陈继涛 磷酸铁锂及其储能电池进展
磷酸铁锂的合成方法
磷酸铁锂合成工艺比较(1)高温固相法:J. Barkaer 等就磷酸盐正极材料申请了专利,主要采用固相合成法,以碳酸锂、氢氧化锂等为锂源,草酸亚铁、乙二酸亚铁,氧化铁盒磷酸铁等为铁源,磷酸根主要来源于磷酸二氢铵等。
典型的工艺流程为:将原料球磨干燥后,在马弗炉或管式炉内于惰性或者还原气氛中,以一定的升温加速加热到某一温度,反应一段时间后冷却,高温固相法的优点是工艺简单,易实现产业化,但产物粒径不容易控制,分布不均匀,形貌也不规则,并且在合成过程中需要使用惰性气体保护。
(2)碳热还原法:这种方法是高温固相法的改进,直接以铁的高价氧化物如Fe2O3,LiH2PO4和碳粉为原料,以化学计量比混合,在箱式烧结炉氩气气氛中于700℃烧结一段时间,之后自然冷却到室温,采用该方法做成的实验电池首次充放电容量为151mAh/g,该方法目前有少数几家企业在应用,由于该法生产过程较为简单控制,且采用一次烧结,所以它为LiFePO4产业化提供了另外一条途径。
但该方法制备的材料较传统的高温固相法容量表现和倍率性能方面偏低。
(3)水热合成法:S. F. Yang等用Na2HPO4和FeCl3合成FePO4.2H2O,然后与CH3COOLi 通过水热法合成LiFePO4,与高温固相法比较,水热法合成的温度较低,约150度~200度,反应时间也仅为固相反应的1/5左右,并且适合于高倍率放电领域,但该种合成方法容易在形成橄榄石结构中发生Fe错位现象,影响电化学性能,且水热法需要耐高温高压设备,工业化生产的困难要大些,据称Phostech的P2粉末便采用该类工艺生产。
(4)液相共沉淀工艺:该法原料分散均匀,前躯体可以在低温条件下合成,将LiOH加入到(NH4)2Fe(SO4)3.6H2O与H3PO4的混合液中,得到共沉淀物,过滤洗涤后,在惰性气氛下进行热处理,可以得到LiFePO4,产物表现出较好的循环稳定性。
(5)雾化热解法:雾化热解法主要用来合成前躯体,将原料和分散剂在高速搅拌下形成浆状物,然后在雾化干燥设备内进行热解反应,得到前躯体,灼烧后得到产品。
固态电池关键材料体系发展研究
固态电池关键材料体系发展研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 研究目的与任务 (4)3. 研究方法与思路 (6)二、固态电池概述 (6)1. 固态电池的基本原理 (7)2. 固态电池的分类 (9)3. 固态电池的特点及优势 (10)三、固态电池关键材料体系 (11)1. 正极材料 (13)2. 负极材料 (14)3. 电解质材料 (16)4. 隔离膜材料 (17)5. 添加剂与粘合剂等辅助材料 (18)四、固态电池关键材料体系的发展现状 (19)1. 正极材料的发展现状 (20)2. 负极材料的发展现状 (21)3. 电解质材料的发展现状 (22)4. 隔离膜材料的发展现状 (23)5. 其他辅助材料的发展现状 (25)五、固态电池关键材料体系的技术挑战与解决方案 (26)1. 技术挑战 (27)2. 解决方案与路径探讨分析 (28)一、内容描述随着全球对可持续能源的需求不断增长,固态电池作为一种具有高效能、长寿命和环保性能的新型电池技术,受到了广泛关注。
固态电池的关键材料体系对其性能和成本具有重要影响,因此研究固态电池关键材料体系的发展具有重要的理论和实际意义。
固态电解质:固态电解质是固态电池的核心组成部分,其性能直接影响到电池的能量密度、循环稳定性和安全性能。
本节将对现有固态电解质的研究进展进行梳理,包括聚合物电解质、无机非金属电解质等,并探讨其在固态电池中的应用前景。
电极材料:电极材料作为固态电池的另一关键组成部分,其导电性、离子传输能力和化学稳定性对于电池的性能至关重要。
本节将对目前主要的电极材料(如硅基、硫属化合物、硫化物等)进行综述,分析其优缺点及在固态电池中的应用潜力。
