jìn)展及布局。??格林美近期兩家控股子公司福安青美、武漢動(dòng)力再生與本征方程簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)石墨烯增強(qiáng)型磷酸（錳）鐵鋰材料，以石墨烯技術(shù)提升循環(huán)再制造的磷酸（錳）鐵鋰材料的導(dǎo)電性和電化學(xué)性能，從而提高電池的能量密度和循環(huán)壽命。??湖南裕能近期披露，其磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展順利，在錳溶出、高溫循環(huán)和壓實(shí)密度等方面取得突破。??天津國(guó)安盟固利近期取得“一種磷酸錳鐵鋰及其制備方法與用途”的專(zhuān)利，通過(guò)形成具有梯度分布的錳、鐵及磷，以降低材料的結(jié)晶度，使得材料能更快地生長(zhǎng)以有效提升壓實(shí)密度。磷元素在內(nèi)核的外表面過(guò)量而形成富磷酸鋰保護(hù)層，該富磷酸鋰保護(hù)層既可以提升電導(dǎo)率，又能夠有效改善錳溶出問(wèn)題，進(jìn)而得以提高磷酸錳鐵鋰的容量和循環(huán)性能。??德方納米近期申請(qǐng)“復(fù)合磷酸錳鐵鋰正極材料及其制備方法和應(yīng)用”的專(zhuān)利，該復(fù)合磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法采用金屬有機(jī)框架與氣凝膠結(jié)合應(yīng)用到磷酸錳鐵鋰材料中，以MnFe?MOF氣凝膠的形式作為前驅(qū)體制備復(fù)合磷酸錳鐵鋰正極材料，制備得到的正極材料具有較高的比表面積與較好的導(dǎo)電性，提高了整體的電子電導(dǎo)率，改善了正極材料綜合性能。??常州鋰源5月發(fā)布“錳鋰1號(hào)”高循環(huán)版新品，通過(guò)納米化、碳包覆、離子摻雜等先進(jìn)改性手段，結(jié)合固相法液相法雙線(xiàn)并行的生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品電子導(dǎo)電性、提高首效與循環(huán)壽命，實(shí)現(xiàn)了磷酸錳鐵鋰的更高循環(huán)、更長(zhǎng)續(xù)航。??2023年，磷酸錳鐵鋰材料已在各大電池企業(yè)的新品亮相，包括寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航、國(guó)軒高科、億緯鋰能、星恒電源、孚能科技、瑞浦蘭鈞等多家電池企業(yè)均在推進(jìn)磷酸錳鐵鋰電池的研發(fā)和生產(chǎn)。??上述材料企業(yè)中德方納米稱(chēng)其磷酸錳鐵鋰已經(jīng)實(shí)現(xiàn)上車(chē)應(yīng)用；湖南裕能表示正與客戶(hù)積極推進(jìn)認(rèn)證；格林美表示其磷酸錳鐵鋰量產(chǎn)線(xiàn)已進(jìn)入噸級(jí)調(diào)試階段。另外，容百科技也表示其磷酸錳鐵鋰已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定出貨，現(xiàn)具備產(chǎn)能1萬(wàn)噸/年。??但從2023年出貨情況看，磷酸錳鐵鋰距離為材料企業(yè)貢獻(xiàn)利潤(rùn)，仍有一段要路走。??相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，磷酸錳鐵鋰在2023年出貨量在千噸級(jí)，而磷酸鐵鋰材料出貨則在百萬(wàn)噸級(jí)。??重碼磷酸錳鐵路線(xiàn)的德方納米與容百科技也曾在業(yè)績(jī)說(shuō)明中表示，對(duì)磷酸錳鐵鋰以及其他新正極材料的加大投入影響當(dāng)期利潤(rùn)。??具體看來(lái)，性能的穩(wěn)定性是制約磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用一大因素。從上述企業(yè)動(dòng)態(tài)看，各企業(yè)仍在持續(xù)探索磷酸錳鐵鋰材料性能，尤其針對(duì)“錳溶出”的難題做重點(diǎn)攻克。??錳溶出會(huì)導(dǎo)致SEI膜的不斷破壞和再生修復(fù)，這一過(guò)程會(huì)消耗活性鋰并產(chǎn)生副產(chǎn)物，從而加速電池容量衰減和循環(huán)壽命下降。另外，錳溶出還可能影響電池的穩(wěn)定性和安全性。沉積在負(fù)極表面的錳離子可能與電解液發(fā)生反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的化合物，增加電池內(nèi)阻和安全隱患。??現(xiàn)階段，即便通過(guò)調(diào)整磷酸錳鐵鋰中錳的含量，已能實(shí)現(xiàn)電池在實(shí)際應(yīng)用中能量密度和循環(huán)壽命的平衡。但為了盡可能釋放磷酸錳鐵鋰材料在循環(huán)、能量密度等方面的綜合優(yōu)勢(shì)，企業(yè)仍在嘗試優(yōu)化磷酸錳鐵鋰材料的穩(wěn)定性，提高材料中的錳含量。??除了上述企業(yè)對(duì)材料技術(shù)的持續(xù)攻堅(jiān)，改進(jìn)電池管理系統(tǒng)以及開(kāi)發(fā)配套電解質(zhì)也是助力磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的方式。??但磷酸錳鐵鋰材料仍舊被給予厚望。高工產(chǎn)研（GGII）預(yù)計(jì)，2024年磷酸錳鐵鋰出貨將超3萬(wàn)噸，增長(zhǎng)將超500%。??從終端看，特斯拉、奇瑞星紀(jì)元以及智界等車(chē)型都在積極試水磷酸錳鐵鋰電池。??另外，在海外重新思考正極路線(xiàn)的大背景下，磷酸錳鐵鋰技術(shù)路線(xiàn)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中皆處于探索階段。容百科技已在2024年官宣與LGES、SK On將圍繞磷酸錳鐵鋰展開(kāi)合作，并且韓國(guó)2萬(wàn)噸/年磷酸錳鐵鋰項(xiàng)目已于2023年8月正式開(kāi)工，目前正在加速建設(shè)中。

2024/07/22 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

全國(guó)首座采用鉛炭電池技術(shù)的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站

近日，全國(guó)多地開(kāi)啟高溫模式，居民用電量隨之增加。在這個(gè)迎峰度夏的關(guān)鍵時(shí)期，曾經(jīng)獲得中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng)的天能高性能鉛炭電池發(fā)揮了重要作用。在湖州長(zhǎng)興，由一塊塊天能鉛炭電池組成的城市“巨型充電寶”正在有效保障居民用電的安全和穩(wěn)定。??“雉城儲(chǔ)能電站使用的是天能儲(chǔ)能用閥控式高性能鉛炭蓄電池。拿一堆電池舉例，5000多支電池的可以做到0.1左右的均衡性差異，這些電池產(chǎn)自天能智能工廠(chǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，穩(wěn)定性和一致性非常好?！闭憬焱腔勰茉垂靖呒?jí)項(xiàng)目管理工程師蒲軍偉說(shuō)。??走進(jìn)長(zhǎng)興雉城街道的10千伏儲(chǔ)能電站，20160個(gè)天能電池整齊有序地?cái)[放在電池架上。通過(guò)電池系統(tǒng)將電池的實(shí)時(shí)狀況展示在控制屏幕上。??蒲軍偉表示，該儲(chǔ)能電站主要起到“削峰填谷”的作用，在城市用電低谷時(shí)，對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電蓄能；用電高峰時(shí)，可穩(wěn)定放電填補(bǔ)電力缺口，為電網(wǎng)“接力續(xù)航”；如遇電網(wǎng)突發(fā)故障，可以毫秒級(jí)速度“替補(bǔ)”上場(chǎng)，繼續(xù)為城區(qū)提供穩(wěn)定可靠的供電保障。??該電站于2020年5月投用，是全國(guó)首座采用鉛炭電池技術(shù)的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站，位于長(zhǎng)興城區(qū)，采用的鉛炭蓄電池具有安全可靠和運(yùn)維成本低等特點(diǎn)，電池退役后可實(shí)現(xiàn)99%以上的循環(huán)再生。假設(shè)每戶(hù)居民平均每天用電十度，電站可以為2600戶(hù)居民提供一天的用電量。??儲(chǔ)能是能源變革的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是天能布局的重點(diǎn)。天能全面布局電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、工商用戶(hù)側(cè)等重點(diǎn)市場(chǎng)，大唐魯北、南太湖高能鋰電、信豐儲(chǔ)備一體智造基地等大項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，并網(wǎng)運(yùn)行全球單體最大鉛炭?jī)?chǔ)能電站榮獲“2023年度最佳儲(chǔ)能示范項(xiàng)目獎(jiǎng)”，鋰電液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目入選2023年浙江省先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新成果名單。??天能將充分發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈支撐、多技術(shù)路線(xiàn)并行的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)生態(tài)，助力我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。天能高性能鉛炭電池優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)??品質(zhì)保障安全可靠：電池?zé)o易燃物，使用安全穩(wěn)定，可廣泛地應(yīng)用在各種新能源及節(jié)能領(lǐng)域。??高度集成定制設(shè)計(jì)：采用模塊化集成方案，液冷堆疊式電池包及站房式設(shè)計(jì)，使用外接線(xiàn)方式，安裝靈活，便于維護(hù)。??靈活配置一體設(shè)計(jì)：運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)，高比能設(shè)計(jì)，電池系統(tǒng)采用一體化集成設(shè)計(jì)，配置靈活可調(diào)，適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景。??綠色環(huán)保電池回收：全生命周期低碳環(huán)保，電池正負(fù)極材料及電解液均可回收，且回收技術(shù)成熟。

2024/07/11 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

鋰電壽命翻倍！新型“凝膠電解質(zhì)”將電導(dǎo)率提高33% 還無(wú)安全隱患

據(jù)報(bào)道，一組來(lái)自韓國(guó)的研究人員近期成功開(kāi)發(fā)出了一種不易燃的凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE），有望通過(guò)降低熱失控和火災(zāi)事故的風(fēng)險(xiǎn)，徹底改變鋰離子電池（LIBs）的安全性。??在過(guò)去，LIBs的潛在可燃性引起了人們的極大關(guān)注，特別是在電動(dòng)汽車(chē)中。為了解決這一關(guān)鍵問(wèn)題，由韓國(guó)國(guó)立蔚山科學(xué)技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)UNIST）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了一種開(kāi)創(chuàng)性的不易燃聚合物半固態(tài)電解質(zhì)，為減輕電池火災(zāi)提供了一種有希望的解決方案。??傳統(tǒng)上，不可燃電解質(zhì)在很大程度上依賴(lài)于加入阻燃添加劑或具有極高沸點(diǎn)的溶劑。然而，這些方法往往導(dǎo)致離子電導(dǎo)率顯著降低，從而影響電解質(zhì)的整體性能。??在上述突破性的研究中，研究小組在電解質(zhì)中加入了微量的聚合物，創(chuàng)造了半固態(tài)電解質(zhì)。與現(xiàn)有的液體電解質(zhì)相比，這種新方法將鋰離子的電導(dǎo)率顯著提高了33%。??此外，采用這種不可燃半固態(tài)電解質(zhì)的袋式電池的循環(huán)壽命提高了110%，有效地防止了固體-電解質(zhì)間相（SEI）層形成和運(yùn)行過(guò)程中不必要的電解質(zhì)反應(yīng)。最新研究結(jié)果已于近期發(fā)表在了ACS（美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)）旗下《ACS Energy Letters》雜志上。??這種創(chuàng)新電解質(zhì)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于其卓越的性能和不可燃性。聚合物半固態(tài)電解質(zhì)通過(guò)抑制燃燒過(guò)程中與燃料化合物的自由基鏈反應(yīng)，有效抑制電池火災(zāi)的發(fā)生。研究小組通過(guò)定量分析其穩(wěn)定和抑制自由基的能力，證明了所開(kāi)發(fā)聚合物的卓越性。??UNIST能源與化學(xué)工程學(xué)院教授Jihong Jeong強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“電池內(nèi)部聚合材料與揮發(fā)性溶劑之間的相互作用使我們能夠有效地抑制自由基鏈反應(yīng)。通過(guò)電化學(xué)量化，這一突破將極大地有助于理解不可燃電解質(zhì)的機(jī)理?！??據(jù)悉，科學(xué)家們通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電池本身的卓越安全性。該團(tuán)隊(duì)的綜合方法包括將不易燃的半固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用于袋式電池，確保對(duì)電解質(zhì)不燃性的評(píng)估擴(kuò)展到實(shí)際電池應(yīng)用中。??“使用不易燃的半固態(tài)電解質(zhì)，可以直接納入現(xiàn)有的電池組裝過(guò)程，將加速未來(lái)更安全電池的商業(yè)化?！彼麄冋f(shuō)。??該研究在國(guó)內(nèi)申請(qǐng)了5項(xiàng)專(zhuān)利，在海外申請(qǐng)了2項(xiàng)專(zhuān)利，進(jìn)一步凸顯了這一成果的意義。此外，它還得到了韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)（NRF）、科學(xué)和信息通信技術(shù)部（MSIT）、韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)研究院（KEIT）、韓國(guó)化學(xué)技術(shù)研究院和三星SDI（一家電池和電子材料制造商）的支持。

2023/10/23 作者: 黃君芝詳情

工信部組織開(kāi)展2023年鉛蓄電池行業(yè)規(guī)范公告申報(bào)工作

工信微報(bào)消息，為貫徹落實(shí)《鉛蓄電池行業(yè)規(guī)范條件（2015年本）》，促進(jìn)我國(guó)鉛蓄電池行業(yè)持續(xù)、健康、協(xié)調(diào)發(fā)展，根據(jù)《鉛蓄電池行業(yè)規(guī)范公告管理辦法（2015年本）》有關(guān)規(guī)定，工業(yè)和信息化部近日印發(fā)通知，組織開(kāi)展2023年鉛蓄電池行業(yè)規(guī)范公告申報(bào)工作。各省級(jí)工業(yè)和信息化主管部門(mén)負(fù)責(zé)組織本地區(qū)鉛蓄電池企業(yè)申報(bào)工作，依據(jù)《鉛蓄電池行業(yè)規(guī)范條件（2015本）》要求，對(duì)申請(qǐng)公告企業(yè)的申請(qǐng)材料進(jìn)行初審，征詢(xún)省級(jí)生態(tài)環(huán)境主管部門(mén)，提出相關(guān)初審意見(jiàn)，并填寫(xiě)在《申請(qǐng)書(shū)》的相應(yīng)位置。

2023/04/27 作者: 沈蓄所新聞中心詳情

100MW/1000MWh！天能股份助力打造世界最大鉛炭?jī)?chǔ)能電廠(chǎng)

“雙碳”背景下，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)正在向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，而儲(chǔ)能是推動(dòng)能源系統(tǒng)變革的重要技術(shù)路徑之一。當(dāng)前，儲(chǔ)能市場(chǎng)的需求更加多樣化，鉛炭?jī)?chǔ)能作為重要的新型儲(chǔ)能技術(shù)，憑借靈活部署、受自然環(huán)境影響小、建設(shè)周期短、安全性高、放電功率大、成本低等優(yōu)勢(shì)，正穩(wěn)定落地電源側(cè)和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能場(chǎng)景。天能股份（688819）作為新能源電池行業(yè)佼佼者，是國(guó)內(nèi)最早研發(fā)推廣鉛炭?jī)?chǔ)能技術(shù)的企業(yè)之一。目前，天能參與建設(shè)的多個(gè)國(guó)內(nèi)外鉛炭?jī)?chǔ)能電站均實(shí)現(xiàn)了一次投運(yùn)、長(zhǎng)期穩(wěn)定的設(shè)計(jì)效果和示范效應(yīng)。近日，浙江省分布式零碳智慧電廠(chǎng)推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在浙江長(zhǎng)興和平鎮(zhèn)舉行。由國(guó)家電投攜手天能股份共同建設(shè)的世界最大鉛炭智慧電廠(chǎng)“和平共儲(chǔ)”項(xiàng)目，引起業(yè)界廣泛關(guān)注?！昂推焦矁?chǔ)”項(xiàng)目是目前世界上規(guī)模最大的鉛炭?jī)?chǔ)能電廠(chǎng)，可以通過(guò)數(shù)字化智慧控制系統(tǒng)，聚合分布式能源、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能以及可調(diào)負(fù)荷等多種元素，實(shí)現(xiàn)平抑負(fù)荷波動(dòng)、補(bǔ)充尖峰缺口、降低客戶(hù)用能成本等功能，為當(dāng)?shù)仉娏Ρ９┮约半娋W(wǎng)靈活性和調(diào)節(jié)能力的提升貢獻(xiàn)力量。天能股份為電站提供清潔、安全、高效的鉛炭電池，助力其打造成為戶(hù)用鉛炭?jī)?chǔ)能全球示范?！昂推焦矁?chǔ)”項(xiàng)目裝機(jī)容量規(guī)模為100MW/1000MWh，含鉛炭電池約300萬(wàn)個(gè)，一次充滿(mǎn)可存100萬(wàn)度電，以城鎮(zhèn)居民每戶(hù)用電量12.5度/日計(jì)算，可滿(mǎn)足8萬(wàn)戶(hù)居民一天的普通用電。作為百萬(wàn)度電級(jí)別的儲(chǔ)能電站，“和平共儲(chǔ)”項(xiàng)目一期工程所需電池容量相當(dāng)于41.5萬(wàn)輛電動(dòng)兩輪車(chē)，整體就像是一個(gè)巨大的電能“水庫(kù)”，能靈活提供削峰填谷、調(diào)峰調(diào)頻等電力服務(wù)，助力地方能源保供及促進(jìn)新能源消納。項(xiàng)目全部建成后，年調(diào)峰電量超過(guò)3億kWh，年產(chǎn)值可達(dá)2億元?！昂推焦矁?chǔ)”項(xiàng)目具備五大顯著特點(diǎn)，其充分體現(xiàn)了天能股份鉛炭電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用價(jià)值，具體表現(xiàn)為：安全指數(shù)高。天能股份供給的鉛炭電池?zé)o易燃物，屬于水系電池，是確保高安全性的基礎(chǔ)。同時(shí)，項(xiàng)目電池單元采用液冷方式，散熱更均勻，改善了電池運(yùn)行環(huán)境，增強(qiáng)了安全性；設(shè)備壽命長(zhǎng)。天能股份鉛炭電池在鉛酸電池的負(fù)極中添加特制的導(dǎo)電性多孔炭，解決了負(fù)極活性物質(zhì)顆粒變大的問(wèn)題，電池的壽命是傳統(tǒng)鉛酸電池壽命的兩倍；經(jīng)濟(jì)性好。一方面，鉛炭電池儲(chǔ)能單位用電價(jià)格實(shí)惠，建設(shè)成本與運(yùn)營(yíng)度電成本都較低；另一方面，鉛炭?jī)?chǔ)能全生命周期環(huán)境負(fù)荷很低，電池正負(fù)極材料及電解液均可回收，且回收工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，殘值率高達(dá)45%；建設(shè)周期短。項(xiàng)目采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)，電池單元上下2層為一塊“積木”，實(shí)現(xiàn)“搭積木式”快速拼接，并采用了“變流”+“升壓”一體化設(shè)計(jì)。項(xiàng)目從開(kāi)工到一期竣工僅耗時(shí)3個(gè)多月；資源整合能力強(qiáng)。項(xiàng)目利用數(shù)字化調(diào)控平臺(tái)聚合各級(jí)分布式零碳電廠(chǎng)，具有巨大的發(fā)展市場(chǎng)和良好的發(fā)展前景。此外，該項(xiàng)目的成功并網(wǎng)，也實(shí)現(xiàn)了三大新突破：一是首次全方位多要素多場(chǎng)景展示國(guó)家電投套娃式多層級(jí)智慧控制系統(tǒng)架構(gòu)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化聚合；二是在浙江省首次實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能資源的共享；三是實(shí)現(xiàn)了整村戶(hù)用儲(chǔ)能試點(diǎn)突破。鉛炭?jī)?chǔ)能在構(gòu)建新型能源體系的轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下，前景廣闊，未來(lái)可期。天能股份將堅(jiān)定在鉛炭電池領(lǐng)域持續(xù)突破，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品性能的全面升級(jí)，不斷打造創(chuàng)新的電池產(chǎn)品與儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色增長(zhǎng)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)科技創(chuàng)新注入強(qiáng)大的動(dòng)力，助力共創(chuàng)零碳未來(lái)。