界面科学与调控:固态电池的界面结构对其性能具有重要影响,如界面电阻、界面反应等。
本节将对固态电池界面科学的研究现状进行梳理,重点关注界面调控策略(如掺杂、包覆、共价键形成等)及其在提高固态电池性能方面的作用。
我国首个特高压电极箔项目4月9日落户新疆石河子
高压直流输电发展史中新的历史丰碑。 在这项备受瞩 目 的 工程项 目 西电集 团一举获得了银川东换流站三台高端 中, 换流变压器、 四台低端变压器的供货合 同, 合同金额高达
4 1 )元 , 00 8 2 1年明 陆 续交付用 户。 9 9 以 51  ̄ 2 1年 月一01 4 19年
一 。 。 一一 一 : 一 船 臻 鬻 广东 省天然气 一 管网 期工程惠 线 工 州干 开
备承接西气东输天然气及川气南下天然气的能力。
我国 个特 压电 项 ̄B 日 户 疆 子 首 高 极箔 1 9 落 新 石河 4
4 日, 月9 投资35 . 亿元、 年产70 2万平方米的特高压电极 箔项 目 在新疆石河子经济技术开发区正式开工建设。 项目 建成投产后, 将填补我国在特高压电极箔科研生产领域的 空白。 石河子市党委书记、 新疆生产建设兵团农八师政委 宋志国表示, 4 内将建设4条特高压电极箔生产线, 在 年 0 项目建成投产后, 可形成年产特高压电极箔7O 2万平方米 的能力, 实现销售产值54 .亿元以上。 负责此项建设的 据 扬州宏远电子有限公司总经理张椿年介绍, 特高压电极箔 是铝电解电容器的核心材料, 广泛应用于轨道交通、 平板 显示、 电动汽车、 太阳能、 风能电池等环保技能领域。 前 目
锂电储能系统热失控防控技术研究进展
锂电储能系统热失控防控技术研究进展储能电站锂离子电池火灾事故频发引起了人们对锂离子电池热失控特性和防控技术的关注与重视。
本文将储能电站锂离子电池在外部滥用条件下的热失控演化过程划分为3个阶段和6个过程,分别是热失控早期、热失控发生期、火灾初期3个阶段和放热、产气、增压、喷烟、起火燃烧和气体爆炸6个过程。
整个演化过程各阶段并不是独立的,而是化学反应重叠交叉进行的。
因储能电站火灾与传统火灾燃烧特性差异较大,需根据其热失控演化过程特点提出针对性的防控措施。
本文梳理了近年来锂离子电池热失控特性和防控技术的研究进展,对锂离子电池热失控演化过程、监测预警技术、热失控抑制和灭火技术等方面进行了归纳总结与展望。
锂离子电池目前被广泛应用于储能领域,储能电站火灾爆炸事故频发引发了人们对电化学储能电站安全性的极大关注。
锂离子电池是储能电站电能的能量载体,其电极体系组分具有很高的热危险性,封装成电池后其热危险性加剧。
2021年4月,北京丰台区储能电站发生爆炸事故,造成两名消防员死亡,使得公众对储能电站的应用前景担忧。
近年来发生的储能电站火灾爆炸事故如表1所示。
储能电站锂离子电池的火灾爆炸事故,主要是电池单体发生内短路后使得电池热失控起火燃烧,进一步热失控扩展到相邻电池,从而形成大规模火灾,在受限空间中气体积聚到一定程度时,遇到点火源,又会发生爆炸。
尽管锂离子电池存在自引发内短路致使热失控的风险,但是概率很低,仅为百万分之一。
一般认为,热失控是在外部诱发条件如热滥用、电滥用、机械滥用下造成的。
储能电站锂离子电池发生热失控时,电池间会发生热失控蔓延,进一步引发大规模的电池燃烧,如图1所示。
图1锂电储能系统热失控演化过程储能电站锂离子电池由热失控演化为火灾爆炸的过程,一般可分为4个阶段:①电池在滥用条件下释放热量,产生可燃有毒气体;②热量和可燃气体在电池壳密闭空间内形成较大压力,打开安全阀后泄气;③高温泄气经过安全阀形成喷射火或形成大量高温可燃有毒混合气;④高温混合气在单预制仓储式结构中积聚,最后遇到点火源后引发爆炸。
论退役锂电池梯次利用技术
论退役锂电池梯次利用技术作者:陈柯元陈臻包启科汤海岚蔡嘉宾来源:《科技风》2020年第26期摘;要:针对现行市场退役锂电池梯次利用技术不完善的现状,本项目旨在解决退役锂电池梯次判定时采集获得的多参数建模的困难性,提出利用大数据技术处理链接式表格搜索设想。
就促进行业龙头企业的退役锂电池梯次利用安全操作规范化和退役锂电池梯次利用市场化,点明操作关注点,探索未来发展的关键技术突破点。
基于上述资料,本项目对退役锂电池梯次利用技术进行合理展望,分析该技术的前景及发展方向。
关键词:退役锂电池;梯次利用;锂电池预测至2020年,累计退役重量达12~17万吨。
如果直接对退役锂电池进行金属回收,剩下的80%的电池容量将是极大浪费;如果对退役锂电池回收前先进行梯次利用,即将锂电池包、模組或单体重新检测、分选并配组,再应用于对电池容量和功率等要求不像电动汽车那么严格的场所(比如电网、太阳能和风能等储能领域,宽带无线基站蓄电池等),可以有效延长电池的生命周期,减少电池使用成本。
预测到2020年,梯次利用市场规模约64亿元,2025年约282亿元[1]。
为此,2012年《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》和2016年《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划(2016-2020)》均明确提出要大力发展锂电池梯次利用,引导健全、完善相关技术并实现产业化。
一、现状分析美国、日本以及欧洲等发达国家于2000年左右就在锂电池梯次利用进行了大量技术投入,技术领先。
国内在大规模锂电池梯次利用技术方面,起步较晚,与发达国家相比还有较大差距。
本项目针对电池行业领军企业年25000吨锂电池梯次利用和资源回收生产线所面临的关键问题开展研究。
二、研究内容退役锂电池梯次利用是个百亿级的市场,梯次利用产业化过程诸多关键技术尚不完善。
目前,锂电池使用过程参数类型多、参数采集不完备且采集方法差异大,导致获取的过程数据分布呈现量大、高维、非高斯、非线性、异构和异源等特点,使快速准确的梯次利用关键性能估计难以实施。
化工行业周报:万华磷酸铁锂项目环评公示 POE中试已完成
我们认为化工行业的投资策略是:投资系统性创新和低成本扩张。
化工的下一波行业格局取决于人才竞争。
化工行业已从单纯的资本密集型行业,变为人才和资本密集型行业,后来者无法通过资本反超,只能瞠乎其后,化工行业的周期性也因此变弱。
优秀的公司凭借有效的激励、卓越的管理和持续的创新,打造出难以撼动的技术迭代优势、低成本优势和高效服务优势,在全球市场中攻城略地。
碳中和或带来化工行业颠覆性变革和机遇碳中和对化工行业的影响深远。
据NPCPI 统计,中国石化和基础化工行业碳排放量排在所有行业中领先,约占全国碳排放总量18%左右,其中“工艺排碳”占比6%左右,“工程排碳”占比12%左右,受3060 碳中和目标影响很大。
从行业演变看,我们认为未来40 年化工行业在碳中和背景下预计经历3 个阶段:第一阶段分步达峰。
化工产品众多,每种产品的能耗和碳排放量不同,其碳达峰的要求或不同。
我们理解对于高耗能的产品或产业不代表没有发展,只是会优先达峰,低耗能的产品或产业有望获得更长成长窗口;第二阶段未来的竞争在下游和海外。
随着碳达峰,中国化工行业上游大宗原料由于相对高耗能而触达天花板,但在无大量新增产能情况下盈利中枢大幅提升,大化工企业获得的巨大现金流或投向下游精细化工品和新材料领域,亦或是继续扩大同类产品产能,只是将新增产能转移至碳容量更大的国家或地区。
在第二阶段,化工企业或许会面临公用工程的大面积技改,利用绿色能源替代方案降低能耗,以减少与碳中和相关的税费成本;第三阶段生物基材料和能源的时代。
化工产品与百姓生活息息相关,需求不会因为政策而消失。
但在碳中和目标下,化石基材料或在局部面临颠覆性冲击。
生物基材料是一种可能的替代/补充方案。
随着生物基材料成本下降、化石基材料成本上升(碳排放税费增加)、以及“非粮”原料的生物基材料的突破,生物基材料有望成为全球工业新的底层材料。