2023/03/25 作者: 記者馮思婕詳情

瑞達(dá)集團(tuán)瑞啟年產(chǎn)400萬(wàn)千伏安時(shí)OPzV固態(tài)鉛碳電池項(xiàng)目盛大開(kāi)工！

2022年7月27日上午8點(diǎn)18分，瑞達(dá)集團(tuán)瑞啟年產(chǎn)400萬(wàn)千伏安時(shí)OPzV固態(tài)鉛碳電池項(xiàng)目在湖南衡陽(yáng)松木經(jīng)開(kāi)區(qū)盛大開(kāi)工！隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，“碳達(dá)峰、碳中和”成為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，儲(chǔ)能市場(chǎng)的未來(lái)前景廣闊。為搶抓這一市場(chǎng)機(jī)遇，2022年6月，瑞達(dá)集團(tuán)投資8億元，在衡陽(yáng)松木經(jīng)開(kāi)區(qū)建設(shè)瑞啟新能源OPzV固態(tài)鉛碳電池產(chǎn)業(yè)園，并于7月27日正式開(kāi)工動(dòng)土。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023年初建成投產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值40億元，實(shí)現(xiàn)年稅收2億元。該項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，標(biāo)志著瑞達(dá)集團(tuán)在衡陽(yáng)投資發(fā)展規(guī)劃得進(jìn)一步落實(shí)落地，也是助推瑞達(dá)集團(tuán)在衡的高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群和原地倍增的重要體現(xiàn)。瑞啟新能源OPzV固態(tài)鉛碳電池產(chǎn)業(yè)園在雙碳戰(zhàn)略下儲(chǔ)能電源市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)上萬(wàn)億的風(fēng)口，瑞達(dá)集團(tuán)依托技術(shù)、產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，正在加快新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的布局和發(fā)展。瑞達(dá)集團(tuán)計(jì)劃5年內(nèi)對(duì)儲(chǔ)能專(zhuān)用OPzV固態(tài)鉛碳電池投資200億，全力打造雙碳戰(zhàn)略下OPzV固態(tài)鉛碳電池頭部企業(yè)，力爭(zhēng)在十年內(nèi)把衡陽(yáng)瑞達(dá)打造成千億儲(chǔ)能電池生產(chǎn)基地，千億儲(chǔ)能電站集成基地，打造世界級(jí)的“雙千億安全新型儲(chǔ)能之都”。瑞啟新能源OPzV固態(tài)鉛碳電池產(chǎn)業(yè)園的開(kāi)工建設(shè)，正是瑞達(dá)集團(tuán)儲(chǔ)能戰(zhàn)略布局穩(wěn)步推進(jìn)的重要一環(huán)。項(xiàng)目亮點(diǎn)：OPzV固態(tài)鉛碳電池OPzV 納米硅固態(tài)鉛碳電池是瑞達(dá)于 2006 年成功設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新型儲(chǔ)能用環(huán)保硅鉛固態(tài)電池；是國(guó)內(nèi)首家成功開(kāi)發(fā)并量產(chǎn)應(yīng)用的硅鉛固態(tài)電池。OPzV采用納米級(jí)氣相二氧化硅作為電解質(zhì)，是百分百固態(tài)結(jié)構(gòu)，沒(méi)有液體不存在泄露，有效解決了電池?zé)崾Э仄鸹鸬陌踩珕?wèn)題；其正負(fù)極材料、隔板、電解質(zhì)等材料均是防火防爆級(jí)別，不起火不爆炸，不會(huì)有安全隱患；舊電池可以回收再生利用，綠色環(huán)保，不會(huì)造成二次污染。相比傳統(tǒng)鉛酸電池、膠體電池、鋰電池及其他化學(xué)能電池，硅鉛固態(tài)電池有安全性高、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好、資源循環(huán)利用等明顯優(yōu)勢(shì)，解決了電化學(xué)儲(chǔ)能電池的起火爆炸行業(yè)痛點(diǎn)。OPzV納米硅固態(tài)鉛碳電池應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，特別是適用于中大型儲(chǔ)能。廣泛應(yīng)用于工商業(yè)儲(chǔ)能、發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心（IDC儲(chǔ)能）、核電站、機(jī)場(chǎng)、地鐵等高安全要求的領(lǐng)域。OPzV固態(tài)鉛碳電池儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)安全維度材料安全：組成電池的正負(fù)極、隔板、電解質(zhì)等材料是防火防爆級(jí)，在明火狀態(tài)下，不起火不爆炸；系統(tǒng)由EMS智控管理：保證電池溫升不超過(guò)40℃，不會(huì)熱失控。環(huán)保維度材料環(huán)保，采用氣相納米二氧化硅電解質(zhì)，無(wú)游離液體，與外界完全隔絕，對(duì)環(huán)境友好；制造過(guò)程，廢水廢氣廢渣等做到0排放。經(jīng)濟(jì)性維度度電成本低，壽命長(zhǎng)；充放電效率94%以上；制造成本還有降低空間。資源維度鉛礦資源豐富，提煉方便，價(jià)格低廉；退役電池可達(dá)到100%循環(huán)再生。（Li儲(chǔ)量少，且屬于消耗性資源；Co屬于稀有金屬。

2022/07/27 作者: 沈陽(yáng)蓄電池研究所新聞中心詳情

老樹(shù)新花：純鉛、水平電池引領(lǐng)我國(guó)鉛酸電池行業(yè)新動(dòng)力

近年來(lái)，全球化學(xué)電池市場(chǎng)中，鋰離子電池異軍突起，化學(xué)電池的元老——鉛酸電池的地位似乎岌岌可危。然而，相對(duì)于鋰離子電池，鉛酸電池仍然具有成本低、技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠、安全性高、資源再利用性好等比較優(yōu)勢(shì)。7月8日，在上海有色網(wǎng)（SMM）和天能控股集團(tuán)有限公司共同舉辦的第十七屆國(guó)際鉛鋅峰會(huì)暨國(guó)際鉛鋅技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)——鉛行業(yè)市場(chǎng)與技術(shù)論壇上，與會(huì)的業(yè)內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)一步介紹，最近一些年，我國(guó)鉛酸電池行業(yè)多項(xiàng)新技術(shù)涌現(xiàn)，純鉛電池和水平電池等新型鉛酸電池的制造工藝也不斷成熟，應(yīng)用領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)大?？此埔巡饺氪勾鼓耗甑你U酸電池，實(shí)際仍然噴涌著勃勃生命力。鉛酸電池新技術(shù)助力“碳中和”作為工業(yè)化最早的電池，鉛酸電池自1859年發(fā)明至今已經(jīng)有160多年的歷史。鉛酸電池的電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液。其在化學(xué)電池市場(chǎng)中份額最大、使用范圍最廣，特別是在起動(dòng)和大型儲(chǔ)能等應(yīng)用領(lǐng)域，仍具有不可替代的地位。據(jù)天能控股集團(tuán)中央研究院副院長(zhǎng)郭志剛在論壇中介紹，目前，全球范圍內(nèi)來(lái)看，鋰離子電池依托能量密度的先天優(yōu)勢(shì)，處于快速增長(zhǎng)期；鉛酸電池則處于高位平臺(tái)期；而下一代電池技術(shù)如鈉離子電池尚處于開(kāi)發(fā)階段。在此背景下，國(guó)內(nèi)鉛酸電池產(chǎn)量近兩年來(lái)小幅下降，產(chǎn)量保持在200GWh/年，全球產(chǎn)量維持在400GWh/年。預(yù)計(jì)到2025年，全球鋰離子電池的產(chǎn)能將是鉛酸電池的3—4倍。不過(guò)，鋰離子電池普遍存在著鋰/鈷/鎳等原料成本高，鋰電全周期的碳排放較高，安全性不穩(wěn)定等缺陷。相較而言，鉛酸電池在成本、穩(wěn)定性、安全性、再生利用等方面存在優(yōu)勢(shì)。盡管如此，在鋰離子電池迅猛的追趕勢(shì)頭下，鉛酸電池確實(shí)面臨著“不進(jìn)則亡”的生存危機(jī)。在論壇中，郭志剛重點(diǎn)介紹了目前國(guó)內(nèi)鉛酸電池行業(yè)中新型的正極鉛膏技術(shù)和真空化成技術(shù)。傳統(tǒng)的鉛酸電池正極鉛膏（鉛膏是鉛酸蓄電池活性物質(zhì)的母體）制作流程長(zhǎng)，能耗高，正極和膏現(xiàn)場(chǎng)污染程度大，添加劑采用機(jī)械混合，成本也相對(duì)高昂。而新的“一步法正極配方復(fù)合技術(shù)”則是用特種鉛制作粉，形成有用成分均勻分布的復(fù)合鉛粉，和膏時(shí)只需加入水纖維和硫酸?！跋鄬?duì)于常規(guī)的典型正極鉛膏工藝，一步法的一致性更好，成本能夠降低1000元/噸。”郭志剛介紹說(shuō)。其次是真空化成技術(shù)。據(jù)了解，通常而言，電池在生產(chǎn)完成后，必須先進(jìn)行化成和測(cè)試，然后才能安裝到系統(tǒng)中。電池化成過(guò)程采用專(zhuān)門(mén)的電池化成設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行充電和放電，需要高精度電壓和電流，以確保電池實(shí)現(xiàn)規(guī)定的使用壽命。只有在順利通過(guò)測(cè)試之后，電池才可以進(jìn)入市場(chǎng)。目前，電池化成是電池生產(chǎn)過(guò)程中的主要瓶頸之一。為了激活剛剛裝配好的電池單元或電池組中的材料，需要花費(fèi)長(zhǎng)達(dá)20小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行充電放電循環(huán)。但這個(gè)過(guò)程必不可缺，因?yàn)樗鼧O大地影響著電池的使用壽命、質(zhì)量和成本。據(jù)郭志剛介紹，采用常規(guī)的化成技術(shù)，電池化成時(shí)間長(zhǎng)，耗用的電量多，集群內(nèi)部溫度均一性較差，溫度不易控制。而真空化成技術(shù)的化成時(shí)間短——通常小于半天，化成電量少，極群內(nèi)部溫度均一性好，溫度易控。通過(guò)這一技術(shù)，可以達(dá)到降本增效，節(jié)能減排的目的，并且提高電池化成效率，改善化成極板的均一性，提高電池壽命。此外，鉛酸電池出現(xiàn)的新技術(shù)還包括了在正極板柵中使用沖網(wǎng)板柵；正極采用高密度鉛膏、提高活性物質(zhì)與板柵界面貼合性，在正極配方中優(yōu)化添加劑（加入錫銻鉍鉛丹/低氧化度鉛丹）；在電池隔板中優(yōu)化粗細(xì)纖維比例，從而提高回彈性等。純鉛電池技術(shù)進(jìn)一步成熟純鉛電池最早由美國(guó)艾諾斯電池集團(tuán)下屬的Gates公司于1973年研發(fā)成功。通過(guò)近50年的不斷研發(fā)、改進(jìn)，純鉛電池的制造技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。從電池的電化學(xué)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電池材料(包括外殼材料)、制造工藝及控制等方面來(lái)看，純鉛電池都體現(xiàn)了鉛酸電池的極高水平。所謂純鉛電池，是指電池的正負(fù)極板柵（板柵是電極的集電骨架，起傳導(dǎo)、匯集電流并使電流分布均勻的作用，是活性物質(zhì)的載體）和活性物質(zhì)均采用高純度鉛（99.999%），電池通過(guò)連續(xù)鑄帶、連續(xù)沖網(wǎng)等特殊工藝制造而成。在此次論壇中，據(jù)理士國(guó)際技術(shù)有限公司技術(shù)總裁陳軍介紹，傳統(tǒng)鉛酸電池的正負(fù)極板柵以鉛為主要原料，但在鑄造時(shí)都要加入其它金屬，如鉛鈣合金、鉛鈣錫合金、低銻合金等，形成合金板柵。但合金金屬的加入，導(dǎo)致電池極板在使用過(guò)程中腐蝕加快，電池的自放電大，使用過(guò)程中失水較快，電池內(nèi)阻較大，這是傳統(tǒng)鉛酸電池固有的缺陷。雖然各蓄電池廠(chǎng)家對(duì)鉛酸電池進(jìn)行技術(shù)更新，設(shè)計(jì)改造，但傳統(tǒng)鉛酸電池依然存在高溫下環(huán)境下的使用壽命較短、浮充使用和循環(huán)使用難以同時(shí)兼顧、充電時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。例如，新疆金風(fēng)科技有限公司某內(nèi)部人員此前在一份報(bào)告中指出，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的備用電源多采用普通鉛酸蓄電池。在環(huán)境溫度在40—50度時(shí)，鉛酸蓄電池的浮充壽命只有不足1年的時(shí)間，而目前我國(guó)大部分的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都在“三北“地區(qū)，夏季高溫炎熱，機(jī)艙平均運(yùn)行在40度左右，極大降低了鉛酸蓄電池的浮充壽命。據(jù)陳軍介紹，相較于普通鉛酸電池，純鉛電池?fù)碛兴拇髢?yōu)勢(shì)，首先，純鉛電池的適用溫度范圍廣（-40℃至+80℃），特別適應(yīng)于極惡劣的環(huán)境；其次，由于純鉛電池的極板超薄（約1mm，傳統(tǒng)電池極板厚度約為3mm），在同一尺寸殼體內(nèi)，可以裝入更多的極板，大大增加了電池內(nèi)部的反應(yīng)面積，從而提高了電池的化學(xué)反應(yīng)效率，并且降低了電池內(nèi)阻，具有更高的能量密度。再次，純鉛電池具有快速充電接受能力，充電3小時(shí)電池容量達(dá)到90%以上（一般GEL膠體電池需要8-10小時(shí)）；最后，由于純鉛電池采用超薄多極板設(shè)計(jì)，在短時(shí)間放電能力上（如城市軌道交通行業(yè)30分鐘至2小時(shí)放電需求），比傳統(tǒng)鉛酸電池的放電能力提高40%左右。此外，純鉛電池純鉛板柵的腐蝕速率，僅為常規(guī)重力澆鑄鉛鈣合金板柵的約1/6，耐腐蝕性能更好。同時(shí)由于電池內(nèi)部雜質(zhì)少，失水率低，自放電小，每月自放電率小于2%，因此，電池有較長(zhǎng)的儲(chǔ)藏壽命，無(wú)需再充電時(shí)間可達(dá)兩年。不過(guò)，業(yè)內(nèi)人士向澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者指出，由于純鉛電池的正負(fù)極板非常“柔軟”，強(qiáng)度不夠，給極板制造帶來(lái)了很大的困難，另外極板的疊加和裝配也很難實(shí)施。因此早期的純鉛電池采用了卷繞式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，容量最大只有100AH。隨著智能制造技術(shù)的快速發(fā)展，純鉛電池的極板制造和裝配技術(shù)已得到有效解決,電池的單體容量已達(dá)到600AH。據(jù)了解，純鉛電池的優(yōu)良特性，使其逐步受到國(guó)內(nèi)通訊行業(yè)和城市軌道交通行業(yè)的關(guān)注，部分城市已開(kāi)始推廣使用。水平電池實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)突破相較于普通鉛酸電池乃至純鉛電池，水平電池采用了更新型的材料，在電池結(jié)構(gòu)上也實(shí)現(xiàn)了顛覆性的突破。易德維能源科技有限公司總經(jīng)理張正東向澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者介紹說(shuō)，1980年，美國(guó)軍方為水平電池研究立項(xiàng)，開(kāi)啟了鉛酸電池革命的序幕。上世紀(jì)90年代末，美國(guó)Electro Source公司在全球率先研發(fā)出了水平電池的商業(yè)技術(shù)。一方面，水平電池使用了新材料。以易德維公司的水平電池為例，其采用了復(fù)合純鉛板柵，板柵內(nèi)部核心是航天級(jí)高強(qiáng)度玻璃纖維，由多極耳澆鑄而成，抗拉強(qiáng)度可達(dá)100546 Kgf/cm2，纖維外層包覆純鉛層（鉛中僅摻入約10%的錫，以增強(qiáng)材料的強(qiáng)度）,在2000MPa冷擠壓成型。而后，這些復(fù)合鉛絲編織成為板柵結(jié)構(gòu)，涂抹活性物質(zhì)成為電池極板。這種編織結(jié)構(gòu)使得活性物質(zhì)接觸面積大，電流密度100%均勻。據(jù)易德維能源科技公司內(nèi)部估測(cè)，這種新型復(fù)合純鉛板柵的耐腐蝕性是普通重力澆鑄板柵的9倍。不僅如此，跟普通的電池通過(guò)極耳、匯流排和跨橋連接不同，水平電池基于雙極性極板技術(shù),采用特殊極板堆疊方式，實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部的立體串并聯(lián)，極大縮短了電流的導(dǎo)電路徑，從而大幅降低了電池內(nèi)阻。較普通電池，水平電池內(nèi)阻降低了70%左右。同時(shí)，電池的正負(fù)極活性物質(zhì)同時(shí)涂敷在一塊極板上，更利于大電流的快速充放電。此外，與傳統(tǒng)鉛酸電池和純鉛電池的垂直極板放置不同，水平電池采用極板水平放置，能有效地避免活性物質(zhì)脫落和電解液分層，促進(jìn)氧復(fù)合，有效提升電池的充電效率和循環(huán)壽命?；谶@些突破性的設(shè)計(jì)，水平電池具有諸多優(yōu)越性能。據(jù)張正東介紹，快充是其一大優(yōu)勢(shì)。相較于普通鉛酸電池，水平電池具有極速快充能力，3C電流（即放電電流是電池標(biāo)稱(chēng)容量的3倍）下只需75分鐘就能充滿(mǎn)，充電20分鐘電池容量能達(dá)80%以上。低溫環(huán)境下水平電池的表現(xiàn)性能也很好。在-50℃的環(huán)境中電池能夠一鍵起動(dòng)，-40℃時(shí)電池的放電容量還可達(dá)40%以上，超低溫放電能力是普通產(chǎn)品的2倍。這一方面是由于電池的電阻低，另一方面是由于水平電池采用貧液設(shè)計(jì)，即電解液呈固態(tài)狀吸附于隔板，不具有流動(dòng)性，相較而言，普通電池的液態(tài)電解液更容易凍住。特別地，水平電池還具有耐破壞、抗振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。由于水平電池的電解液呈固態(tài)狀，外殼即使破損也無(wú)液體泄露，而在內(nèi)部單體間，數(shù)百根鉛絲構(gòu)成了立體串聯(lián)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，任何破壞均不能將其連接完全損壞?；谶@樣的優(yōu)異性能，水平電池可適用于重卡，船舶，改裝車(chē)，游艇，觀(guān)光車(chē)，軍用車(chē)輛，特種車(chē)輛，工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域，“未來(lái)在儲(chǔ)能領(lǐng)域，憑借其穩(wěn)定、安全性，水平電池也能發(fā)揮重要作用。”張正東說(shuō)。目前，易維德公司的水平電池產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外都有成功使用的案例。據(jù)張正東介紹，2020年9月，公司的水平電池已使用在挪威位于北極圈內(nèi)的一座燈塔上。這座燈塔長(zhǎng)期處于零下20度的高寒環(huán)境中，傳統(tǒng)鉛酸電池每周都需要直升機(jī)更換，而鋰電池也不能滿(mǎn)足其要求，易維德公司的水平電池在燈塔上安裝后已經(jīng)連續(xù)使用一年半，電池狀態(tài)良好。而在浙江省安吉縣的山區(qū)，水平電池也一顯身手。安吉地區(qū)坡多路陡，當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)車(chē)原本使用的是水電池，需要經(jīng)常加水維護(hù)，成本高且麻煩，還存在酸液溢出、腐蝕車(chē)架的問(wèn)題，電池通常在使用至8個(gè)月后，環(huán)衛(wèi)車(chē)就會(huì)出現(xiàn)爬坡無(wú)力，甚至遛坡的現(xiàn)象，充電時(shí)間也長(zhǎng)。2020年10月，當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)車(chē)換上了水平電池，電池動(dòng)力強(qiáng)勁，車(chē)輛爬坡壓力緩解，電池能快速充電，從而節(jié)省了成本，提高了工作效率。不過(guò)，張正東向澎湃新聞?dòng)浾撸╳ww.thepaper.cn）坦言，“水平電池仍然屬于全新的產(chǎn)品，仍然處于研發(fā)改進(jìn)的過(guò)程，產(chǎn)品還需要得到進(jìn)一步的檢驗(yàn)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的量產(chǎn)。”目前，易維德公司的水平電池每天產(chǎn)量約為300只，產(chǎn)品類(lèi)別包括了超級(jí)重卡電池，超級(jí)起動(dòng)電池，船舶專(zhuān)用電池，高性能軍用車(chē)輛專(zhuān)用電池等。而據(jù)了解，在國(guó)內(nèi)，除了易德維能源科技有限公司外，傳統(tǒng)鉛酸電池的生產(chǎn)廠(chǎng)商如天能集團(tuán)，超威集團(tuán)也在進(jìn)行水平電池的研發(fā)，但產(chǎn)品均未進(jìn)入量產(chǎn)階段。

2022/07/12 作者: 沈陽(yáng)蓄電池研究所新聞中心詳情

2024年1-6月我國(guó)鋰離子電池出口額272.44億元

2024/07/26 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

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2024/07/26 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

鋰離子電池的熱失控與預(yù)防

隨著可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，鋰離子電池憑借其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、自放電小等特性，被認(rèn)為是最重要的儲(chǔ)能技術(shù)之一。然而，由鋰離子電池?zé)崾Э匾鸬幕馂?zāi)或爆炸事故頻發(fā)，提高其安全性能刻不容緩。鋰離子電池?zé)崾Э匕l(fā)生源于電池外部受到濫用，導(dǎo)致電池內(nèi)部生長(zhǎng)鋰枝晶造成短路、電極分解析出氣體、易燃電解液分解，從而發(fā)生燃爆。本文以鋰離子電池內(nèi)部組件為出發(fā)點(diǎn)，基于鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理研究，從鋰離子電池正負(fù)極及電解液等方面詳細(xì)分析了熱失控誘因；對(duì)熱失控過(guò)程中電池內(nèi)部的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了全面闡述；針對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э靥岢隽艘种其囍L(zhǎng)、設(shè)計(jì)電解液、減少正極氧釋放、優(yōu)化隔膜等內(nèi)部改進(jìn)策略，綜合鋰離子電池外部熱管理以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池的內(nèi)外雙重保護(hù)。??隨著環(huán)境與能源問(wèn)題的日益突出，新能源尤其是清潔能源的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為未來(lái)社會(huì)的主要需求與學(xué)術(shù)研究的重點(diǎn)。在相關(guān)能源領(lǐng)域研究中，二次電池由于開(kāi)發(fā)較早，研究較為成熟，成為商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力儲(chǔ)能電池。鋰離子電池以金屬鋰的氧化還原電對(duì)作為儲(chǔ)能-做功電對(duì)，具有比能量大、峰值功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于各類(lèi)小型電子設(shè)備及汽車(chē)動(dòng)力電池等領(lǐng)域。??自1991年索尼公司首次發(fā)布商用鋰離子電池以來(lái)，鋰離子電池市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚膬?chǔ)能設(shè)備，但鋰離子電池存在的安全隱患不可忽視。據(jù)國(guó)家消防救援局統(tǒng)計(jì)，2022年接報(bào)的電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)高達(dá)1.8萬(wàn)起，2023年電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)數(shù)量更是持續(xù)攀升，達(dá)到2.1萬(wàn)起。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用的電池組為數(shù)以百個(gè)單體電池并聯(lián)或是串聯(lián)形成，更是成倍增加了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。鋰離子電池安全隱患不僅影響電池自身的使用效果及壽命，更嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，解決鋰離子電池安全問(wèn)題刻不容緩。??為降低安全事故發(fā)生，人們進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)由電池整體溫度升高而導(dǎo)致的熱失控是鋰離子電池安全問(wèn)題爆發(fā)的主要原因。熱失控過(guò)程中，由于電池獨(dú)特的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，致使其在高溫環(huán)境下容易發(fā)生電池鼓包，甚至氣體泄漏、著火現(xiàn)象。因此，基于鋰離子電池的內(nèi)部組成，從電化學(xué)原理角度探究熱失控機(jī)理、誘因、過(guò)程，針對(duì)問(wèn)題所在進(jìn)行改性和設(shè)計(jì)是提升鋰離子電池安全性能的不二選擇。1 鋰離子電池??20世紀(jì)初，美國(guó)化學(xué)家Gilbert N. Lewis闡述了鋰金屬電化學(xué)電位，被視為最早的鋰電池研究。但是由于金屬鋰十分活潑，接觸空氣和水極其不穩(wěn)定，在隨后幾十年里金屬鋰的研究停滯不前。直至20世紀(jì)70年代，鋰電化學(xué)開(kāi)始迎來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)，逐漸走上商業(yè)化的道路。2019年，瑞典皇家科學(xué)院將諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了John B Goodenough、M. stanley Whittlingham、Akira Yoshino 3位對(duì)鋰離子電池發(fā)明和發(fā)展具有杰出貢獻(xiàn)的化學(xué)家，再一次將鋰離子電池推向了輿論中心。??鋰是原子序數(shù)最小、自然界中最輕、電極電勢(shì)最低的金屬（圖1）。作為鋰電池的負(fù)極，鋰金屬元素并不是隨意選取的。在電池中，電子從負(fù)極流向正極，理想的電極材料應(yīng)該是易釋放電子的。而鋰金屬不僅作為最容易釋放電子的元素之一，而且其低原子量、低還原電位，以及氧化還原過(guò)程中大量庫(kù)倫變化，使鋰金屬作為電池工作電極具有其他元素或化合物幾乎不可能匹敵的優(yōu)勢(shì)。然而，鋰金屬的反應(yīng)活性也成了其安全性最大的劣勢(shì)。圖1 鋰金屬及鋰離子示意??（圖片來(lái)源：https：//www.nobelprize.org/uploads/2019/10/ad?vanced-chemistryprize2019.pdf）??1.1 鋰離子電池構(gòu)成與工作原理??與其他二次電池相同，鋰離子電池通過(guò)具有化學(xué)勢(shì)差的正負(fù)極間的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存與釋放。但與眾不同的是，鋰離子電池通過(guò)Li+在2種電極材料之間的可逆插層實(shí)現(xiàn)充放電，鋰離子電池因此也被形象地稱(chēng)作“搖椅電池”。圖2為鋰離子電池工作原理示意圖，在充電過(guò)程中，正極材料為電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)提供足夠的Li+，產(chǎn)生的Li+在電解質(zhì)的運(yùn)輸下，穿過(guò)隔膜Li+專(zhuān)屬通道，到達(dá)負(fù)極材料。在放電過(guò)程中，電子與Li+同時(shí)從負(fù)極出發(fā)，電子通過(guò)外電路到達(dá)正極，Li+由電解質(zhì)運(yùn)輸至正極，與電子結(jié)合。圖2 鋰離子電池工作原理??鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)由正負(fù)極、隔膜與電解質(zhì)等電池組件共同構(gòu)成。??1）負(fù)極。鋰離子電池現(xiàn)代主流的負(fù)極材料由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Akira Yoshino發(fā)現(xiàn)的石油焦炭發(fā)展而來(lái)（圖3（a）），主要為碳基負(fù)極、鈦酸鋰（Li4Ti5O12）和硅碳負(fù)極。以碳基材料為負(fù)極的電池在首次充放電循環(huán)中，會(huì)在負(fù)極表面形成一層鈍化層，即固體電解質(zhì)界面（SEI）膜。SEI膜可防止負(fù)極材料與電解質(zhì)直接接觸而發(fā)生反應(yīng)，在預(yù)防電池?zé)崾Э刂邪缪葜匾巧??2）正極。鋰離子電池的正極材料多為鋰金屬化合物（圖3（b）），包括層狀氧化物（如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNi1-x-yCoxMnyO2）、尖晶石型氧化物（如LiMn2O4）、聚陰離子型化合物（如LiFePO4（LFP））等。正極材料在鋰離子電池中不為其提供能量，只為鋰離子嵌入提供足夠的空間，然而其質(zhì)量和成本卻達(dá)到電池的50%以上。因此，成本較低的錳、鎳氧化物逐漸開(kāi)發(fā)，其中三元正極材料（NMC，LiNi1-x-yCoxMnyO2）尤為突出，此類(lèi)電池具有能量密度高、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，但其熱穩(wěn)定性較差，在高溫情況下極易起火爆炸。圖3 常見(jiàn)鋰離子電池正負(fù)極材料??3）隔膜與電解質(zhì)。鋰離子電池是一個(gè)由多電池組件組成的系統(tǒng)，除正負(fù)極材料外，還包括防止電池短路的隔膜和運(yùn)輸鋰離子的電解質(zhì)。隔膜位于正負(fù)極之間，從物理上分隔正負(fù)極，常用隔膜為聚烯烴微孔膜（如聚乙烯膜（PE）、聚丙烯膜（PP））。而電解質(zhì)是電池內(nèi)部的“血液”，隔膜和電極孔隙都充滿(mǎn)液態(tài)電解質(zhì)，其通常由有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑組成，在充放電過(guò)程中，電解質(zhì)負(fù)責(zé)在正負(fù)極之間傳遞鋰離子。與正負(fù)極相同，隔膜和電解質(zhì)對(duì)電池?zé)崾Э赝瑯又陵P(guān)重要。??以L(fǎng)iFePO4為例，鋰離子電池充放電過(guò)程的電化學(xué)反應(yīng)如下。??電池正極：LiFePO4?Li1-xFePO4+xLi++xe-??電池負(fù)極：6C+xLi++xe-?LixC6??電池總反應(yīng)：LiFePO4+6C?Li1-xFePO4+LixC6??1.2 鋰離子電池組??通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)式可以知道，雖然鋰離子本身非常輕巧，但碳基負(fù)極需要6個(gè)碳原子才能容納1個(gè)鋰離子（LiC6），鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚至不到10%。鋰金屬低含量使得鋰離子電池的能量密度自然也不高，單個(gè)鋰離子電池的能量密度往往不能滿(mǎn)足應(yīng)用要求。因此，為了獲得高容量，通常需要將一定數(shù)量的單體鋰離子電池以串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)的形式連接成實(shí)用的電池組，如圖4所示。但是，在鋰離子電池成組后的使用過(guò)程中，由于單體電池的不一致性，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)單體電池性能衰減速率不一致，從而引起整個(gè)電池系統(tǒng)的壽命及安全問(wèn)題。??以電動(dòng)汽車(chē)為例，電動(dòng)汽車(chē)使用的電池，要求電池組內(nèi)的各個(gè)電池必須達(dá)到相當(dāng)高的一致性。如果在電池組中存在一個(gè)或者少數(shù)幾個(gè)電池的一致性低于其他電池，那么在電池組內(nèi)電池較多的情況下進(jìn)行充電時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)該電池充滿(mǎn)而其他電池還未充滿(mǎn)的現(xiàn)象，如果繼續(xù)給電池組充電，則該電池會(huì)發(fā)生過(guò)充現(xiàn)象，極易引起安全問(wèn)題；而在放電情況下，容量低的電池電量已經(jīng)放完，導(dǎo)致電池組停止工作，而有的電池依然還有電量，導(dǎo)致能量浪費(fèi)現(xiàn)象。此外，由于電池組特殊的工作環(huán)境，會(huì)使其電池系統(tǒng)遭受各種碰撞、極端溫度、浸水、過(guò)充、過(guò)放等，對(duì)電池系統(tǒng)更是一個(gè)大挑戰(zhàn)。因此，為了建立一個(gè)更安全、更可靠的鋰離子電池系統(tǒng)，深入全面了解鋰離子電池安全問(wèn)題非常重要。2 鋰離子電池?zé)崾Э??鋰離子電池在充放電過(guò)程中各電池組件相互作用產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致電池溫度升高，若熱量不能被消耗，反而在電池內(nèi)部持續(xù)積累，放熱反應(yīng)加劇，溫度持續(xù)上升，當(dāng)溫度達(dá)到電池承受閾值溫度，便會(huì)進(jìn)入熱失控狀態(tài)。熱失控是一種自我加速的熱釋放過(guò)程，熱失控時(shí)，電池內(nèi)部電解液和其他電池材料分解，釋放氣體（包括氧氣和其他易燃?xì)怏w），在高溫和壓力下最終導(dǎo)致電著火，甚至爆炸。??2.1 鋰離子電池組件熱失控分析??源于鋰離子電池獨(dú)特的構(gòu)成，電池內(nèi)部各組件的電化學(xué)反應(yīng)是導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐谋举|(zhì)原因。電池充放電過(guò)程中負(fù)極側(cè)發(fā)生析鋰，形成鋰枝晶，刺穿隔膜導(dǎo)致短路，為電池提供熱失控溫度。正極側(cè)氧化物材料高溫下析出氧氣，為電池提供燃燒條件。最后電解質(zhì)中的易燃組分為電池提供充足的燃料。根據(jù)燃燒三要素可知，高溫、富氧、燃料充足的條件下，燃燒爆炸一觸即發(fā)。??1）負(fù)極—高溫。鋰十分活潑，在首次充放電過(guò)程中與電解質(zhì)反應(yīng)生成一層致密的SEI膜。SEI膜覆蓋在負(fù)極材料表面，是一種良好的離子導(dǎo)體。鋰離子能夠順利穿過(guò)SEI膜在電極表面沉積，但是由于SEI膜的不穩(wěn)定性和鋰的高反應(yīng)活性，會(huì)導(dǎo)致Li+不均勻沉積。一般來(lái)說(shuō)，Li+會(huì)先沉積到電流密度較高的區(qū)域，這不可避免地形成了突起的帶電“尖端”。而尖端周?chē)鷮⑿纬筛鼜?qiáng)的電場(chǎng)，誘導(dǎo)更多的鋰?yán)^續(xù)加速沉積，最后產(chǎn)生鋰枝晶。大量尖銳的鋰枝晶不斷形成，最終刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部短路，發(fā)出大量熱量（圖5（a））。??2）正極—氧氣。鋰離子電池正極氧氣的釋放是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。O2主要來(lái)源于正極材料在充放電過(guò)程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)相變。相變過(guò)程中晶格氧從正極材料中脫出，以電子振動(dòng)耦合的形式將能量轉(zhuǎn)移至溶劑分子進(jìn)而轉(zhuǎn)化為O2（圖5（b））。例如，三元鋰離子電池（NCM）在使用過(guò)程中便存在不可逆相轉(zhuǎn)變過(guò)程，即由層狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榧饩嘧罱K轉(zhuǎn)變?yōu)閹r鹽相并析出O2，與NCM具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的層狀氧化物同樣存在不可逆相變問(wèn)題。圖5 鋰枝晶的形成（a）和鋰離子電池正極材料析氧（b）??（圖片來(lái)源：https：//www.nobelprize.org/uploads/2019/10/advanced-chemistryprize2019.pdf）??3）電解質(zhì)—可燃物。電解質(zhì)是電池中離子的載體，在鋰離子電池正負(fù)極間傳導(dǎo)離子，形成電路。目前商業(yè)化鋰離子電池采用液態(tài)電解質(zhì)是鋰離子電池中最易燃的成分。不同于鉛酸電池的水電解液，鋰離子電池最常用的電解質(zhì)是由有機(jī)溶劑和低沸點(diǎn)的鋰鹽、添加劑組成的，是鋰離子電池中最容易燃燒起火的物質(zhì)，在燃燒釋放的能量中，電解液占電池最大實(shí)驗(yàn)燃燒熱的50%以上。一些常用的有機(jī)溶劑的部分性質(zhì)如表1所示。表1 電解液常用溶劑物理性質(zhì)??2.2 鋰離子電池?zé)崾Э卣T因??盡管鋰離子電池內(nèi)部各組件存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)，但一般而言，電池組件以穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)存在于電池中，故障發(fā)生率僅為1/40000。通常，電池組件發(fā)生異常電化學(xué)反應(yīng)的誘因有以下2方面：一是電池自身組件缺陷，如電極極片存在毛刺、電池材料有雜質(zhì)、正負(fù)極位置偏移、電解液泄漏等；二是電池受到外部濫用，包括機(jī)械濫用、電濫用、熱濫用。以上兩者均會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，誘導(dǎo)異常電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，放出大量熱量。若這些熱量沒(méi)有被抵消，會(huì)導(dǎo)致電池異常升溫，進(jìn)而催化電池內(nèi)部反應(yīng)速率呈指數(shù)式增長(zhǎng)。目前，隨著電池制造工藝的進(jìn)步及電池的分選，電池自身組成缺陷的發(fā)生概率逐漸減小。相反，隨著鋰離子電池越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，電池受到濫用的現(xiàn)象逐漸增加。??引發(fā)電池?zé)崾Э氐闹饕獮E用如下。（1）機(jī)械濫用。主要由外力引起，例如，電池受到碰撞、擠壓、針刺，致使隔膜破裂、電解液泄漏等，從而引起電池內(nèi)部短路。（2）電濫用。包括電池短路、電池過(guò)充放等。在電池的充電過(guò)程中，若電池長(zhǎng)時(shí)間連接電源，會(huì)導(dǎo)致電池能量過(guò)剩、產(chǎn)熱產(chǎn)氣加劇、電池內(nèi)部壓力增大、電池變形，電池安全受到威脅。與正常充電相比，由于額外的副作用和內(nèi)阻的增加，過(guò)充電期間的加熱比過(guò)放電更具破壞性。（3）熱濫用。相比于機(jī)械濫用和電濫用，熱濫用往往由電池過(guò)熱引起。究其本質(zhì)，機(jī)械濫用、電濫用最終都將導(dǎo)致熱濫用的發(fā)生。雖然熱濫用很少獨(dú)立存在，但卻是引發(fā)熱失控的直接原因。熱失控誘因如圖6所示。圖6 熱失控誘因??2.3 鋰離子電池?zé)崾Э鼗瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程??Barkholtz等采用熱重分析（TGA）、差示掃描量熱法（DSC）和溫度分辨X射線(xiàn)衍射（TR-XRD）相結(jié)合的方法，從多尺度研究了分別以L(fǎng)iCoO2（LCO）、LiFePO4（LFP）和LiNixCoyAl1-x-yO2（NCA）3種材料作為電極的鋰離子電池的熱穩(wěn)定性（圖7（a））。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱失控時(shí)，電池內(nèi)在不同溫度下發(fā)生一系列連鎖反應(yīng)。具體來(lái)說(shuō)，主要涉及3個(gè)階段反應(yīng)。（1）熱啟動(dòng)。電池開(kāi)始過(guò)熱是熱失控的初始階段，在正常的充放電過(guò)程中或者非正常情況下均能發(fā)生。（2）熱反應(yīng)。隨著溫度的升高，鋰離子電池發(fā)生電解質(zhì)界面（SEI）分解、負(fù)極Li+與電解質(zhì)反應(yīng)、隔膜熔化、正極材料分解以及電解質(zhì)分解等電化學(xué)反應(yīng)（圖7（b））。（3）熱失控。易燃電解質(zhì)被熱反應(yīng)過(guò)程釋放的氣體和累積的熱量引發(fā)燃燒。其中，熱反應(yīng)階段是電池內(nèi)部發(fā)生非正常電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，這些過(guò)程導(dǎo)致電池溫度升高，產(chǎn)熱速率增加，進(jìn)而又觸發(fā)更多的放熱反應(yīng)，這種鏈?zhǔn)綑C(jī)制一直持續(xù)到熱生成速率達(dá)到頂峰。