值得强调的是,以上是长达40 年的行业演变思路,3060 主要影响的是远期高耗能产品或产业发展的天花板,对于已获批的规划项目影响较小。
《电动汽车动力电池:从材料到系统设计》札记
《电动汽车动力电池:从材料到系统设计》阅读笔记目录一、内容简述 (2)二、电动汽车动力电池概述 (3)三、动力电池材料分析 (4)3.1 正极材料 (5)3.2 负极材料 (5)3.3 隔膜材料 (6)3.4 电解液及添加剂 (8)四、电池系统设计原理 (10)4.1 电池单元设计 (11)4.2 电池模块设计 (12)4.3 电池包与热管理系统设计 (13)4.4 电池均衡与保护电路设计 (14)五、电池生产工艺及制造技术 (15)5.1 电池材料制备工艺 (17)5.2 电池组装工艺 (18)5.3 电池测试与筛选技术 (20)六、电动汽车动力电池的挑战与发展趋势 (21)6.1 当前面临的挑战 (22)6.2 发展趋势及前景预测 (23)七、案例分析与应用实例 (25)7.1 某型电动汽车动力电池系统介绍 (26)7.2 电池系统性能优化措施分析 (27)7.3 实际应用中的表现与改进建议 (28)八、结论与展望 (30)一、内容简述本书首先介绍了电动汽车动力电池的发展历程和现状,概述了当前市场上主流的电池类型,如锂离子电池、镍氢电池等,并简要分析了各自的优缺点。
书中对动力电池的核心材料进行了详细介绍,包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等关键组件的基础理论、性能特点以及最新的研究进展。
书中重点阐述了电池的材料性能对电池整体性能的影响,以及材料选择对电池安全性、寿命、成本等方面的决定性作用。
本书深入探讨了电池系统的设计理念与原则,包括电池的结构设计、热管理、电安全管理等,展示了如何将单个电池单元组合成具有高能效、长寿命和可靠性的电池系统。
书籍还涉及到了电池制造过程中的关键技术、工艺流程以及质量控制措施。
针对电动汽车的实际需求,书中对电池系统的匹配与设计进行了阐述,包括与整车其他系统的协同设计、电池包的轻量化等方面。
本书还展望了动力电池的未来发展趋势,特别是在新材料、新工艺、智能化等方面的前景。
锂原电池的研究与发展
锂原电池的研究与发展目录1. 内容概述 (3)1.1 锂原电池的定义和分类 (4)1.2 锂原电池的重要性 (5)1.3 研究与发展背景 (6)2. 锂原电池的工作原理 (7)2.1 电极反应机理 (8)2.2 电解质类型和特性 (9)2.3 隔膜材料及其功能 (10)3. 锂原电池的组成材料 (11)3.1 电极材料的选择与研究 (13)3.2 电解质和盐的种类与性能 (15)3.3 集流体材料 (16)3.4 其他辅助材料 (17)4. 锂原电池的制备工艺 (19)4.1 正负极材料制备 (20)4.2 电池组装技术和设备 (22)4.3 电池涂层与保护层 (23)5. 锂原电池的关键技术 (23)5.1 电池性能优化 (25)5.2 循环稳定性和安全性 (27)5.3 改善电池能量密度和功率密度 (28)6. 锂原电池的应用领域 (29)6.1 消费电子产品 (30)6.2 电动交通工具 (31)6.3 能源储存和移动电源 (33)6.4 其他特殊应用 (34)7. 锂原电池的未来发展趋势 (35)7.1 高能量密度和高安全性 (36)7.2 成本的降低与回收利用 (37)7.3 环保与可持续发展 (39)8. 国际前沿研究动态 (40)8.1 新型电极材料的开发 (41)8.2 电池设计与纳米技术 (42)8.3 化学储能系统的集成 (43)9. 锂原电池的安全问题及对策 (45)9.1 电池热失控机理 (46)9.2 安全性能测试与评估 (47)9.3 安全设计与防护措施 (48)10. 锂原电池的环保问题与可持续性 (50)10.1 锂矿资源的开采与环境影响 (51)10.2 废旧电池的回收与处理 (53)10.3 电池材料的可回收性和可循环性 (54)11. 结论与展望 (55)11.1 总结锂原电池的发展成就 (57)11.2 面临的挑战与未来发展方向 (59)11.3 研究工作的意义与价值 (60)1. 内容概述随着电子设备和便携式技术的快速发展,对高性能电池的需求日益增长。