圖7 鋰離子電池DSC分析（a）和熱失控反應(yīng)過(guò)程（b）??1）SEI膜分解。SEI膜主要來(lái)源于電解液分解，其組分包括LiF、LiCl、Li2O和大量的Li2CO3。理論上，穩(wěn)定的SEI膜是Li+的良好導(dǎo)體，允許Li+通過(guò)并進(jìn)入負(fù)極材料。同時(shí)SEI膜對(duì)電子絕緣，能防止電解質(zhì)從負(fù)極材料獲得電子。然而，由于SEI膜組成成分化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，當(dāng)溫度在90~120℃時(shí)開(kāi)始發(fā)生分解反應(yīng)，如果沒(méi)有外部降溫手段，該過(guò)程滾動(dòng)向前，直至SEI膜全部分解。SEI膜的分解溫度最低，被認(rèn)為是最先開(kāi)始的放熱反應(yīng)。??2）負(fù)極與電解質(zhì)反應(yīng)。隨著電池內(nèi)部SEI膜不斷分解，SEI膜急劇減少，當(dāng)溫度超過(guò)120℃，嵌入在碳負(fù)極中的鋰開(kāi)始與電解質(zhì)溶液發(fā)生放熱反應(yīng)。250~300℃時(shí)，SEI膜完全分解，電池負(fù)極與電解質(zhì)完全接觸，反應(yīng)繼續(xù)積攢熱量。此時(shí)，電池內(nèi)部各組成成分化學(xué)性質(zhì)逐漸活潑。??3）隔膜溶解。隔膜位于正負(fù)極之間，能防止發(fā)生電池內(nèi)部短路，是鋰離子電池的關(guān)鍵材料，對(duì)電池安全運(yùn)行至關(guān)重要。隨著電池負(fù)極活性物質(zhì)與電解液放熱反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，電池溫度持續(xù)升高，電池隔膜首先發(fā)生閉孔，直至溫度達(dá)到隔膜熔點(diǎn)（PE：135℃，PP：165℃），隔膜發(fā)生熱收縮或者熔融現(xiàn)象，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，引發(fā)電池大量放熱。??4）正極熱分解反應(yīng)。當(dāng)電池內(nèi)部溫度升高超過(guò)200℃，鋰離子電池正極材料在高溫下開(kāi)始分解。伴隨熱解反應(yīng)的發(fā)生，氧氣被釋放出來(lái)，電池出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。釋放出的氧氣隨即與電解液發(fā)生反應(yīng)，析出大量一氧化碳、二氧化碳。??5）電解質(zhì)分解反應(yīng)。鋰離子電池電解液具有類(lèi)似汽油的易燃特性。當(dāng)電解液遇到電池?zé)岱磻?yīng)階段積累的熱量和析出的氣體，電解液發(fā)生燃燒，破壞力極強(qiáng)。單個(gè)電池的火災(zāi)繼續(xù)傳播到鄰近的電池，甚至點(diǎn)燃整個(gè)電池組。3 鋰離子電池內(nèi)外雙重?zé)崾Э仡A(yù)防??在鋰離子電池中，電池的每個(gè)組件及組成電池組的每個(gè)單體電池的安全性都直接影響了其正常使用。因此，為了提高電池對(duì)熱失控的抵抗能力，降低電池使用過(guò)程中的危險(xiǎn)性，從電池內(nèi)部組件、外部電池組熱管理雙重角度，對(duì)電池安全使用提出了改進(jìn)策略。??3.1 抑制鋰枝晶生長(zhǎng)??在過(guò)去的幾十年里，石墨和硅材料被用作負(fù)極材料來(lái)負(fù)載Li+，其具有比金屬鋰負(fù)極更優(yōu)異的安全性和耐熱性。然而，它們依舊不能避免鋰枝晶的生長(zhǎng)問(wèn)題。鋰枝晶在循環(huán)中會(huì)分解并產(chǎn)生“死鋰”，導(dǎo)致電池容量不可逆損失、循環(huán)庫(kù)倫效率降低，以及電解液不斷被消耗和降解。最致命的問(wèn)題是，尖銳的枝晶極易刺穿多孔隔膜，導(dǎo)致內(nèi)短路和熱失控。鋰電之父Goodenough課題組進(jìn)一步證明溫度對(duì)鋰枝晶的成核和生長(zhǎng)具有重要影響（圖8）。在市場(chǎng)需求的高電流密度和高倍率下，鋰離子電池體系總是伴隨著大量的熱量產(chǎn)生和擴(kuò)散。電池材料和結(jié)構(gòu)的限制使得產(chǎn)生的熱量難以及時(shí)消散而積聚，從而導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高。鋰的沉積速率在局部高溫處急劇上升，在熱點(diǎn)位置沉積更多的鋰，導(dǎo)致了不可逆的鋰枝晶形成。熱失控時(shí)，電池的異常升溫加速鋰枝晶生成，引發(fā)電池災(zāi)難性安全問(wèn)題。在負(fù)極側(cè)，為抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，研究者嘗試通過(guò)構(gòu)建人工SEI膜、設(shè)計(jì)3D結(jié)構(gòu)鋰負(fù)極、構(gòu)建親鋰位點(diǎn)等方法以增加鋰沉積的均勻性，減少鋰枝晶的生長(zhǎng)，從而預(yù)防電池短路，減少熱失控發(fā)生。圖8 鋰枝晶溫度效應(yīng)??1）人工SEI膜。SEI膜作為覆蓋在負(fù)極材料上的保護(hù)層，是一個(gè)良好的離子導(dǎo)體，它可以在一定程度上影響Li+的沉積。但是，SEI膜在熱穩(wěn)定性較差和高溫條件下會(huì)分解，導(dǎo)致Li+不均勻沉積形成鋰枝晶。因此，制備具有優(yōu)異穩(wěn)定性和機(jī)械性的人工SEI膜是減少鋰枝晶生長(zhǎng)的有效方法。此外，在負(fù)極與電解質(zhì)之間構(gòu)建人工SEI膜，還可以有效阻隔負(fù)極與電解質(zhì)的反應(yīng)，減少熱量釋放。康奈爾大學(xué)Lynden Archer團(tuán)隊(duì)基于聚合物在與高能底物接觸的溶液中會(huì)自發(fā)吸附形成構(gòu)型復(fù)雜的堅(jiān)固相的原理，將低分子量PEG（聚乙二醇）自發(fā)吸附在鋰負(fù)極上，制備出了穩(wěn)定的聚合物吸附界面（圖9（a））。該界面的生成加速了界面離子傳輸、抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)，減少了短路發(fā)生概率。中山大學(xué)的吳丁財(cái)團(tuán)隊(duì)通過(guò)表面引發(fā)的原子轉(zhuǎn)移自由基，采用纖維素納米纖維，通過(guò)簡(jiǎn)單的滴注法制備了一種超結(jié)構(gòu)單離子導(dǎo)電聚合物刷SEI膜。該人工SEI膜可以同時(shí)獲得高機(jī)械強(qiáng)度、高離子電導(dǎo)率和低界面阻抗，并通過(guò)負(fù)電荷-SO3-官能團(tuán)之間的強(qiáng)靜電斥力，對(duì)枝晶的持續(xù)生長(zhǎng)也顯示很強(qiáng)的抑制作用（圖9（b））。??2）3D鋰負(fù)極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。三維材料具有多孔交聯(lián)結(jié)構(gòu)、比表面積高和機(jī)械性能好等物理特性。將三維材料用作金屬鋰負(fù)極，可以在鋰沉積/溶解過(guò)程中有效降低局部電流密度和均勻電場(chǎng)分布，緩解鋰沉積/溶解過(guò)程中的體積變化，促進(jìn)鋰的均勻成核和致密沉積，減少鋰枝晶的生成。斯坦福大學(xué)崔屹教授課題組使用原子層沉積（ALD）技術(shù)制備了一種涂層空心碳球（HCS）的新型3D電極（圖9（c））。通過(guò)原子層沉積在空心碳基體上的薄層涂層可以引導(dǎo)空心碳球內(nèi)部的鋰沉積，將鋰封裝在穩(wěn)定的宿主內(nèi)。同時(shí)通過(guò)密封空心碳球外殼上的針孔有效防止了電解質(zhì)滲入，阻止了鋰與有機(jī)電解液的寄生反應(yīng)，熱失控鏈?zhǔn)綑C(jī)制被打斷。圖9 PEG吸附聚合物SEI膜（a）、聚合物刷SEI膜（b）、原子層沉積空心碳球3D負(fù)極（c）及SAM@NG合成流程（d）??3）構(gòu)建親鋰位點(diǎn)調(diào)控鋰沉積。金屬鋰由于具有較強(qiáng)的吸附性，Li+總是優(yōu)先在親鋰位置成核。通過(guò)構(gòu)建親鋰位點(diǎn)，調(diào)節(jié)鋰的成核行為，有利于抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。在鋰基材料中摻雜單原子（SA）金屬形成活性位點(diǎn)是最常見(jiàn)的親鋰位點(diǎn)構(gòu)建方法。北京航天航空大學(xué)宮勇吉采用了Mn、Ni、Co、Zn、Cu、Zr6種非貴金屬原子錨定在氮摻雜的3D石墨烯上（SAM@NG），將其作為誘導(dǎo)鋰均勻沉積/剝離的宿主（圖9（d））。通過(guò)構(gòu)建具有豐富M-Nx位點(diǎn)的穩(wěn)定M-Nx-C結(jié)構(gòu)（其中M、N和C分別代表金屬、氮和碳原子），對(duì)金屬原子周?chē)木植炕瘜W(xué)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，從而引起鋰在親鋰位點(diǎn)上結(jié)合能的變化。結(jié)合第一性原理計(jì)算，得到SAM@NG的3D結(jié)構(gòu)具有豐富位點(diǎn)，大表面積，為鋰沉積提供了足夠的空間，并且該摻雜負(fù)極有效地降低了局部電流密度，實(shí)現(xiàn)了均勻的電荷分布。因此，鋰的沉積被限制在3D框架的空隙中，而不是在表面上。優(yōu)化的SAM@NG在不同的電流密度和面容量條件下具有出色的鋰沉積/剝離性能、低成核過(guò)電位，有效抑制了鋰枝晶的成核生長(zhǎng)。??3.2 阻燃電解質(zhì)設(shè)計(jì)??在復(fù)雜的鋰離子電池體系中，電解質(zhì)不僅擔(dān)任著傳輸Li+的任務(wù)，也扮演著電池?zé)崾Э厝剂系慕巧?。電解質(zhì)的性能直接影響到整個(gè)電池的電化學(xué)性能及安全性能。為了解決這一問(wèn)題，使用不易燃的替代品對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行取代成為研究者公認(rèn)的有效手段。??1）液體電解質(zhì)添加劑。對(duì)于目前商業(yè)化的液體電解質(zhì)，調(diào)整其組成是優(yōu)化電解液的第1步。不可燃或阻燃溶劑、添加劑等被研究以提高液體電解質(zhì)不可燃性。這些化合物通過(guò)分解產(chǎn)生磷或氟自由基達(dá)到清除電池?zé)崾Э仄陂g可能產(chǎn)生的活性氫/氫氧化物自由基的功能。離子液體、低分子量氫氟醚不易燃，溫度范圍廣，是鋰離子電池常見(jiàn)的添加劑。中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所吳曉東將不燃的氫氟醚惰性稀釋劑與[BMP]TFSI離子液體溶劑相結(jié)合，同時(shí)采用超低濃度（0.1mol/L）的雙氟草酸硼酸鋰（LiDFOB）作為鋰鹽，成功制備出了一種可應(yīng)用于寬溫度范圍和高電壓鋰金屬電池體系的新型電解液（圖10（a））。實(shí)驗(yàn)證明，新配置的電解質(zhì)體系在保證電解質(zhì)正常工作的同時(shí)，顯著降低了電池的可燃性，甚至提高了電池的電化學(xué)性能。隨著[BMP]TFSI含量的增加，電解質(zhì)自熄時(shí)間縮短，熱穩(wěn)定性提高。其中，添加30%[BMP]TFSI的電解質(zhì)表現(xiàn)出最佳的阻燃性和電化學(xué)性能的平衡。該添加水平下的電解質(zhì)體系具有較高的熱穩(wěn)定性和明顯較高的氧化電位，有利于Li+的穩(wěn)定嵌入和分離，提高了SEI膜的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能和高安全性。圖10 [BMP]TFSI離子液體電解質(zhì)（a）、聚氨酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)（b）和固態(tài)聚合物電解質(zhì)LPIFD合成流程及阻燃測(cè)試（c）??2）固態(tài)電解質(zhì)。安全性高的固態(tài)電解質(zhì)是新一代電池安全電解質(zhì)的理想選擇，固態(tài)電解質(zhì)具有防泄漏、不易揮發(fā)以及優(yōu)異機(jī)械穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，取代有機(jī)液體電解質(zhì)，可以有效克服電池?zé)崾Э囟鸬碾娊赓|(zhì)燃燒。此外，合理的固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計(jì)，亦能有效抑制鋰枝晶生長(zhǎng)。PEG、聚環(huán)氧乙烷（PEO）和聚氨酯（PU）是固態(tài)電解質(zhì)最常用的材料，其可燃性低于常見(jiàn)的有機(jī)液體電解質(zhì)。正因如此，固態(tài)電解質(zhì)成為目前鋰離子電池的研究重點(diǎn)。華中科技大學(xué)黃云輝團(tuán)隊(duì)通過(guò)共價(jià)鍵將反應(yīng)性阻燃劑單元引入聚合物框架，從而創(chuàng)造出一種不易燃、可拉伸的聚氨酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)（圖10（b））。同時(shí)，通過(guò)接枝剛性苯環(huán)單元提高了聚合物骨架的機(jī)械強(qiáng)度，從而顯著抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)。因此，該固態(tài)電解質(zhì)在與火焰接觸6s后也不會(huì)燃燒，顯示了出色的安全性能。美國(guó)馬里蘭大學(xué)王春生、Srinivasa R. Raghavan和美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Anh T. Ngo等設(shè)計(jì)了一種基于聚合物共混物的局部高濃度固態(tài)聚合物電解質(zhì)LPIFD（圖10（c））。LPIFD是一種局部高濃度聚合物電解質(zhì)，由2種可混溶聚合物組成：Li-聚合物和F稀釋劑（惰性氟化聚合物）。F稀釋劑對(duì)Li+傳導(dǎo)具有惰性作用，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。此外，Li-聚合物具有高鹽含量，提供了高Li+傳導(dǎo)，有助于形成富LiF的SEI膜，有效地抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)。至關(guān)重要的是，Li-聚合物與F稀釋劑的高混溶性消除了相邊界，進(jìn)一步提高了抑制鋰枝晶的能力。枝晶的減少防止了電池內(nèi)部短路，提高了電池安全性。??3.3 減少氧氣釋放??鋰離子電池?zé)崾Э剡^(guò)程中的氧主要來(lái)自正極材料的熱分解，對(duì)正極材料進(jìn)行設(shè)計(jì)是減少氧氣釋放的直接手段。在傳統(tǒng)的正極材料中，不穩(wěn)定的層狀氧化物正極在加熱時(shí)極易釋放氧氣。例如，常用的LiCoO2正極在180℃以上容易分解，并伴有劇烈的放熱。元素?fù)诫s和表面涂層是鋰離子電池正極材料2種常用的改性手段。??1）元素取代是指在正極材料結(jié)構(gòu)中加入外部陽(yáng)離子或陰離子，例如，用Mg、Ti、Zr、Ga、F、Al等金屬陽(yáng)離子取代Ni、Mn等元素提高層狀氧化物正極的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高熱穩(wěn)定性，減少氧的釋放。北京工業(yè)大學(xué)尉海軍團(tuán)隊(duì)通過(guò)將高價(jià)鉭摻雜到富鋰層狀物正極中，調(diào)節(jié)過(guò)渡金屬的電子結(jié)構(gòu)，形成較強(qiáng)的Ta—O鍵，降低Ni—O鍵的共價(jià)性，從而穩(wěn)定了晶格氧，抑制了氣體（O2和CO2）的釋放，提高了鋰離子電池正極材料在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)/熱穩(wěn)定性。??2）表面涂層則是引入惰性保護(hù)層來(lái)穩(wěn)定電極-電解質(zhì)溶液界面，防止正極和電解質(zhì)的直接接觸發(fā)生副反應(yīng)。涂層材料可以是Al2O3、ZnO、MgO、TiO2等金屬氧化物，過(guò)渡金屬磷酸鹽AlPO4也被廣泛用于正極材料涂層，此外，聚二烯丙基二甲基氯化銨等有機(jī)薄膜，γ-丁內(nèi)酯添加劑和碳酸乙烯、1，3-亞亞丙烯、二甲乙酰胺等多組分添加劑形成的保護(hù)膜也可應(yīng)用于涂層。廈門(mén)大學(xué)楊勇團(tuán)隊(duì)針對(duì)工作在4.6V（vsLi/Li+）及以上的LiCoO2，利用Co（OH）2和LiH2PO4原位化學(xué)反應(yīng)，合理設(shè)計(jì)了一種新型的晶格匹配耐高壓橄欖石型LiCoPO4（LCPO）涂層，結(jié)構(gòu)示意如圖11所示。LCPO涂層由原位化學(xué)反應(yīng)衍生而來(lái)，外延生長(zhǎng)在LiCoO2晶體上，與LiCoO2具有強(qiáng)鍵合作用，確保了穩(wěn)定的正極-電解質(zhì)界面，減少了異常副反應(yīng)。此外，在界面處形成的強(qiáng)共價(jià)P—O四面體構(gòu)型有效地降低了LiCoO2的表面氧活性，抑制了氧的釋放和不可逆相變。圖11 LCPO涂層結(jié)構(gòu)示意??3.4 隔膜優(yōu)化防止短路??在電池系統(tǒng)中，除了電極與電解質(zhì)，隔膜也是電池內(nèi)部穩(wěn)定電路的不可分割的一部分。雖然隔膜不是電池的活性組分，通常不參與電池的化學(xué)反應(yīng)，但它們?cè)陔姵匕踩衅鹬P(guān)鍵作用。隔膜位于電極之間，從物理上分隔正負(fù)極，防止了電池短路的發(fā)生，而當(dāng)隔膜被電解液潤(rùn)濕后，Li+又能順利通過(guò)隔膜在電極之間流動(dòng)。理想的隔膜材料在電池過(guò)熱時(shí)，應(yīng)停止離子的傳輸，避免發(fā)生熱失控情況，保證電池安全；還應(yīng)具有高機(jī)械性能，以保持隔膜完整性，防止其受熱收縮或坍塌導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。為了提高電池隔膜的熱穩(wěn)定性，研究者開(kāi)發(fā)了高耐熱隔膜和無(wú)機(jī)陶瓷隔膜。??1）高耐熱隔膜是基于聚偏氟乙烯（PVDF）、聚酰亞胺（PI）、聚苯并咪唑（PBI）、聚丙烯腈（PAN）、聚苯基對(duì)苯二甲酰胺（PPTA）、聚氨酯等聚合物而設(shè)計(jì)的隔膜。高耐熱隔膜具有良好的耐化學(xué)性、高拉伸強(qiáng)度、良好的電解質(zhì)潤(rùn)濕性和阻燃性。上海交通大學(xué)萬(wàn)佳雨和華南理工大學(xué)陶勁松團(tuán)隊(duì)將十溴二苯乙烷（DBDPE）和納米纖維（CNF）引入PI中，制備出具有顯著的阻燃性和出色的電解質(zhì)潤(rùn)濕性的復(fù)合隔膜（圖12（a））。該復(fù)合隔膜在DBDPE的輔助下，具有高孔隙率，此外由于CNF的引入，隔膜具有較高的電導(dǎo)性機(jī)械性能，在室溫下，使用該隔膜的電池表現(xiàn)出與聚丙烯（PP）隔膜相當(dāng)?shù)男阅?。?dāng)進(jìn)行熱沖擊處理時(shí)，使用該隔膜的電池表現(xiàn)出明顯優(yōu)于PP的電池?zé)岱€(wěn)定性。??2）無(wú)機(jī)陶瓷隔膜安全性來(lái)源于無(wú)機(jī)顆粒的高耐熱性。在隔膜中引入陶瓷涂層后，隔膜熔點(diǎn)和機(jī)械強(qiáng)度得到提升。廈門(mén)大學(xué)趙金保團(tuán)隊(duì)在高耐熱性陶瓷隔膜的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修飾APP阻燃顆粒，制備了雙功能陶瓷隔膜（APP-CCS@PFR）（圖12（b））。其高耐熱性基膜可以有效防止電池在高溫下發(fā)生內(nèi)短路，而阻燃功能涂層會(huì)在高溫下分解生成致密的保護(hù)層，將正極釋放的活性氧與電池內(nèi)可燃物隔離，同時(shí)將電池內(nèi)的易燃物碳化，形成不易燃的焦炭層，從而將劇烈的燃燒放熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化為溫和的逐步放熱反應(yīng)。圖12 PI/DBDPE/CNF復(fù)合隔膜結(jié)構(gòu)示意（a）和APP-CCS@PFR陶瓷隔膜結(jié)構(gòu)示意（b）??3.5 鋰離子電池外部熱管理