甘肃省锂电池产业发展对策研究
甘肃省锂电池产业发展对策研究作者:梁顺强孙晓东赵军许鸿善来源:《发展》2023年第12期锂电产业是战略产业和新兴产业。
目前,以锂电产业为代表的新能源电池产业在新能源汽车领域和储能领域加快兴起并占据主流,特别是在新型储能装机中占比近95%。
在“双碳”背景下,立足甘肃省资源优势和产业基础,加快发展锂电池产业具有重要战略意义和现实意义。
一、锂电池产业发展现状(一)全球和国内概况及市场发展趋势1.全球发展趋势从产能格局来看。
2022年全球锂电池产能超过2000GWh,预计未来4年内年复合增速有望保持在33%左右,2026年将达到6300GWh。
分国家来看,锂电池产能集中度前5的国家分别是中国(80%)、美国(6%)、波兰(3%)、瑞典(3%)、韩国(2%),合计占比达94%,产能格局高度集中。
美国IRA法案和欧洲《净零工业法案》《欧洲关键原材料法案》颁布后,欧美国家加速建设本土鋰电池产业链,吸引电池企业出海欧美布局产能,预期2026年欧美国家锂电池占比将提升。
日本、韩国电池龙头企业,大多以客户布局为导向,优先选择在中国、美国建设产能,在本土产能布局较少,且在未来鲜有扩产规划。
从市场需求来看。
2022年在减碳目标、电动化转型、地缘政治及政策法规的驱动下,全球电池市场势头强劲,需求爆发。
全球锂电池出货量957.7GWh,同比增长70.3%。
其中,汽车动力电池出货量684.2GWh,同比增长84.4%;储能电池出货量159.3GWh,同比增长140.3%;小型电池出货量114.2GWh,同比下降8.8%;储能电池增速超过动力电池。
2.国内发展概况从产业政策分析。
近年来,我国积极出台行业规范、发展规划和产业政策,发布《锂离子电池行业规范条件》《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》《关于推动能源电子产业发展的指导意见》等系列文件,明确锂电发展目标、行业标准和技术规范,并从产业链延伸、要素保障、科技创新等方面给予政策支持,涵盖电池产业发展全生命周期,促进我国锂电池产业科学、健康、持续发展。
退役磷酸铁锂电芯性能研究
第 22 卷 第 6 期 2021 年 6 月
电气技术 Electrical Engineering
Vol.22 No.6 Jun. 2021
退役磷酸铁锂电芯性能研究
李 程 1 马霖睿 2 陈郭力 1 杨建新 3 王 博 4
(1. 国网汉中供电公司,陕西 汉中 723000;2. 上海电力大学,上海 200090; 3. 国网陕西省电力公司,西安 710048;4. 国网陕西省电力公司电力科学研究院,西安 710054)
75
由于退役电池容量衰减程度有不确定性,容量测定 时设定的充放电电流 I3 也无法设定。参照 DB31T 817—2014《智能电网用储能电池性能测试技术规 范 》 的 测 试 要 求 [15] , 分 别 假 设 电 池 容 量 未 衰 减 (15A·h)、衰减到 80%(12A·h)、衰减到 70%(10A·h) 这三种情况来标定电池的实际容量,并查看同一种 电池的实际容量在上述三种情况下的差异性。图 1 为按不同电池容量标定的 20 个退役电池的实际容 量。图 2 为按不同电池容量校准后测得的退役电池 实际容量。