2024/07/26 作者: 李存璞，唐曉霞，魏子棟詳情

鋰電企業(yè)海外建廠(chǎng)勁頭足

作為我國(guó)出口“新三樣”之一的鋰電池正走俏海外，出口表現(xiàn)十分亮眼。事實(shí)上，不僅產(chǎn)品出口量持續(xù)攀升，鋰電企業(yè)出海建廠(chǎng)也在持續(xù)升溫。近期，國(guó)軒高科、恩捷股份等多家我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)正加快出海建廠(chǎng)的步伐，進(jìn)一步拓展歐美、東南亞等海外市場(chǎng)。??在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，在當(dāng)前海外政策多變局面下，我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)海外建廠(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，要想扎根海外，應(yīng)進(jìn)一步提升風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判能力，實(shí)現(xiàn)多元化技術(shù)布局。??■產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同出海??截至目前，包括寧德時(shí)代、孚能科技、億緯鋰能、遠(yuǎn)景動(dòng)力、國(guó)軒高科、蜂巢能源在內(nèi)的多家電池頭部企業(yè)均已在海外投產(chǎn)、在建、布局電池基地。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，截至2023年末，國(guó)內(nèi)已有10余家頭部鋰電產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)展開(kāi)了海外制造基地的布局，規(guī)劃產(chǎn)能超500GWh。??據(jù)摩洛哥政府官網(wǎng)信息，6月初摩洛哥與國(guó)軒高科簽署一項(xiàng)戰(zhàn)略投資協(xié)議，國(guó)軒高科將在蓋尼特拉建設(shè)該國(guó)首個(gè)動(dòng)力電池超級(jí)工廠(chǎng)，預(yù)計(jì)投資128億摩洛哥迪拉姆，約合93億元。??2月28日，蜂巢能源位于泰國(guó)的工廠(chǎng)正式投產(chǎn)，產(chǎn)品開(kāi)始批量交付，泰國(guó)工廠(chǎng)將主要提供配備L600短刀電芯的LCTP電池包，預(yù)計(jì)今年將為當(dāng)?shù)乜蛻?hù)提供超過(guò)2萬(wàn)套PACK電池包。??另外，孚能科技土耳其電池工廠(chǎng)的年產(chǎn)6GWh模組和電池包產(chǎn)線(xiàn)已于2023年3月投產(chǎn)，形成對(duì)歐洲、中東、非洲、南亞業(yè)務(wù)拓展的支持和輻射能力。??值得注意的是，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同出海已成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。材料企業(yè)方面，6月18日，隔膜龍頭恩捷股份發(fā)布公告稱(chēng)，擬在匈牙利德布勒森市投資建設(shè)第二期濕法鋰電池隔膜生產(chǎn)線(xiàn)及配套工廠(chǎng)，主要開(kāi)展鋰電池濕法基膜、功能性涂布隔膜的制造、銷(xiāo)售等；湖南裕能也在近日表示，公司正在加緊推進(jìn)西班牙年產(chǎn)5萬(wàn)噸鋰電池正極材料項(xiàng)目的前期相關(guān)審批工作。??從技術(shù)實(shí)力上看，中國(guó)鋰電行業(yè)已經(jīng)形成技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)鏈完整、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)勁的產(chǎn)業(yè)體系。目前，中國(guó)量產(chǎn)動(dòng)力型鋰電池單體能量密度可達(dá)300瓦時(shí)每公斤，儲(chǔ)能型鋰電池循環(huán)壽命最高超過(guò)12000次，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。??“總體看來(lái)，目前我國(guó)鋰電企業(yè)海外建廠(chǎng)進(jìn)展順利，上中下游的廠(chǎng)家都在積極出海，搶抓海外發(fā)展機(jī)遇。”國(guó)際智能運(yùn)載科技協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張翔告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者，出海建廠(chǎng)是企業(yè)進(jìn)一步做大做強(qiáng)的有效手段，企業(yè)想擴(kuò)大規(guī)模，就必須到海外拓展國(guó)際市場(chǎng)?！澳壳皣?guó)內(nèi)鋰電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)很激烈，產(chǎn)品價(jià)格也低，部分企業(yè)發(fā)展空間受限，而電池技術(shù)更新迭代較快，進(jìn)一步拓展海外市場(chǎng)可以提高技術(shù)回報(bào)，實(shí)現(xiàn)利益最大化。”??■機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存??我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)具有政策先發(fā)、產(chǎn)品先發(fā)、技術(shù)先發(fā)先用、市場(chǎng)先發(fā)先用、產(chǎn)業(yè)鏈先建先用的巨大優(yōu)勢(shì)。而歐洲在這方面處于劣勢(shì)，并且在鋰電上游原材料以及人力成本方面均存在不足。目前，例如Northvolt、ACC等歐洲本土電池企業(yè)起步較晚，尚面臨產(chǎn)能低、無(wú)法按時(shí)交貨等問(wèn)題，無(wú)法滿(mǎn)足歐洲本土巨大市場(chǎng)需求。??不過(guò)即便如此，近年來(lái)歐美國(guó)家仍出臺(tái)了一系列針對(duì)性貿(mào)易保護(hù)政策。例如，5月，美國(guó)白宮發(fā)布聲明稱(chēng)，針對(duì)中國(guó)車(chē)用鋰電池的關(guān)稅稅率今年將從7.5%提高到25%，到2026年，非車(chē)用鋰電池的關(guān)稅稅率將從7.5%提高到25%。此外，電池部件、天然石墨以及部分關(guān)鍵礦產(chǎn)的稅率也將在2024—2026年間陸續(xù)提高到25%。??上述政策變化使得我國(guó)鋰電池產(chǎn)品出口直面重重阻礙，在此背景下，即便資金支出較高，出海建廠(chǎng)仍成為趨勢(shì)。??值得注意的是，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)出海建廠(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，一方面，海外市場(chǎng)存在巨大的增量空間；另一方面，不同于國(guó)內(nèi)建廠(chǎng)，企業(yè)出海建廠(chǎng)往往面臨著海外地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、審批時(shí)間長(zhǎng)、文化差異等一系列挑戰(zhàn)。??北方工業(yè)大學(xué)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心主任紀(jì)雪洪在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)建議，我國(guó)鋰電企業(yè)在海外建廠(chǎng)要熟知當(dāng)?shù)胤?，以保障建廠(chǎng)的節(jié)奏。??■規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)??我國(guó)鋰電企業(yè)在海外不同國(guó)家的建廠(chǎng)方式不同，例如目前寧德時(shí)代、億緯鋰能等企業(yè)主要通過(guò)技術(shù)授權(quán)或合資的方式在美國(guó)布局產(chǎn)能。??在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，中國(guó)鋰電企業(yè)產(chǎn)品出口有望憑借海外建廠(chǎng)、技術(shù)授權(quán)等模式提升全球市占率。??在紀(jì)雪洪看來(lái)，在受到政策切換影響的情況下，企業(yè)采取一些變通措施是有必要的?！伴L(zhǎng)期看來(lái)，我國(guó)鋰電企業(yè)要掌握住主要話(huà)語(yǔ)權(quán)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健經(jīng)營(yíng)。同時(shí)，不管是以何種方式海外建廠(chǎng)，要時(shí)刻關(guān)注海外政策變化，任何有針對(duì)性要求的規(guī)定都會(huì)對(duì)我國(guó)鋰電企業(yè)建廠(chǎng)地點(diǎn)、方式產(chǎn)生影響?！??紀(jì)雪洪進(jìn)一步指出：“當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展、海外政策等仍有不確定性，不宜一次性大規(guī)模投資，在有系統(tǒng)性規(guī)劃的前提下，要能夠適應(yīng)滾動(dòng)式發(fā)展。另外，也可以考慮采取合資合作的方式，能夠讓當(dāng)?shù)仄髽I(yè)享受到一些收益的同時(shí)，也能利用其在當(dāng)?shù)氐馁Y源為我國(guó)企業(yè)海外布局掃除一些障礙?！??“海外政策具有更多不確定性，我國(guó)企業(yè)應(yīng)該抓緊時(shí)間加快出海建廠(chǎng)步伐，讓自身優(yōu)異的技術(shù)實(shí)力盡快在當(dāng)?shù)貏?chuàng)造更大的價(jià)值。”張翔表示。

2024/07/23 作者: 楊梓詳情

寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地投產(chǎn) 借助區(qū)域資源協(xié)同發(fā)展

7月20日，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地一期項(xiàng)目電池工廠(chǎng)正式投產(chǎn)，首個(gè)麒麟電池在洛陽(yáng)完成封裝。此外，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地二期項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)，進(jìn)一步擴(kuò)大高端新能源電池產(chǎn)能。??業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，從國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)能布局情況看，主要產(chǎn)能布局集中在華東及西南地區(qū)，從完善區(qū)域供應(yīng)鏈及企業(yè)戰(zhàn)略角度看，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地的投產(chǎn)將進(jìn)一步完善華中地區(qū)的新能源產(chǎn)業(yè)鏈布局。進(jìn)一步擴(kuò)大高端電池產(chǎn)能??公開(kāi)消息顯示，洛陽(yáng)基地是寧德時(shí)代全球十三大生產(chǎn)基地之一。寧德時(shí)代最早于2022年9月份披露公告稱(chēng)，公司將投資140億元在河南洛陽(yáng)市伊濱區(qū)投資建設(shè)洛陽(yáng)新能源電池生產(chǎn)基地項(xiàng)目，涉及新能源動(dòng)力電池系統(tǒng)及儲(chǔ)能系統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)。??據(jù)悉，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地是按照“燈塔工廠(chǎng)”“零碳工廠(chǎng)”的高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)的，而洛陽(yáng)基地項(xiàng)目創(chuàng)造了重大項(xiàng)目建設(shè)“對(duì)接簽約100天、項(xiàng)目落地100天、一期廠(chǎng)房9個(gè)月封頂”的“洛陽(yáng)速度”。投產(chǎn)的麒麟電池采用寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù)，系統(tǒng)集成度創(chuàng)全球新高。??“無(wú)麒麟不高端”，麒麟電池技術(shù)主要是為了滿(mǎn)足高端市場(chǎng)需求。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地的投產(chǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大高端產(chǎn)能是其中的一大亮點(diǎn)。??中國(guó)城市專(zhuān)家智庫(kù)委員會(huì)常委副秘書(shū)長(zhǎng)林先平對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者表示：“新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展帶動(dòng)市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力電池的需求不斷增加。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，寧德時(shí)代需要擴(kuò)大產(chǎn)能，特別是高端電池產(chǎn)能。”??真鋰研究首席分析師墨柯對(duì)《證券日?qǐng)?bào)》記者進(jìn)一步表示：“在電池價(jià)格下降的趨勢(shì)下，高端產(chǎn)能的核心是產(chǎn)線(xiàn)本身的智能制造技術(shù)水平。動(dòng)力電池生產(chǎn)屬于高端裝備制造，寧德時(shí)代作為頭部企業(yè)，對(duì)于生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)備、技術(shù)等的更新和迭代也需要保持領(lǐng)先?！苯柚鷧^(qū)域資源優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)雙贏(yíng)??6月18日，寧德時(shí)代宣布與北汽集團(tuán)、京能集團(tuán)、小米集團(tuán)等共同投資建設(shè)的北京時(shí)代電池基地項(xiàng)目舉行開(kāi)工儀式；而此次寧德時(shí)代洛陽(yáng)基地一期投產(chǎn)時(shí)，二期項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)。??“從寧德時(shí)代的布局看，貼近下游車(chē)企建設(shè)供應(yīng)鏈符合公司的發(fā)展戰(zhàn)略?！蹦卤硎荆瑹o(wú)論是北京時(shí)代還是洛陽(yáng)基地，對(duì)于進(jìn)一步完善當(dāng)?shù)貐^(qū)域新能源智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈，保障關(guān)鍵電池資源供應(yīng)等具有重要意義，也有利于寧德時(shí)代進(jìn)一步梳理完善自身的產(chǎn)能布局。??業(yè)內(nèi)人士還認(rèn)為，洛陽(yáng)具有豐富的礦產(chǎn)資源和較低的能源成本，這些資源對(duì)于生產(chǎn)動(dòng)力電池至關(guān)重要。??公開(kāi)信息顯示，寧德時(shí)代在宣布投資洛陽(yáng)基地后不久，就與洛陽(yáng)國(guó)宏投資控股集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)宏集團(tuán)”）簽署了相關(guān)合作，國(guó)宏集團(tuán)擬以其持有的洛陽(yáng)礦業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“洛礦集團(tuán)”）100%的股權(quán)對(duì)四川時(shí)代進(jìn)行增資。而四川時(shí)代將通過(guò)洛礦集團(tuán)間接持有洛陽(yáng)鉬業(yè)24.68%的股權(quán)，成為洛陽(yáng)鉬業(yè)間接第二大股東。寧德時(shí)代亦通過(guò)此舉，進(jìn)一步加強(qiáng)上游新能源金屬資源布局。??林先平認(rèn)為，洛陽(yáng)具有完善的產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同布局優(yōu)勢(shì)，寧德時(shí)代在洛陽(yáng)設(shè)立電池工廠(chǎng)，可以更好地與當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈企業(yè)合作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。

2024/07/22 作者: 李婷詳情

磷酸錳鐵鋰的突破與遲滯

2024/07/22 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

一年融資五輪全球最大鈉離子電池正極材料產(chǎn)線(xiàn)在鄂穩(wěn)定量產(chǎn)

7月12日，光谷黃岡科技產(chǎn)業(yè)園，一間高大的廠(chǎng)房?jī)?nèi)，千噸鈉離子電池正極材料生產(chǎn)線(xiàn)剛剛收工，一種黑色粉末被打包進(jìn)鋁制袋，將運(yùn)往韓國(guó)。這是武漢啟鈉新能源科技有限公司接到的首筆海外百萬(wàn)大單。目前，生產(chǎn)線(xiàn)已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化量產(chǎn)，年產(chǎn)值逾8000萬(wàn)元。??這條生產(chǎn)線(xiàn)是湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院副教授胡培科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的鈉離子電池正極材料技術(shù)成果項(xiàng)目，也是全球最大的同類(lèi)產(chǎn)線(xiàn)。在這條生產(chǎn)線(xiàn)上，配比好的磷、鐵、鈉等原材料經(jīng)過(guò)研磨、噴霧、燒結(jié)、粉碎等環(huán)節(jié)，變成定制化的鈉離子電池正極產(chǎn)品。??正極材料是電池核心關(guān)鍵材料，其性能直接影響電池能量密度、安全性、循環(huán)壽命等各項(xiàng)核心性能指標(biāo)。相比目前市場(chǎng)上普遍使用的鋰電，鈉離子電池因其成本低、低溫性能好、穩(wěn)定性高，正成為鋰離子電池的重要補(bǔ)充。??胡培介紹，他從博士后階段就一直瞄準(zhǔn)鈉離子方向深入研究，2021年4月作為高層次人才被引進(jìn)到湖北工業(yè)大學(xué)后，圍繞聚陰離子路線(xiàn)開(kāi)發(fā)，解決聚陰離子復(fù)合磷酸鐵鈉應(yīng)用技術(shù)瓶頸。實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證表明，相較鋰離子電池，鈉離子電池在極端溫度下仍可保持穩(wěn)定，在所有安全項(xiàng)目測(cè)試中，均未發(fā)現(xiàn)起火。鈉離子電池充電速度是鋰電池的3到5倍，可實(shí)現(xiàn)5分鐘充電80%。更重要的是，我國(guó)鋰資源缺乏，對(duì)外依存度超過(guò)七成，亟待研發(fā)出新的儲(chǔ)能資源進(jìn)行補(bǔ)充或替代。??去年9月，胡培團(tuán)隊(duì)以技術(shù)作價(jià)入股武漢啟鈉新材料能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“武漢啟鈉”），建立千噸鈉離子電池正極材料生產(chǎn)線(xiàn)。經(jīng)過(guò)近一年的磨合，寧德時(shí)代、雙登集團(tuán)、力神電池等客戶(hù)反饋，產(chǎn)品性能卓越。??生產(chǎn)線(xiàn)的快速投產(chǎn)，得益于團(tuán)隊(duì)在技術(shù)路線(xiàn)開(kāi)發(fā)方面的領(lǐng)先，也與一項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化改革密不可分。??“我們?cè)谝荒陜?nèi)完成了5輪風(fēng)險(xiǎn)投資，共融資1.37億元，學(xué)校把成果完全交給我們支配，明顯感覺(jué)到轉(zhuǎn)化更加輕松、便捷?！焙嗾f(shuō)，科技成果轉(zhuǎn)化是個(gè)老課題，幾年前，他有項(xiàng)技術(shù)剛剛突破不久，就有企業(yè)找他轉(zhuǎn)化，但當(dāng)時(shí)投資方一聽(tīng)到是學(xué)校的產(chǎn)權(quán)，涉及成果評(píng)估、市場(chǎng)詢(xún)價(jià)等繁雜的手續(xù)，轉(zhuǎn)化時(shí)間長(zhǎng)，就不愿意來(lái)投。??2020年10月，湖北工業(yè)大學(xué)成為全國(guó)職務(wù)科技成果賦權(quán)改革試點(diǎn)，直面高校職務(wù)科技成果“不敢轉(zhuǎn)”“不愿轉(zhuǎn)”“轉(zhuǎn)不快”等痛點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，實(shí)施職務(wù)科技成果統(tǒng)一賦權(quán)，最大限度讓利科技人員，固定收益分成——學(xué)校僅提取4%的收益或10%的對(duì)應(yīng)股權(quán)，其他收益全部歸成果完成人（團(tuán)隊(duì)）所有。為幫助科研團(tuán)隊(duì)打消顧慮，學(xué)校還建立了科研團(tuán)隊(duì)盡職免責(zé)制度。??2023年，“武漢啟鈉”獲招商局創(chuàng)投、廣發(fā)信德等央企以及多家知名投資機(jī)構(gòu)投資，完成5輪上億元融資，榮獲2023年度光谷瞪羚企業(yè)高價(jià)值十強(qiáng)企業(yè)，入選2024年度第一批湖北省創(chuàng)新型中小企業(yè)。??據(jù)了解，鈉離子電池在能量密度方面相對(duì)鋰離子電池仍存在不足。同樣體積的鈉離子電池由于能量密度低，蓄電量遠(yuǎn)不如鋰電池?；谶@些客觀(guān)因素，鈉離子電池能在雙輪電動(dòng)車(chē)、老人代步車(chē)等小動(dòng)力領(lǐng)域發(fā)揮作用，未來(lái)還可大規(guī)模應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域，助力能源安全保障。??胡培介紹，為滿(mǎn)足持續(xù)增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，“武漢啟鈉”將開(kāi)建萬(wàn)噸產(chǎn)線(xiàn)，打造集科研、檢測(cè)、工業(yè)展示、科技孵化等各項(xiàng)配套功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)基地，進(jìn)一步奠定國(guó)內(nèi)最大鈉離子電池聚陰離子型正極材料制造商地位。

2024/07/19 作者: 記者方琳通訊員陳凌詳情

探訪(fǎng)廣西伏林鈉離子電池儲(chǔ)能電站：能量轉(zhuǎn)換效率可比鋰電高2%

“鈉離子電池儲(chǔ)能與鋰離子電池儲(chǔ)能相比，有著原料來(lái)源廣泛、制造成本低、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。”中國(guó)南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院技術(shù)專(zhuān)家唐彬30日表示。??30日，中新網(wǎng)記者在廣西南寧市武鳴區(qū)伏林鈉離子電池儲(chǔ)能電站參觀(guān)時(shí)，唐彬作上述表示。??唐彬介紹，生產(chǎn)鋰離子電池需用到鋰礦，而鈉離子電池只需碳酸鈉和鐵、銅、錳等常見(jiàn)的礦物作為原料，在制作成本方面，鈉離子電池會(huì)比鋰離子電池造價(jià)低20%~30%。同時(shí)鈉離子電池因內(nèi)阻高，安全性與鋰離子電池相比也會(huì)更好，發(fā)熱量也更低。??據(jù)了解，伏林鈉離子電池儲(chǔ)能電站是全國(guó)首座大容量鈉離子電池儲(chǔ)能電站，為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“百兆瓦時(shí)級(jí)鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)”項(xiàng)目示范工程。??伏林鈉離子電池儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為22.5MW/50MWh，由中國(guó)南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司投資建設(shè)。一期工程裝機(jī)容量為2.5MW/10MWh，于2024年5月建成投運(yùn)；二期工程裝機(jī)容量為20MW/40MWh，計(jì)劃于2025年5月建成投運(yùn)?！胺肘c離子電池儲(chǔ)能電站的建成投運(yùn)，起到電網(wǎng)安全運(yùn)行的‘穩(wěn)定器’‘調(diào)節(jié)器’作用，通過(guò)削峰填谷、快速響應(yīng)，促進(jìn)新能源消納，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系?！碧票蛘f(shuō)。??據(jù)悉，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)了全球首款210安時(shí)長(zhǎng)壽命、寬溫區(qū)、高安全性的鈉離子電池，研制了國(guó)內(nèi)首套十兆瓦時(shí)鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，建設(shè)了全國(guó)首座電力儲(chǔ)能用鈉離子電池儲(chǔ)能電站，形成了從材料-電池單體-儲(chǔ)能系統(tǒng)-工程建設(shè)的成套解決方案，實(shí)現(xiàn)靈活、模塊化組合擴(kuò)展，能達(dá)到百兆瓦時(shí)級(jí)以上規(guī)模，為大型儲(chǔ)能電站的建設(shè)提供了核心技術(shù)方案和裝備基礎(chǔ)。??唐彬介紹，多年來(lái)，項(xiàng)目圍繞高性能電芯規(guī)模制備、系統(tǒng)集成和安全防控等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展攻關(guān)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鈉離子電池制備及儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)，成果在國(guó)際頂刊共發(fā)表論文9篇、授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利26件。成果形成了一套基于鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，其中，國(guó)標(biāo)1項(xiàng)、團(tuán)標(biāo)2項(xiàng)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白。??“相同的儲(chǔ)能系統(tǒng)，鈉離子電池它的能量轉(zhuǎn)換效率會(huì)比鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)要高2%，以存儲(chǔ)100度電為例，鈉電可以放出來(lái)92度，鋰電只能放出來(lái)90度，一充一放這個(gè)過(guò)程，可以多放兩度電出來(lái)，如果放電量數(shù)量加大，2%的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)就非?？捎^(guān)?！碧票蛘f(shuō)。