Abstract One of the key technologies for the hierarchical utilization of retired batteries is consistency sorting. This paper takes 15A·h decommissioned lithium iron phosphate single battery as the research object to study the internal and external nature. The research results show that the first step in the sorting of decommissioned lithium-ion batteries can be preliminary and rapid screening through visual inspection. For the calibration of the actual capacity of the decommissioned battery, the charge and discharge current I3 is defined as 80% of the nominal capacity, and the actual capacity of the decommissioned battery is more accurate. Pulse discharge voltage is an important indicator for judging battery consistency and can be used as a characteristic indicator for rapid sorting of lithium batteries. The battery with the state of health (SOH) value above 80% and the pulse discharge voltage above 2.7V is selected as the battery with good working condition.
磷酸铁锂电池应用展望
强化,被作为主要的 动 力 电 池 发 展,是 当 今 新 能 源 车 动力电池的主要类 型 。 [2] 目 前 国 内 外 产 业 化 应 用 的 锂离子动 力 电 池 正 极 材 料 有 磷 酸 铁 锂 (以 下 简 称 为 LFP)、锰 酸 锂、三 元 (镍 钴 锰 酸 锂、镍 钴 铝 酸 锂 ) 等[3,4],其中磷 酸 铁 锂 以 其 较 高 的 安 全 稳 定 性 、较 长 的循环寿命和更低的成本优势在国内得到了迅速的 成长[5-9],伴随着新能源汽车及动力电池的快 速 发 展 , 近几年磷酸铁锂材料行业技术工艺不断成熟 ,同质化 竞 争 凸 出 ,基 于 技 术 快 速 迭 代 和 产 业 生 态 合 作 ,磷 酸 铁 锂市场在稳步成长中加快向龙头企业 集 中,行业集中 度进一步提 升。 磷 酸 铁 锂 固 有 的 成 本 优 势 ,在 成 本 敏 感的市场存在 顽 强 的 生 存 空 间 ,叠 加 一 些 新 技 术 方 案 可在一定程 度 解 决 性 能 短 板 。 在 过 去 的 一 年 ,磷 酸 铁 锂产业链 需求 已 经 回 暖 ,供 需 格局得 到了 改 善 ,磷 酸 铁 锂在动力电池市场地位回升将会得到进一步强化。
电池工业 第25卷第1期 Chinese BatteryIndustry 2021年2月
磷酸铁锂电池应用展望①
尹 莲 芳1 ,谢 乐 琼2 ,刘 建 红2,程 刚3,王 莉2,何 向 明2
(1.哈 尔 滨 光 宇 电 源 股 份 有 限 公 司 ,哈 尔 滨 150078;2.清 华 大 学 核 能 与 新 能 源 技 术 研 究 院 ,北 京 100084; 3.哈 尔 滨 宇 程 锂 电 新 能 源 技 术 开 发 有 限 公 司 ,哈 尔 滨 150028)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