2024/06/01 作者: 陳沿佑詳情

華南師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)綠色低成本鈉離子電池進(jìn)入中試階段

“經(jīng)過(guò)一年奮戰(zhàn)，我們研發(fā)的綠色低成本鈉離子電池進(jìn)入中試階段，預(yù)計(jì)今年四季度可以進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。”華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授鄭奇峰近日受訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。??2023年3月，“華南師范大學(xué)—耐普電源綠色低成本鈉離子電池研發(fā)中心”揭牌，鄭奇峰擔(dān)任研發(fā)中心副主任一職。由此，相關(guān)方在技術(shù)開(kāi)發(fā)與人才培養(yǎng)等方面深化合作，旨在形成原創(chuàng)性、突破性的高水平研究和產(chǎn)業(yè)成果，共建優(yōu)秀人才培養(yǎng)與高水平科研及產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)。??“我們圍繞混合聚陰離子正極、復(fù)合生物質(zhì)硬碳負(fù)極，開(kāi)展了技術(shù)驗(yàn)證與優(yōu)化工作?！蹦推招履茉炊麻L(zhǎng)騰飛說(shuō)，通過(guò)校企聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)模式，推動(dòng)解決鈉離子電池瓦時(shí)成本、極限快充與長(zhǎng)時(shí)循環(huán)穩(wěn)定性的關(guān)鍵問(wèn)題，繼而推出滿(mǎn)足行業(yè)預(yù)期的低成本、高安全、長(zhǎng)壽命鈉離子電池。鈉電池受到重視??近年來(lái)，中國(guó)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。官方數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國(guó)已經(jīng)建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬(wàn)千瓦/6687萬(wàn)千瓦時(shí)，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2.1小時(shí)。??儲(chǔ)能分為傳統(tǒng)儲(chǔ)能和新型儲(chǔ)能。其中，后者是指除抽水蓄能以外的儲(chǔ)能技術(shù)，包括新型鋰離子電池、液流電池等。業(yè)內(nèi)人士分析，2024年，鋰電和新型儲(chǔ)能行業(yè)來(lái)到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。??來(lái)自華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院的鄭奇峰、馬良、胡小剛等專(zhuān)家學(xué)者，長(zhǎng)期致力于鈉、鉀離子電池材料及界面調(diào)控的性能和機(jī)理研究，并積極把能源研究從實(shí)驗(yàn)室逐步推向產(chǎn)業(yè)。??他們認(rèn)為，相比鋰電池而言，鈉電池能量密度較低、產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不成熟，但其“長(zhǎng)期成本競(jìng)爭(zhēng)力顯著”，并且國(guó)內(nèi)鈉電池原材料儲(chǔ)量豐富。??“鈉離子電池在未來(lái)規(guī)?；瘍?chǔ)能市場(chǎng)將占有重要地位?！彬v飛也注意到，隨著鈉電池研究取得快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外多家企業(yè)已進(jìn)行相應(yīng)布局。技術(shù)攻關(guān)出成果??據(jù)介紹，綠色低成本鈉離子電池研發(fā)中心成立一年多以來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了包括鈉離子電池正負(fù)極材料、電解液材料、電池制造等相關(guān)基礎(chǔ)與生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)工作，取得積極成效。??鄭奇峰表示，研發(fā)中心將繼續(xù)加快鈉離子電池技術(shù)提升及相關(guān)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化，為中國(guó)新能源先進(jìn)儲(chǔ)能安全化、科技化、產(chǎn)業(yè)化提供動(dòng)力。??新增裝機(jī)規(guī)模大幅增長(zhǎng)，新型儲(chǔ)能發(fā)展按下“加速鍵”，更多中國(guó)企業(yè)也在積極“走出去”。騰飛介紹，此前研制生產(chǎn)的閥控式鉛酸蓄電池(UPS電池、太陽(yáng)能蓄電池、膠體蓄電池)、新能源鋰電池等產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)海外，得到不少東盟國(guó)家用戶(hù)的認(rèn)可。他們還在越南設(shè)立了生產(chǎn)基地。??到2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到2030年，新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展……《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》明確列出“時(shí)間表”。??有評(píng)論認(rèn)為，當(dāng)前，儲(chǔ)能電池行業(yè)面臨著價(jià)格不斷下探、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善等問(wèn)題，仍需政府、企業(yè)、科研院校等各方聯(lián)手布局，共同助推行業(yè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)，以期實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能多元化高質(zhì)量發(fā)展。

2024/05/17 作者: 劉思皇張素詳情

知道鋰電池，那你聽(tīng)過(guò)鈉電池嗎？

鋰電池想必大家都不陌生，三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池等品類(lèi)還能說(shuō)道一二，但要提起他的“孿生兄弟”鈉電池，相信大多數(shù)人可能就不那么熟悉了。??那么在鋰電池如日中天的當(dāng)下，冷落了許久的“鈉電池”為何又開(kāi)始受到業(yè)界關(guān)注了呢？??正好借著近日100千瓦/200千瓦時(shí)水系鈉離子儲(chǔ)能系統(tǒng)在金華投運(yùn)的機(jī)會(huì)，小e帶大家一探究竟。??首先，我們先搞明白什么是水系鈉離子電池。??“水系”顧名思義就是用水作為電解質(zhì)，由鈉離子在正負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)，從而完成充放電的一種電池。水系鈉離子電池原理圖??和鋰電池的工作原理如出一轍，都屬于“搖椅式”二次電池（即可反復(fù)充放電），但差別就在于介質(zhì)不同和電解液不同，一個(gè)用鋰離子，一個(gè)用鈉離子，一個(gè)用有機(jī)溶劑，一個(gè)直接用水。??相較鋰電池，水系鈉離子電池有什么突出的優(yōu)勢(shì)呢？??電池性能更加優(yōu)秀??鈉離子的溶劑化能比鋰離子更低，即具有更好的界面離子擴(kuò)散能力。同時(shí)鈉離子的斯托克斯半徑（離子在溶液中受到水分子阻礙的程度）小于鋰離子，那么同等濃度鈉鹽的電解液具有更高的離子導(dǎo)電率，這就意味著鈉離子電池具有更強(qiáng)的功率輸出和接收能力。??耐候性更具優(yōu)勢(shì)??鈉離子電池的工作溫度范圍-40℃～80℃，目前商業(yè)化產(chǎn)品可以做到-20℃時(shí)容量保持率80%的水平，相較于鋰電池60%～70%的容量保持率具有明顯優(yōu)勢(shì)。??有了這個(gè)電池，即使在寒冷的北方以及高溫環(huán)境都能運(yùn)行良好，對(duì)于一些儲(chǔ)能項(xiàng)目，也能降低空調(diào)系統(tǒng)的功率配額。??安全性更具競(jìng)爭(zhēng)力??在大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中，鋰電池單體差異性隨著充放電可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)充過(guò)放導(dǎo)致電芯內(nèi)部溫度發(fā)熱失控，進(jìn)而引發(fā)有機(jī)電解液燃爆風(fēng)險(xiǎn)。??但水系鈉離子電池就不存在這個(gè)問(wèn)題，由于電池內(nèi)阻相對(duì)較高，發(fā)生短路時(shí)的熱量較小，溫升相對(duì)較低，再加上鈉電池的電解液為水，因此在安全性上，水系鈉離子電池更勝一籌。??據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，通過(guò)在項(xiàng)目中開(kāi)展電芯穿刺等破壞性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了鈉離子電池實(shí)際安全性更高。??制造成本優(yōu)勢(shì)明顯??鋰元素在地殼豐度僅為0.0065%，而鈉元素的地殼豐度為2.64%，且資源分布廣泛、提煉簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。??活性材料（正極、電解質(zhì)）中的鋰化合物被鈉化合物替代，這就可以用鐵、錳等廉價(jià)金屬大量替代正極中較貴的鈷、鎳等金屬。??由于金屬鈉不與金屬鋁形成低共熔合金，正負(fù)極集流體均可采用廉價(jià)的鋁箔，替代鋰電池中較貴的銅制負(fù)極集流體。??水系鈉電池和同等容量的鋰電池相比，成本可以降低一半以上。??既然相比鋰電池，鈉電池有那么多優(yōu)勢(shì)，為何會(huì)姍姍來(lái)遲呢？??這就得說(shuō)到鈉電池的缺點(diǎn)了。??能量密度較低：鈉電池的能量密度較低，如果要制造相同容量的電池，鈉電池的體積較鋰電池，體積更大重量較重，這就導(dǎo)致它不適用于小型電子產(chǎn)品。??技術(shù)不成熟：相比鋰電池，鈉電池的技術(shù)還不成熟，需要更多的研發(fā)和改進(jìn)，以提高其性能和可靠性。??首先電池本身的電極材料是當(dāng)前水系鈉離子推廣發(fā)展的主要障礙。原因就在于水系電解質(zhì)存在水解導(dǎo)致析氫和析氧副反應(yīng)，因此正極材料要考慮抑制水分解的材料，而在負(fù)極材料選擇同樣要考慮負(fù)極枝晶效應(yīng)，枝晶堆集容易刺穿隔膜從而引起電池短路，降低電池容量和循環(huán)壽命。而在儲(chǔ)能應(yīng)用中，發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大能力并能維持盡量長(zhǎng)的生命周期的技術(shù)難點(diǎn)，就在于每一個(gè)水系鈉離子電池單體在生命周期內(nèi)能否保持如一的性能。同時(shí)如何構(gòu)建適應(yīng)水性鈉離子電池特性的系統(tǒng)堆疊方式和工作策略也是一大難點(diǎn)。??當(dāng)然，如果是建設(shè)大型儲(chǔ)能站，鈉電池能量密度較低的缺點(diǎn)就顯得不那么扎眼了，畢竟不像是手機(jī)、相機(jī)等小型電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)等，需要兼顧體積和續(xù)航，對(duì)電池的能量密度有很高的要求，大型儲(chǔ)能站在安全性和使用壽命上的權(quán)重更重。??為了讓水系鈉離子電池和電網(wǎng)順利“牽手”，國(guó)家電網(wǎng)的研究人員著實(shí)費(fèi)了一番周折：??1.移花接玉：優(yōu)化設(shè)計(jì)單體電池??研究人員在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的實(shí)驗(yàn)對(duì)比中，最終敲定鈉鹽水溶液的配比參數(shù)，錳基金屬氧化物為正極材料，聚陰離子型鈉基化合物為負(fù)極的包覆材料，通過(guò)借鑒鋰電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其電化學(xué)性能和安全性能進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估，最終發(fā)現(xiàn)研制的水系鈉離子電池單體的電化學(xué)性能和安全性能基本達(dá)到了電網(wǎng)儲(chǔ)能要求。??2.摸石頭過(guò)河：獨(dú)創(chuàng)儲(chǔ)能集成系統(tǒng)??電池單體試驗(yàn)的成功只是第一步，能量管理策略的優(yōu)化，是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的重中之重。??研究人員介紹，“目前200千瓦時(shí)級(jí)別項(xiàng)目中，沒(méi)有參照的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完全是摸著石頭過(guò)河?！??在系統(tǒng)集成技術(shù)的試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象，水系鈉離子電池的放電曲線(xiàn)和鋰電池基本吻合，依照這一特性，研究人員直接將鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)“拿來(lái)”，并將之與水系鈉離子電池做了必要的優(yōu)化和適配，一個(gè)全新的儲(chǔ)能管理系統(tǒng)就此出爐！??同時(shí)，100千瓦/200千瓦時(shí)水系鈉離子儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目還擯棄傳統(tǒng)直流側(cè)電池簇并聯(lián)方式，而采用更加高效的電池簇交流耦合方式。交流耦合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)逆變器將電池存儲(chǔ)的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從而可以直接與交流電網(wǎng)連接。同時(shí)，交流耦合方式可以根據(jù)每個(gè)電池簇的荷電狀態(tài)和健康狀態(tài)、溫度狀態(tài)調(diào)整充放電倍率，從而延長(zhǎng)電池壽命，提高系統(tǒng)能力轉(zhuǎn)換率。??這就意味著系統(tǒng)也可以根據(jù)電價(jià)、電池狀態(tài)、預(yù)測(cè)的負(fù)載和發(fā)電量等因素動(dòng)態(tài)調(diào)整電池的充放電行為，起到削峰填谷的作用。??以金華儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，電池單體達(dá)到了40瓦時(shí)/千克的能量密度，循環(huán)放電次數(shù)來(lái)到了5000次，且容量衰減可逆，可以保證10年間都維持在較高的充放電水平。??作為百千瓦時(shí)級(jí)水系鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)首次實(shí)地應(yīng)用，金華儲(chǔ)能項(xiàng)目為未來(lái)水系鈉離子電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用前景廣泛：??實(shí)現(xiàn)用戶(hù)側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理。通過(guò)接入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)施光儲(chǔ)充+負(fù)荷側(cè)管理場(chǎng)景應(yīng)用示范，可以形成各方互利共贏(yíng)的局面。??滿(mǎn)足臨時(shí)性?xún)?chǔ)能備電的需求。如在分布式數(shù)據(jù)中心、大型活動(dòng)保供電現(xiàn)場(chǎng)，水系鈉離子電池不但高效穩(wěn)定，而且更加安全可靠。??擴(kuò)大離網(wǎng)微電網(wǎng)適用場(chǎng)景。由于系統(tǒng)耐候性強(qiáng)，可基于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和智慧路燈系統(tǒng)交流耦合，這就意味著在高寒地區(qū)、高溫環(huán)境下的離網(wǎng)微電網(wǎng)有了更強(qiáng)的適應(yīng)能力。??突出的應(yīng)用性能、低廉的設(shè)備成本、穩(wěn)定的安全性能，水系鈉離子電池未來(lái)可期！

2024/04/07 作者: 中國(guó)·蓄電池網(wǎng) 詳情

10億元！年產(chǎn)2GWh鈉離子電池項(xiàng)目落戶(hù)江蘇

3月29日，江蘇省揚(yáng)州市寶應(yīng)縣山陽(yáng)鎮(zhèn)與明陽(yáng)集團(tuán)、贏(yíng)古科技在縣政府舉行年產(chǎn)2GWh鈉離子電池項(xiàng)目簽約儀式。??該項(xiàng)目總投資10億元，其中固定資產(chǎn)投資6億元，形成年產(chǎn)2GWh鈉離子電池的設(shè)計(jì)產(chǎn)能。??項(xiàng)目投產(chǎn)達(dá)效后，可實(shí)現(xiàn)年開(kāi)票銷(xiāo)售10億元，入庫(kù)稅收5000萬(wàn)元以上的規(guī)模。

2024/04/07 作者: 中國(guó)·蓄電池網(wǎng) 詳情

鈉離子電池，分庭抗“鋰”靠什么？

近來(lái)，隨著鈉離子電池“上車(chē)”的消息頻出，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化落地更加明朗。??2023年12月27日，全球首款搭載鈉離子電池的電動(dòng)汽車(chē)江淮釔正式下線(xiàn)，新車(chē)已于2024年1月5日開(kāi)啟批量交付。該車(chē)型定位于A(yíng)00級(jí)微型電動(dòng)車(chē)，目前售價(jià)5.99萬(wàn)起。據(jù)悉，江淮釔搭載的是中科海鈉科技有限公司供應(yīng)的獨(dú)創(chuàng)的鈉離子圓柱電芯，該電池具有蜂窩電池結(jié)構(gòu)，具備“永不自燃”的安全特性。??2023年12月28日，江鈴集團(tuán)與孚能科技合作推出的首款鈉離子電池純電A00級(jí)車(chē)型江鈴易至EV3（青春版）也正式下線(xiàn)。??在江淮和江鈴之外，奇瑞、比亞迪等電動(dòng)四輪車(chē)企和淮海等電動(dòng)三輪車(chē)企都有清晰的鈉離子電池上車(chē)計(jì)劃，或者已經(jīng)向中機(jī)車(chē)輛技術(shù)服務(wù)中心申報(bào)了相關(guān)車(chē)型；雅迪、臺(tái)鈴、新日等電動(dòng)兩輪車(chē)企則推出了搭載鈉離子電池的車(chē)型。這些企業(yè)成為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)的助推者。??對(duì)此，第三方電池行業(yè)研究智庫(kù)、真鋰研究創(chuàng)始人墨柯表示，鈉離子電池技術(shù)成熟后，勢(shì)必會(huì)侵分部分鉛酸電池及磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)。??不過(guò)，這將是一個(gè)漫長(zhǎng)且曲折的過(guò)程。2021年，鈉離子電池因鋰價(jià)瘋漲而迅速崛起，但隨著鋰價(jià)歸位，鈉離子電池的成本優(yōu)勢(shì)將不再突出。鈉資源何以成為風(fēng)口？??鈉離子電池最早引起關(guān)注始于2021年動(dòng)力電池巨頭寧德時(shí)代的突然入場(chǎng)。??2021年7月29日，寧德時(shí)代對(duì)外發(fā)布了其第一代鈉離子電池，宣稱(chēng)其電芯單體能量密度達(dá)到160瓦時(shí)/千克，為目前全球最高水平。這種電池在常溫下充電15分鐘電量可達(dá)80%；在零下20攝氏度的低溫環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上。??2021年9月16日，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)助理孟祥峰曾透露，2022年寧德時(shí)代將有一條鈉離子電池生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)運(yùn)行。由此，寧德時(shí)代徹底引爆了中國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新熱潮。此前，中國(guó)做鈉離子電池創(chuàng)業(yè)的公司屈指可數(shù)，隨著寧德時(shí)代的拋磚引玉，鈉離子電池創(chuàng)業(yè)公司便如雨后春筍般涌現(xiàn)。??其實(shí)，鈉離子電池在風(fēng)口“起飛”，離不開(kāi)兩個(gè)關(guān)鍵因素，其一是鈉資源量大且易得。從儲(chǔ)量來(lái)看，鈉資源在全球的陸地或海洋中均有廣泛分布。資料顯示，鈉資源在地殼中的儲(chǔ)量高達(dá)2.75%的豐度，是鋰資源的420倍。我國(guó)的礦石、鹽湖、海水中均有鈉資源的分布，相較僅存在于鹽湖鹵水或礦石中的鋰資源更易得。其二是鋰資源價(jià)格“過(guò)山車(chē)”式的漲跌幅度讓業(yè)內(nèi)叫苦不迭。以電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品為例，從2020年年底到2022年11月，該品類(lèi)的價(jià)格經(jīng)歷了從最初的幾萬(wàn)元/噸上漲到最高接近60萬(wàn)元/噸。而在2023年，碳酸鋰的價(jià)格全年跌幅超過(guò)80%，這讓電池企業(yè)的成本壓力陡增。??基于這兩點(diǎn)，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)迅速升溫。在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)的鈉離子電池創(chuàng)業(yè)公司已達(dá)100多家,以至于有業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)：“2021年下半年之后，幾乎每周都有一家鈉離子電池公司誕生?！??據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，2023年至2025年，鈉離子電池企業(yè)有效產(chǎn)能將分別達(dá)到19吉瓦時(shí)、25吉瓦時(shí)和60吉瓦時(shí)。??能在短時(shí)間內(nèi)做到從中試到量產(chǎn)上車(chē)，與鈉離子電池的獨(dú)特產(chǎn)品性能分不開(kāi)。相較鋰離子電池，鈉離子電池具備五大優(yōu)勢(shì)。第一，鈉離子電池具有優(yōu)異的低溫性能，能夠彌補(bǔ)目前鋰離子電池低溫特性差導(dǎo)致冬天續(xù)航里程衰減的缺點(diǎn)。第二，雖然鈉離子電池目前能量密度略低，是磷酸鐵鋰電池的80％左右，但其能量密度提升速度較快，未來(lái)2年可提升至160～180瓦時(shí)／千克，接近磷酸鐵鋰電池，未來(lái)5年更是有望達(dá)到200瓦時(shí)／千克，成本優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步突出。第三，相較鋰離子，鈉離子的電導(dǎo)率更高，快充性能更強(qiáng)，可以大幅提高充電速度。第四，鈉離子電池可以完全放電至0伏，可以0伏存儲(chǔ)和運(yùn)輸，提高了運(yùn)輸?shù)陌踩?。第五，鈉離子電池在使用過(guò)程中的電壓曲線(xiàn)更具可測(cè)性，能夠更加精確地估算整車(chē)剩余里程。??從目前上車(chē)的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型來(lái)看，不管是已經(jīng)量產(chǎn)的車(chē)型，還是在規(guī)劃中即將量產(chǎn)的車(chē)型，基本以微型車(chē)為主。??依據(jù)汽車(chē)的軸距、排量、重量等參數(shù)可以將汽車(chē)劃分為A、B、C、D、E、F級(jí)車(chē)，字母順序越靠后，該級(jí)別車(chē)的軸距越長(zhǎng)、排量和重量越大，豪華程度也不斷提高。其中A級(jí)車(chē)又可以分為A00級(jí)、A0級(jí)和A級(jí)三類(lèi)，前兩類(lèi)車(chē)都屬于緊湊型的近距離代步車(chē)，對(duì)車(chē)的續(xù)航里程沒(méi)有太高要求，所以很適合采用能量密度相對(duì)較低的鈉離子電池。例如，近期江淮下線(xiàn)的鈉離子電池花仙子車(chē)型續(xù)航里程為252千米，江鈴下線(xiàn)的江鈴易至EV3（青春版）車(chē)型續(xù)航里程為251千米；再如搭載寧德時(shí)代鈉離子電池的奇瑞QQ“冰淇淋”車(chē)型，其續(xù)航里程預(yù)計(jì)為120千米或170千米。??此外，鈉離子電池的高安全性和低溫性能，在豐富多樣的儲(chǔ)能市場(chǎng)有望占有一席之地，成為與磷酸鐵鋰齊頭并進(jìn)的主流技術(shù)路線(xiàn)，但目前鈉離子電池的循環(huán)壽命限制了其在儲(chǔ)能行業(yè)的推廣。分庭抗“鋰”靠什么？??盡管鈉離子電池上車(chē)已嶄露頭角，但這并不意味著鈉離子電池短期內(nèi)可以跟磷酸鐵鋰“硬鋼”。??從發(fā)展階段來(lái)看，鈉離子電池行業(yè)還處于起步階段。中國(guó)工程院院士陳立泉公開(kāi)表示，鈉離子電池的成本有望比磷酸鐵鋰電池低20%以上，但這需要完善產(chǎn)業(yè)鏈、提高技術(shù)成熟度以及實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。??伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理吳輝認(rèn)為，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化要滿(mǎn)足三個(gè)條件：首先，技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如能量密度、循環(huán)壽命、安全性、低溫性能和倍率性能必須達(dá)到要求，并且可控制致命缺陷；其次，需要從中試線(xiàn)轉(zhuǎn)向量產(chǎn)線(xiàn)，并進(jìn)行規(guī)?；ㄔO(shè)，同時(shí)展示下游示范應(yīng)用；最后，通過(guò)培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游來(lái)降低物料成本，并利用規(guī)模效應(yīng)和設(shè)備自動(dòng)化來(lái)降低制造成本。??根據(jù)吳輝的調(diào)研，目前鈉離子電池產(chǎn)業(yè)主要為中試線(xiàn)，并未實(shí)現(xiàn)真正意義上的大規(guī)模量產(chǎn)，0.7元/瓦時(shí)的成本依然較高，相較磷酸鐵鋰電池仍不具備優(yōu)勢(shì)。??此外，因價(jià)格而略勝一籌的鈉離子電池也在2023年迎來(lái)鋰價(jià)暴跌這記“重拳”。??2021年，鈉離子電池的驟然火爆源于鋰資源的緊缺且價(jià)格暴漲，當(dāng)年電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格從幾萬(wàn)元/噸上漲到了最高接近60萬(wàn)/噸；如今電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格已相對(duì)穩(wěn)定，維持在10萬(wàn)元/噸左右。??據(jù)生意社商品行情分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，截至2023年12月31日，工業(yè)級(jí)碳酸鋰國(guó)內(nèi)混合均價(jià)為9.4萬(wàn)元/噸，與2023年1月1日均價(jià)50.4萬(wàn)元/噸相比下降了81.35%；而2023年12月31日國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰混合均價(jià)為10.3萬(wàn)元/噸，與2023年1月1日的52.5萬(wàn)元/噸均價(jià)相比下降了80.38%。??上海鋼聯(lián)分析師鄭曉強(qiáng)認(rèn)為， 2024年碳酸鋰市場(chǎng)會(huì)圍繞下游企業(yè)消化庫(kù)存，預(yù)計(jì)碳酸鋰價(jià)格會(huì)在8萬(wàn)元/噸～12萬(wàn)元/噸進(jìn)行寬幅震蕩。這意味著鈉離子電池降本的速度遠(yuǎn)趕不上鋰離子電池降本的速度，鈉離子電池的成本優(yōu)勢(shì)就會(huì)降低甚至消失。??在2023年4月召開(kāi)的高工鈉電峰會(huì)上，浙江青鈉董事長(zhǎng)王子煊算了這樣一筆賬：碳酸鋰價(jià)格為20萬(wàn)元/噸時(shí)，鈉離子電池的邊際成本領(lǐng)先約24%；碳酸鋰價(jià)格為10萬(wàn)元/噸時(shí)，鈉離子電池的邊際成本領(lǐng)先約12%；若碳酸鋰價(jià)格回歸到5萬(wàn)元/噸，鈉離子電池邊際成本僅領(lǐng)先約5%。??與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)界對(duì)鈉離子電池的高預(yù)期并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。2022年，寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森公開(kāi)表示，在乘用車(chē)應(yīng)用方面，鈉離子電池普遍可以滿(mǎn)足續(xù)航400千米以下的車(chē)型需求，通過(guò)AB電池系統(tǒng)集成技術(shù)，有望使鈉離子電池應(yīng)用擴(kuò)展到500千米續(xù)航車(chē)型，這一續(xù)航車(chē)型會(huì)面向65%的市場(chǎng)，應(yīng)用前景非常廣闊。同時(shí)，寧德時(shí)代正在推進(jìn)鈉離子電池在2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。??但這顯然是一個(gè)過(guò)于樂(lè)觀(guān)的預(yù)期。無(wú)論是寧德時(shí)代未來(lái)適配的奇瑞車(chē)型，還是頭部創(chuàng)業(yè)公司中科海鈉等已經(jīng)適配的車(chē)型，車(chē)的續(xù)航里程都沒(méi)超過(guò)260千米。這也說(shuō)明鈉離子電池能量密度的提升，并未如預(yù)期那樣迅速。??2023年，寧德時(shí)代并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化，但鈉離子電池長(zhǎng)壽命、寬溫區(qū)、高倍率、高安全、低成本、可與鋰離子電池共線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)仍被業(yè)界看好。在2023高工鈉電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上，易事特董事長(zhǎng)何佳認(rèn)為，鈉離子電池和鋰離子電池會(huì)長(zhǎng)期共存，只是在不同階段和應(yīng)用中分工會(huì)有所不同。在某些領(lǐng)域中，鋰電池是必須使用的，而在其他領(lǐng)域則可以采用鈉離子電池。憑借其多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，鈉離子電池有望成為鉛酸電池的替代品，以及鋰離子電池的重要補(bǔ)充。

2024/02/27 作者: 袁素詳情

這個(gè)“超級(jí)充電寶”，學(xué)名叫做鋅鐵液流電池

這幾天上海已經(jīng)開(kāi)啟高溫模式，用電負(fù)荷持續(xù)攀升。而上海的電力供需，去年就呈現(xiàn)出緊平衡的態(tài)勢(shì)。這個(gè)局面今年還會(huì)維持么？該如何破題？??就在前不久，上海市委書(shū)記陳吉寧調(diào)研了一家剛成立6年的新能源企業(yè)。調(diào)研時(shí)他指出，希望企業(yè)助力上海加快構(gòu)建新型能源體系。那么這家企業(yè)究竟是做什么的？這可以從一個(gè)“充電寶”說(shuō)起。??位于楊浦濱江的一家零碳咖啡店，從做咖啡到日常照明，部分用電其實(shí)是來(lái)自于附近的一個(gè)“超級(jí)充電寶”。這個(gè)“超級(jí)充電寶”，學(xué)名叫做鋅鐵液流電池，它可以把不遠(yuǎn)處灰倉(cāng)上光伏板收集起來(lái)的電能儲(chǔ)存起來(lái)，在用電高峰或有電力需求的時(shí)候，傳輸?shù)娇Х瑞^，同時(shí)還能為楊浦濱江部分照明設(shè)施提供綠電。??俯瞰這家咖啡館，其造型猶如一只可愛(ài)的“小籠包”，屋頂?shù)?8個(gè)褶子仿佛訴說(shuō)著上海的傳統(tǒng)與韻味。??流水環(huán)繞，仿佛置身于靜謐的森林之中，每一步都踏在清新的綠意上。??陽(yáng)光透過(guò)玻璃灑滿(mǎn)整個(gè)空間，讓人仿佛置身于天空之下，與大自然零距離接觸。??而咖啡館的“包子褶”設(shè)計(jì)更是巧妙，采用拱門(mén)造型，為整個(gè)空間增添了一抹柔性的線(xiàn)條美。在這里，喝上一杯咖啡，翻上幾頁(yè)書(shū)本，聽(tīng)上一首老歌，仿佛能找回那份久違的踏實(shí)與寧?kù)o。??電從哪兒來(lái)？??那么，零碳空間咖啡館的用電究竟是從哪里來(lái)的呢？??原來(lái)，在遺跡公園內(nèi)，三個(gè)臨江而立的巨型罐體隱藏著零碳運(yùn)營(yíng)的“發(fā)電”秘密。??這些原本是儲(chǔ)存煤灰的灰倉(cāng)，如今被巧妙地改造成藝術(shù)空間。而在其頂部，平鋪的光伏板如同綠色的能量收集器，將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能，為咖啡館提供源源不斷的綠色電力。??電到哪兒去？??電力的儲(chǔ)存和釋放，則依賴(lài)咖啡館后側(cè)那個(gè)神秘的“大箱子”——儲(chǔ)能電池。??它像一個(gè)“超級(jí)充電寶”，將光伏板收集的電力儲(chǔ)存起來(lái)，再平穩(wěn)地輸送到咖啡館的各個(gè)角落。無(wú)論是咖啡機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)還是店內(nèi)照明設(shè)備的開(kāi)啟，都能實(shí)現(xiàn)零碳排放。同時(shí)，這套鋅鐵液流電池還為濱江周邊的岸電充電樁、景觀(guān)照明設(shè)施等提供綠色電力。至此，光儲(chǔ)充一體化完成了閉環(huán)，為這家咖啡館和周邊設(shè)施賦予了獨(dú)特的綠色魅力。??值得一提的是，這家咖啡館所使用的儲(chǔ)能產(chǎn)品正是來(lái)自緯景儲(chǔ)能。我們的鋅鐵液流儲(chǔ)能電池具有極高的安全性、綠色無(wú)污染、靈活易部署等特點(diǎn)，非常適合部署在城市空間。正是有了這樣的技術(shù)支持，這家咖啡館才得以實(shí)現(xiàn)零碳運(yùn)行，為城市更新提供高質(zhì)量的綠電。??穩(wěn)定供應(yīng)、靈活調(diào)節(jié)，無(wú)論是一個(gè)“充電寶”還是整個(gè)新型電力系統(tǒng)，都為上海這座超大型城市的能源供應(yīng)提供了無(wú)限可能。當(dāng)前上海正在加快推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，在轉(zhuǎn)型過(guò)程中，要使新能源從補(bǔ)充能源走向主體能源，就要改變風(fēng)、光本身具有的波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn)，構(gòu)建起以新能源為主體的全新的新型電力系統(tǒng)，圍繞新能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供更為系統(tǒng)的解決方案，勢(shì)在必行。??一尺之間（零碳主題店）??地址：上海市楊樹(shù)浦電廠(chǎng)遺跡公園騰躍路2號(hào)??延伸閱讀：不燃不爆、零污染，鋅鐵液流儲(chǔ)能項(xiàng)目“零碳智慧綜合能源中心”被國(guó)家能源局列為新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目??昔日火電廠(chǎng)的煤灰倉(cāng)，而今成為綠色零碳的儲(chǔ)能示范標(biāo)桿。這樣巨大的跨越，發(fā)生在楊浦濱江。近日，緯景儲(chǔ)能的鋅鐵液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目“零碳智慧綜合能源中心”被國(guó)家能源局列為新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目，這也是上海市唯一一個(gè)被列入的新型儲(chǔ)能項(xiàng)目。??零碳智慧綜合能源中心集光伏科技、智慧能源管控、新型儲(chǔ)能、碳足跡分析和低碳概念咖啡館于一體，展現(xiàn)了一個(gè)全場(chǎng)景的都市零碳社區(qū)。它巧妙地利用了楊樹(shù)浦電廠(chǎng)的煤灰倉(cāng)，光伏板頂棚將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能后，鋅鐵液流電池將電能并入系統(tǒng)存儲(chǔ)，確保電能的高效儲(chǔ)存和釋放，為周邊的咖啡館、充電樁、景觀(guān)照明等設(shè)施提供穩(wěn)定的綠色電力，實(shí)現(xiàn)“多能互補(bǔ)”。??緯景儲(chǔ)能相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，鋅鐵液流電池技術(shù)以其不燃不爆、零污染的特性，滿(mǎn)足了項(xiàng)目對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)品的高安全和環(huán)保要求。緯景儲(chǔ)能專(zhuān)注于液流電池研發(fā)及規(guī)?；悄苤圃?，自主研發(fā)了目前行業(yè)內(nèi)自動(dòng)化率最高的液流電池智能產(chǎn)線(xiàn)，產(chǎn)品應(yīng)用于電源側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰、工業(yè)及社區(qū)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能等多種能源、電力服務(wù)場(chǎng)景。??緯景儲(chǔ)能是楊浦重點(diǎn)發(fā)展的綠色低碳產(chǎn)業(yè)的代表企業(yè)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)代表企業(yè)萬(wàn)物新生、積極發(fā)展氫能業(yè)務(wù)的復(fù)潔環(huán)保和漢興能源，專(zhuān)業(yè)檢測(cè)代表企業(yè)華嚴(yán)檢測(cè)以及一批智能電網(wǎng)相關(guān)企業(yè)等企業(yè)也都落戶(hù)于楊浦。??記者從楊浦區(qū)發(fā)改委獲悉，楊浦區(qū)綠色低碳產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已初步形成技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、資金、人才“四鏈”融合的良好生態(tài)。復(fù)旦、同濟(jì)、上海理工、上海電力四大院校和弗碳能源、技交所等技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)機(jī)構(gòu)支撐了創(chuàng)新策源；遨問(wèn)創(chuàng)投等一批投資機(jī)構(gòu)專(zhuān)注于能源轉(zhuǎn)型和脫碳兩大板塊；近期還建設(shè)了城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域綠色低碳產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、ESG高峰論壇、上海國(guó)際綠色低碳概念驗(yàn)證中心等高水平產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。??目前，楊浦區(qū)在大創(chuàng)智、大創(chuàng)谷、環(huán)同濟(jì)已初步形成產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)，未來(lái)還將在楊浦濱江承接綠色低碳產(chǎn)業(yè)集聚。此外，遨問(wèn)常綠低碳國(guó)際創(chuàng)新基地項(xiàng)目正深入論證。該項(xiàng)目設(shè)想采用“基金+基地”模式，計(jì)劃引進(jìn)國(guó)際專(zhuān)業(yè)創(chuàng)投機(jī)構(gòu)，打造高質(zhì)量孵化器，吸引500強(qiáng)企業(yè)投資部及綠色低碳投資方和被投高增長(zhǎng)企業(yè)入駐。??對(duì)綠色低碳這類(lèi)新興產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用場(chǎng)景能有效牽引產(chǎn)業(yè)發(fā)展。除了濱江的零碳智慧綜合能源中心外，楊浦還支持重點(diǎn)企業(yè)探索適應(yīng)楊浦發(fā)展的綠色低碳轉(zhuǎn)型新模式。比如火山引擎與美的樓宇科技聯(lián)合共創(chuàng)智慧園區(qū)解決方案，對(duì)上海抖音集團(tuán)新江灣城辦公園區(qū)進(jìn)行智慧化改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，打造了綠色智慧園區(qū)的標(biāo)桿。??楊浦區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，將持續(xù)出臺(tái)集成式政策，支持綠色低碳賽道發(fā)展。前期發(fā)布的《楊浦區(qū)光伏發(fā)展扶持辦法》已牽引馭龍科技和遠(yuǎn)景能源光儲(chǔ)充一體化項(xiàng)目落地灣谷科技園。后續(xù)，楊浦區(qū)將進(jìn)一步集成關(guān)于細(xì)分賽道、平臺(tái)建設(shè)、項(xiàng)目支持、綠電綠證、綠色金融、特色活動(dòng)等方面的支持性政策，形成楊浦區(qū)綠色低碳領(lǐng)域“一站式”政策指南。

2024/07/08 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

鞍鋼資本董監(jiān)事一行調(diào)研上海電氣儲(chǔ)能，共謀釩資源產(chǎn)業(yè)化合作

2024年6月4日上午，鞍鋼資本董事會(huì)和監(jiān)事會(huì)一行前往上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司（下稱(chēng)“上海電氣儲(chǔ)能”）進(jìn)行調(diào)研，并實(shí)地參觀(guān)上海電氣儲(chǔ)能研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。此次調(diào)研旨在加強(qiáng)雙方在釩資源領(lǐng)域的合作，促進(jìn)共同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)釩資源與新型儲(chǔ)能市場(chǎng)的充分互動(dòng)。上海電氣儲(chǔ)能總經(jīng)理、總工程師楊霖霖同志陪同調(diào)研，雙方相關(guān)人員與會(huì)交流。??楊霖霖同志對(duì)鞍鋼資本董監(jiān)事一行表示歡迎，并向鞍鋼資本董監(jiān)事一行詳細(xì)介紹了上海電氣儲(chǔ)能公司整體發(fā)展概況以及液流電池產(chǎn)業(yè)布局；公司在液流電池技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)及市場(chǎng)推廣方面的最新進(jìn)展，并分享了公司未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略和遠(yuǎn)景規(guī)劃。??鞍鋼資本董監(jiān)事一行對(duì)上海電氣儲(chǔ)能在釩電池領(lǐng)域取得的產(chǎn)業(yè)化成果和技術(shù)創(chuàng)新高度表示肯定；并指出鞍鋼資本作為上海電氣儲(chǔ)能的資源型股東方，會(huì)大力支持上海電氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，助力上海電氣儲(chǔ)能建構(gòu)新型儲(chǔ)能市場(chǎng)高地。??會(huì)議交流中，雙方就未來(lái)釩資源的合作模式進(jìn)行深入交流。鞍鋼資本與上海電氣儲(chǔ)能均表示希望通過(guò)本次調(diào)研進(jìn)一步深化雙方在釩資源開(kāi)發(fā)利用方面的合作，共同推動(dòng)液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為新型儲(chǔ)能行業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。

2024/06/05 作者: 中國(guó)·蓄電池詳情

50kW/200kWh！新興鑄管全釩液流電池應(yīng)急電源保障系統(tǒng)亮相央視

5月10日，在第16個(gè)全國(guó)防災(zāi)減災(zāi)日前夕，國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室、應(yīng)急管理部、浙江省人民政府聯(lián)合舉行開(kāi)展“應(yīng)急使命·2024”超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)防范和特大洪澇災(zāi)害聯(lián)合救援演習(xí)。本次演習(xí)模擬超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)正面登陸浙江，貫穿浙江全境。期間，央視新聞全程直播現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，新興鑄管全釩液流電池應(yīng)急電源保障系統(tǒng)亮相演習(xí)現(xiàn)場(chǎng)！??全釩液流電池應(yīng)急電源保障系統(tǒng)是新興鑄管滄州電池項(xiàng)目組負(fù)責(zé)研發(fā)的一款以新一代全釩液流電池技術(shù)為核心的應(yīng)急裝備，具備安全穩(wěn)定、噪音小、環(huán)保無(wú)污染、可以實(shí)現(xiàn)零伏啟動(dòng)、即插即用、能夠循環(huán)充放電兩萬(wàn)次等優(yōu)勢(shì)，適用于部隊(duì)野外拉練電源保障、重要活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)電源保障、室外應(yīng)急備用電源等場(chǎng)景。??接到演習(xí)任務(wù)通知后，新興鑄管第一時(shí)間成立4人電池保障小組，并將裝備于4月26日下午順利運(yùn)輸至演習(xí)現(xiàn)場(chǎng)，按照指定位置在演習(xí)營(yíng)區(qū)就位，同時(shí)安排一名講解員接受營(yíng)區(qū)統(tǒng)一培訓(xùn)，負(fù)責(zé)裝備展示區(qū)對(duì)電池設(shè)備的講解工作。期間，全釩液流電池應(yīng)急電源保障系統(tǒng)不僅在現(xiàn)場(chǎng)與偵測(cè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行技術(shù)對(duì)接，為其提供電源，完成飛行測(cè)試，還在為夜間國(guó)家救援隊(duì)伍入營(yíng)歡迎儀式、夜間集結(jié)活動(dòng)等提供照明保障，得到了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的一致認(rèn)可。??同時(shí)作為備用電源，指揮中心的會(huì)議大屏、通信、音響、照明接入應(yīng)急電源保障系統(tǒng)后，經(jīng)試驗(yàn)可在電網(wǎng)斷電情況下，為指揮中心不間斷提供電源，保障各類(lèi)會(huì)議持續(xù)進(jìn)行，為演習(xí)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此次演習(xí)，全方位展示了全釩液流電池在應(yīng)急電源保障領(lǐng)域的裝備先進(jìn)性，彰顯了新興鑄管在應(yīng)急電源領(lǐng)域裝備研制及保障實(shí)力，在促進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力形成、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展方面，具備良好的基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)。??9日晚上，新興際華集團(tuán)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)賈世瑞，新興鑄管黨委副書(shū)記、總經(jīng)理劉濤來(lái)到演習(xí)營(yíng)區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)取了工作人員對(duì)全釩液流電池應(yīng)急電源保障系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)的講解，觀(guān)看了為其提供電源保障的集團(tuán)智研院所負(fù)責(zé)的偵測(cè)無(wú)人機(jī)裝備。賈世瑞對(duì)其“高效率、高功率、高安全性、高穩(wěn)定性、高可靠性”的產(chǎn)品特性給予了高度肯定，并希望新興鑄管全釩液流電池技術(shù)在應(yīng)急保障等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多、更大的突破應(yīng)用。

2024/05/14 作者: 中國(guó)·蓄電池網(wǎng) 詳情

較釩電解液成本降低90%！液流電池市場(chǎng)又現(xiàn)新寵？

“新型硫鐵電解液，相較于全釩電解液成本可降低90%，這將使得配置該電解液的液流電池裝機(jī)成本降至1-1.5元/Wh的水平。”深圳市中和儲(chǔ)能科技有限公司首席科學(xué)家謝偉此前如是說(shuō)道。??這與深圳市易池新能科技有限公司（Luquos Energy）聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家盧怡君不謀而合：“這種創(chuàng)新技術(shù)有望將儲(chǔ)能成本減少到鋰電池的一半，主要原因是其使用的硫元素價(jià)格極為低廉?！?.首創(chuàng)中性硫鐵液流電池體系??在過(guò)去的十幾年中，已經(jīng)有很多研究人員嘗試過(guò)硫基液流電池的研發(fā)，硫鐵液流電池于2015年左右在美國(guó)首次被公開(kāi)報(bào)道。??國(guó)內(nèi)也有研究團(tuán)隊(duì)在關(guān)注這一技術(shù)路線(xiàn)，其中包括長(zhǎng)沙理工大學(xué)教授賈傳坤團(tuán)隊(duì)。??據(jù)賈傳坤回憶，2017年至2019年間，五氧化二釩價(jià)格飛漲，從最初的幾萬(wàn)元每噸漲到了幾十萬(wàn)元每噸，對(duì)于當(dāng)時(shí)釩電池的發(fā)展來(lái)說(shuō)是一記沉重的打擊。??因此，回國(guó)之后的賈傳坤多次說(shuō)過(guò)：“沒(méi)有釩礦堅(jiān)決不做釩電池體系?！??基于此，一些研究人員開(kāi)始尋找原材料儲(chǔ)量豐富且便宜的液流電池體系，包括錳、鈦、鐵、鉻以及硫鐵、鋅鐵等，技術(shù)路線(xiàn)眾多。??在賈傳坤看來(lái)，首先鐵元素的儲(chǔ)量是毋庸置疑的，另外硫元素的儲(chǔ)量也非常豐富，且硫具有多種不同的價(jià)態(tài)，可以形成不同的化合物。??最近，賈傳坤教授、丁美教授基于團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)中性硫鐵液流電池體系，聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)王慶教授，利用氧化還原靶向反應(yīng)的機(jī)理，構(gòu)建了新一代高能量密度中性硫鐵固液相液流電池系統(tǒng)。??該研究團(tuán)隊(duì)基于異離子效應(yīng)原理，將亞鐵氰化鉀和亞鐵氰化鈉混合物作為正極活性物質(zhì)，成功地將鐵氰化物/亞鐵氰化物的溶解度大幅提升至1.62摩爾/升。在正極儲(chǔ)液罐中引入普魯士藍(lán)作為固體儲(chǔ)能材料，利用氧化還原靶向反應(yīng)，進(jìn)一步將正極活性物質(zhì)的理論濃度增加到10摩爾/升，該側(cè)在中性硫鐵液流電池體系中理論能量密度高達(dá)260 WhL-1。??電池測(cè)試結(jié)果表明，正極電解液實(shí)際能量密度為92.8WhL-1，電池的最大功率密度達(dá)到284.7mWcm-2。同時(shí)該體系具有優(yōu)異的高溫性能，在50攝氏度下電池仍能保持良好的循環(huán)穩(wěn)定性，且固體儲(chǔ)能材料的利用率隨著溫度升高逐步增加。中性硫鐵液流電池小電堆的庫(kù)倫效率接近100%。??研究發(fā)現(xiàn)，基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性硫鐵液流電池表現(xiàn)出超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，7000次(4500h)循環(huán)后，由于固體儲(chǔ)能物質(zhì)持續(xù)釋放容量，電池的容量保持率達(dá)到181.8%。賈傳坤團(tuán)隊(duì)和相關(guān)企業(yè)研制的20千瓦中性硫鐵液流電池單堆產(chǎn)品??該成果于2021年10月首次申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利，2022年2月獲得專(zhuān)利授權(quán)（高體積容量液流電池系統(tǒng)，ZL202111260042.5），并已與湖南創(chuàng)達(dá)儲(chǔ)能科技有限公司完成專(zhuān)利成果轉(zhuǎn)化。目前5kW、10 kW和20 kW中性硫鐵液流電池堆產(chǎn)品完成測(cè)試，正在建設(shè)100MW生產(chǎn)線(xiàn)，預(yù)計(jì)2024年建成投產(chǎn)。2.解決成本與安全性?xún)纱笸袋c(diǎn)??成立于2020年底的深圳市易池新能科技有限公司（Luquos Energy）在香港中文大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系教授盧怡君的帶領(lǐng)下，專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)硫鐵液流電池。??盧怡君稱(chēng)：“我們一直在思考如何能夠同時(shí)解決成本與安全性這兩大痛點(diǎn)，我們選擇了本身具有安全性的水作為電解液，并采用地殼中豐富的硫元素作為儲(chǔ)能介質(zhì)，聚焦水系硫基液流電池技術(shù)?！??但硫元素在電池中非常容易遷移，而普通的商用膜很難阻擋這一過(guò)程。??2021年，盧怡君及其團(tuán)隊(duì)提出了一種電荷增強(qiáng)離子選擇性膜，通過(guò)減少多硫化物的穿梭率顯著延長(zhǎng)循環(huán)壽命，但在其商業(yè)化的過(guò)程中仍存在循環(huán)壽命短和低能量效率的瓶頸。??為解決這一難題，該團(tuán)隊(duì)提出了一種分子催化劑核黃素磷酸鈉（FMN-Na），以高能效促進(jìn)多硫化物的轉(zhuǎn)化。??在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)含有該團(tuán)隊(duì)催化劑的液流電池表現(xiàn)良好，在40mAcm-2下運(yùn)行2000次循環(huán)后，每個(gè)循環(huán)的衰減率為0.00004%。為了證明催化劑的可擴(kuò)展性，盧怡君和團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)建了一個(gè)100平方厘米的電池堆，工作電流密度高達(dá)100毫安每平方厘米，顯示出巨大的實(shí)際應(yīng)用潛力。100平方厘米的硫鐵液流電池堆??正如研究人員的初步發(fā)現(xiàn)，他們提高多硫化物液流電池性能的方法也可以擴(kuò)大規(guī)模，以創(chuàng)建更大的液流電池系統(tǒng)。未來(lái)的研究可以通過(guò)測(cè)試含有FMN-Na催化劑的各種電池的性能來(lái)幫助進(jìn)一步評(píng)估和驗(yàn)證這種方法的潛力。??盧怡君稱(chēng)：“實(shí)驗(yàn)室里科研成果走向市場(chǎng)并不容易，除了需要投入大量資金做研究、實(shí)驗(yàn)，在寸土寸金的香港建立實(shí)驗(yàn)室和研究中心也非常困難?！??為了解決資金問(wèn)題，2021年，盧怡君團(tuán)隊(duì)以“安全及低成本的液流電池”項(xiàng)目參加由香港中化煤氣有限公司舉辦的首屆TERA-Award智慧能源創(chuàng)新大賽，并獲得銅獎(jiǎng)，其研發(fā)的“安全及低成本的液流電池”項(xiàng)目憑借安全性好、成本低、壽命長(zhǎng)、換電方便等優(yōu)勢(shì)脫穎而出，同時(shí)也得到了香港中華煤氣進(jìn)一步的戰(zhàn)略投資。3.全壽命度電成本降至鋰電池的一半左右??由于釩電解液占液流電池成本最多，因此很多新型技術(shù)路線(xiàn)都迫切希望尋找一種可以替代釩的原材料，借此降低成本。??中和儲(chǔ)能選擇的技術(shù)路線(xiàn)便是硫鐵，其優(yōu)勢(shì)在于鐵本身比較廉價(jià)，硫?qū)儆诨な睙挼母碑a(chǎn)物，成本比鐵更便宜，因此，硫鐵具有顯著的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。??謝偉指出，電解液體系未來(lái)的目標(biāo)是要把初始裝機(jī)成本做到接近鋰電池。硫、鐵是非常成熟的工業(yè)化產(chǎn)品，其作為電解液的成本只有釩的1/10。全壽命度電成本對(duì)比??謝偉稱(chēng)：“因?yàn)榱蜩F的邊際成本低，但是電堆成本高，所以在4小時(shí)內(nèi)優(yōu)勢(shì)不會(huì)太明顯。但隨著時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，它的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯，因?yàn)樗倪呺H成本能夠快速地把系統(tǒng)成本帶下來(lái)。硫鐵體系將來(lái)是面向更長(zhǎng)時(shí)的儲(chǔ)能，從經(jīng)濟(jì)性能上來(lái)看基本要去覆蓋6-10h區(qū)間的應(yīng)用場(chǎng)景?！??硫鐵液流電池其一側(cè)使用多硫化物為電解液，但多硫化物的反應(yīng)活性不理想，中和儲(chǔ)能針對(duì)有效提升多硫化物氧化還原電化學(xué)活性開(kāi)展研究，目前在1000次循環(huán)的過(guò)程當(dāng)中，1000瓦的電堆運(yùn)行很平穩(wěn)，能量效率達(dá)到70%以上。??2024年3月18日，中和儲(chǔ)能“100MW液流電池全自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)”項(xiàng)目簽約落戶(hù)長(zhǎng)沙望城區(qū)，將推動(dòng)硫鐵液流電池產(chǎn)品快速上市。該條生產(chǎn)線(xiàn)預(yù)計(jì)將于2024年下半年建成投產(chǎn)。

2024/05/10 作者: 中國(guó)·蓄電池網(wǎng) 詳情

50MW/200MWh！張掖市山丹縣東樂(lè)北灘一期全釩液流儲(chǔ)能項(xiàng)目緊張施工中

3月27日，位于張掖市山丹縣東樂(lè)北灘百萬(wàn)千瓦級(jí)光伏發(fā)電基地的山丹縣中帛源能源科技有限公司250MW/1000MWh獨(dú)立共享儲(chǔ)能項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)人聲鼎沸，200多名施工人員錨定目標(biāo)任務(wù)，搶抓有利天氣，奮力推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度。??據(jù)了解，山丹縣中帛源能源科技有限公司250MW/1000MWh獨(dú)立共享儲(chǔ)能項(xiàng)目，一期50MW/200MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目總投資約6.3億元，儲(chǔ)能系統(tǒng)選用全釩液流電池，由16套3MW/12MWh儲(chǔ)能子系統(tǒng)和1套2MW/8MWh儲(chǔ)能子系統(tǒng)組成。項(xiàng)目建成后，可將東樂(lè)北灘百萬(wàn)千瓦級(jí)光伏發(fā)電基地新能源項(xiàng)目配套儲(chǔ)能裝置集中建設(shè)，統(tǒng)一管理，通過(guò)電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度、動(dòng)態(tài)聚合、靈活調(diào)控，有利于調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷平衡，有效提升區(qū)域新能源消納能力與水平，為儲(chǔ)能技術(shù)深度參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)探索新的途徑。??近年來(lái)，山丹縣堅(jiān)持“工業(yè)強(qiáng)縣”戰(zhàn)略不動(dòng)搖，做大做強(qiáng)優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈、配套供應(yīng)鏈、提升價(jià)值鏈，通過(guò)抓項(xiàng)目、擴(kuò)投資、強(qiáng)創(chuàng)新、優(yōu)布局等系列舉措，不斷壯大支柱產(chǎn)業(yè)規(guī)模。目前，該縣已在建新能源裝裝機(jī)54.8萬(wàn)千瓦，并網(wǎng)發(fā)電 6.6億度，在建新能源裝機(jī)容量40萬(wàn)千瓦，新能源產(chǎn)業(yè)已成為拉動(dòng)山丹縣經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“強(qiáng)引擎”。

2024/04/01 作者: 趙琳王旭輝詳情

中石化大連院曹中琦：鐵基液流電池技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展

3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)“CIES”）在杭州國(guó)際博覽中心召開(kāi)。??CIES大會(huì)以“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲(chǔ)能新發(fā)展”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。??來(lái)自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線(xiàn)上注冊(cè)嘉賓將參加本屆CIES大會(huì)，儲(chǔ)能網(wǎng)視頻號(hào)線(xiàn)上直播11萬(wàn)人參與觀(guān)看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測(cè)認(rèn)證、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。??3月11日下午，中石化（大連）石油化工研究院有限公司副研究員曹中琦受邀在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)場(chǎng)分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《鐵基液流電池技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：??曹中琦：各位專(zhuān)家、各位同仁大家好！??我是來(lái)自中石化大連石油化工研究院有限公司的曹中琦，非常榮幸有這個(gè)機(jī)會(huì)向大家分享大連院在鐵基液流電池領(lǐng)域的一些研究進(jìn)展。??雙碳目標(biāo)的提出促進(jìn)了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)向可再生能源的轉(zhuǎn)變。推動(dòng)了我們儲(chǔ)能領(lǐng)域的快速發(fā)展。許多專(zhuān)家都提到了風(fēng)能，太陽(yáng)能這些可再生能源發(fā)電面臨著各自的局限性，包括不連續(xù)，不穩(wěn)定，不可控的非穩(wěn)態(tài)特性，使得并網(wǎng)比較困難，而且棄風(fēng)棄光率比較高。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)可再生能源普及應(yīng)用的核心技術(shù)，也是國(guó)家的重大戰(zhàn)略需求。??我們國(guó)家從各個(gè)方面發(fā)布了儲(chǔ)能相關(guān)的政策，推動(dòng)了儲(chǔ)能領(lǐng)域的快速發(fā)展?，F(xiàn)在儲(chǔ)能進(jìn)入了萬(wàn)億級(jí)的賽道，新型的儲(chǔ)能技術(shù)備受研究者的關(guān)注。預(yù)計(jì)在2030年，我們國(guó)家和全球的電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3600億元以及8000億元。??下面我們對(duì)于各種儲(chǔ)能技術(shù)做了統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。由于在前面很多專(zhuān)家還有很多老師都有一些介紹，在這里我不多說(shuō)了。??全球儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增加，2022年全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量40.2GW，其中抽水蓄能仍然占據(jù)著主導(dǎo)的地位，但其占比首次低于80%；電化學(xué)儲(chǔ)能異軍突起，新增裝機(jī)容量約20.8GW，占到51.7%，呈現(xiàn)著指數(shù)性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。??我國(guó)也是呈現(xiàn)同樣的態(tài)勢(shì)。電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展非常迅速。這里需要特別關(guān)注的是我們國(guó)家的液流電池領(lǐng)域的技術(shù)成熟度、裝機(jī)規(guī)模都是已經(jīng)處于世界前列的位置。未來(lái)，電化學(xué)儲(chǔ)能的市場(chǎng)會(huì)成為市場(chǎng)的主流，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、商業(yè)模式的創(chuàng)新、技術(shù)升級(jí)是未來(lái)發(fā)展的主要態(tài)勢(shì)。??我們中石化也在積極布局儲(chǔ)能領(lǐng)域。中石化發(fā)布了2030年碳達(dá)峰的行動(dòng)方案，也提出儲(chǔ)能技術(shù)要為綠電的制備，消納，綠氫煉化發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)，是我們中石化自從雙碳目標(biāo)提出之后面臨著自己的轉(zhuǎn)型發(fā)展。提出了一基兩翼三新的發(fā)展戰(zhàn)略，為我們中石化發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。??眾所周知，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在安全性、環(huán)境友好性、以及經(jīng)濟(jì)性方面提出了高的要求。我們大連院開(kāi)展了液流電池領(lǐng)域的研究，主要考慮液流電池具有安全的特性，容量和功率可以獨(dú)立的設(shè)計(jì)，對(duì)環(huán)境是比較友好的，是電化學(xué)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能首選的技術(shù)路線(xiàn)。并從成本和資源的角度考慮，重點(diǎn)開(kāi)展鐵基液流電池的研究，主要包括鐵鉻液流電池和全鐵液流電池兩種技術(shù)。??我們首先從電極，電解液，隔膜主要的部件對(duì)液流電池技術(shù)作為比較詳細(xì)的分析。從電極方面主要影響電壓效率，電密，壽命，也是決定負(fù)反應(yīng)的程度。電解液主要影響的是能量密度，還有容量的穩(wěn)定性。對(duì)于隔膜來(lái)說(shuō)是主要成本的所在，也會(huì)影響效率。??基于上述的分析，大連院主要從關(guān)鍵材料出發(fā)，進(jìn)行單電池的研究和測(cè)試，為電堆的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，最后進(jìn)行系統(tǒng)集成方面的研究工作。??對(duì)于鐵鉻液流電池方面，我們針對(duì)的是鐵鉻液流電池電化學(xué)反應(yīng)活性比較差，動(dòng)力學(xué)差的問(wèn)題開(kāi)展研究，而且也是為了解決負(fù)極析氫的問(wèn)題，我們主要通過(guò)電極的改性，可以使能量效率提高到84.5%，和處理前相比提高了9.7%，經(jīng)過(guò)1000圈的測(cè)試，效率穩(wěn)定性良好。進(jìn)行了改性電極的放大研究，為后面電堆的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。??在鐵鉻液流電池穩(wěn)定性方面，主要考慮容量衰減的問(wèn)題。無(wú)論是全釩液流電池還是鐵鉻液流電池，都面臨著容量衰減的問(wèn)題。我們主要從電解液的角度開(kāi)展研究，對(duì)容量衰減的機(jī)理進(jìn)行了分析；在此基礎(chǔ)上對(duì)鐵鉻液流電池電解液的組成進(jìn)行優(yōu)化，包括鐵、鉻、鹽酸濃度和用量的優(yōu)化；并開(kāi)展了電解液添加劑的研究，通過(guò)添加劑進(jìn)一步的使容量衰減率進(jìn)一步的降低。目前可將鐵鉻液流電池充放電過(guò)程中的單圈容量衰減降低到千分之六左右。??之后開(kāi)展了關(guān)于容量恢復(fù)方面的工作。其方法主要包括添加劑，和容量恢復(fù)裝置的使用，都可以使容量恢復(fù)到原來(lái)初始的狀態(tài)，為系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。此外，也開(kāi)展了容量衰減SOC監(jiān)測(cè)等方面的一些研究工作。??隔膜和雙極板也是液流電池的重要部件，在該方面主要開(kāi)展了優(yōu)選的工作，希望能夠有機(jī)會(huì)和各個(gè)相關(guān)的材料方面的企業(yè)多多交流。??對(duì)于全鐵液流電池的思路是進(jìn)一步降低液流電池的成本。本研究考慮的是全溶性全鐵液流電池，我們重點(diǎn)在于電解液的開(kāi)發(fā)。主要開(kāi)展了全鐵液流電池配體的研究，通過(guò)配體的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的電解液，從電解液的黏度、形成沉淀的情況等方面進(jìn)行電解液組成的優(yōu)化。構(gòu)筑了全溶性全鐵液流電池，進(jìn)行了500圈充放電的測(cè)試，表明了全鐵液流電池穩(wěn)定性比較良好，能量效率比較高，達(dá)到80%以上。??在千瓦級(jí)的系統(tǒng)中對(duì)全鐵液流電池進(jìn)行評(píng)價(jià)，在這里展示了其中一部分的測(cè)試結(jié)果，其能量效率可達(dá)到80.8%，在已報(bào)道的全鐵液流電池情況看是比較高的水平，具有比較良好的應(yīng)用前景。??進(jìn)一步開(kāi)展了電堆的設(shè)計(jì)方面的研究工作。主要包括流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，基于之前在關(guān)鍵材料方面的開(kāi)發(fā)和優(yōu)選，進(jìn)行電堆的設(shè)計(jì)、均勻性的評(píng)價(jià)，通過(guò)模型和試驗(yàn)反饋流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最后開(kāi)發(fā)高功率密度的電堆。??這是我們現(xiàn)在主要開(kāi)展的示范項(xiàng)目，是30kW/120kWh鐵基液流電池的光儲(chǔ)示范，在中石化內(nèi)部開(kāi)展的示范工作?，F(xiàn)在已經(jīng)完成了儲(chǔ)能方面的建造，完成了密封性和充放電性能的測(cè)試。預(yù)計(jì)今年6月份完成示范。??對(duì)中石化大連院在液流電池方面的工作進(jìn)行小結(jié)，這是大連院主要的研究工作即主要產(chǎn)品。包括高活性改性電極，高性能電解液（包括鐵鉻液流電池電解液和全鐵液流電池電解液），電堆，以及液流電池BMS的內(nèi)容。最后開(kāi)發(fā)了30kW/120kWh鐵基液流電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)。??希望借這個(gè)機(jī)會(huì)和各位專(zhuān)家，各位同仁多多交流，謝謝！

2024/03/20 作者: 中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)新聞中心詳情