磷酸铁锂及其储能电池进展陈继涛北京大学化学与分子工程学院北大先行科技产业有限公司2010.6.2能源及环境的可持续发展面临挑战★能源是人类生活和社会进步的关键资源, 是实现经济和社会可持续发展的重大因素,关系国家安全。
★能源日益紧缺、环境污染日益加剧。
能源种类煤炭石油天然气铀世界储量15980亿吨1211亿吨119万亿立方米235.6万吨可开采年限(年)20030-406060中国可开采年限(年)102236130/publications /大力发展新能源势在必行开源节流新疆风车田发电纯电动客车智能电网藏北利用太阳能的设备发展新能源产业是我国的战略选择我国已经成为世界第二大能源消耗国;我国汽车产量逐年递增,2009年达到1379.1万辆,世界第一; 2009年,我国原油净进口1.99亿吨,对外依存度51.3%。
开★2010年,风光发电突破2000万千瓦源★2020年,风光发电突破1亿千瓦★科技部“十城千辆”计划:在北京、上海、重庆等十节流三个城市,三年6万辆新能源汽车进行示范运行。
★汽车产业调整和振兴规划:到2011年,形成50万辆新能源汽车产能,新能源汽车为突破口实现汽车产业的战略转型。
新能源产业发展需求储能电池风能能电动汽车能源时间源空间光能上移电动摩托车上移储能电池瞬时性、流动性发展新能源产业必须大力发展高安全、长寿命、高能量密度的储能电池!几种二次电池性能对比图锂离子电池在能量密度方面具有绝对优势!全球便携式储能电池市场锂离子电池应用范围日益广泛NATURE|Vol456|27 NEWS FEATURE 7 November2008储能电池应用前景1、动力电池;2010年:600亿,2020:3000亿风光发电:2、电网储能;动力电池梯级利用:3、备用电源。
随着新能源汽车的发展,市场规模过千亿国防领域:军用电源、航空航天、国防安全----动力和储能电池战略性产业机遇与挑战新能源产业的快速发展,为锂离子电池在储能电池领域的应用提供了前所未有的机遇!安全、成本、循环寿命!Is lithium ion battery safe?提高锂离子电池的安全、循环寿命、降低成本是电源界的不懈追求!锂离子电池----系统工程关键材料工艺应用正负电电制集成隔极材料极材料解液池设计造工艺技术膜化学材料科学化学机械设计化学电子学不同种类的锂离子电池正极材料几种材料应用优劣比较比容量所占成本比类别安全性能mAh/g 循环寿命电压平台材料成本重适合领域钴酸锂差145>500次 3.6高40%中小型移动电池对体积不敏感的中型动力锰酸锂较好105>500次 3.7低25%电池三元素较好160 >800次 3.6较高33%中小型号动力电池磷酸铁锂很好150>1500次3.2低廉25%对体积不敏感的大型动力电源★磷酸铁锂是新一代动力锂离子电池的首选材料,在安全、成本、环保等均可满足电动车的需要,已成为世界各国竞相研究和开发的重要方向!LiFePO 4性能特点4.754.5522.533.54%0.0040.0180.08500.511.5Co NiMnFea. LiFePO 4基本结构(Tarascon, Nature,2001,414:359)b.几种过渡金属元素在地壳中的含量缺点(a asco ,Na u e,00,:359)1安全性能好;缺点:1、安全性能好;2、循环寿命长;3、资源丰富成本低廉2、制备工艺复杂,产业化难度大。
A.Padhi, K.Monjundaswamy, J. Goodenough .J Eelectrochem Soc 11883、资源丰富,成本低廉。
J. Eelectrochem. Soc .1997,144,1188.磷酸铁锂材料的主要改性方法改性提高电子导电率改善离子扩散通道包覆金碳包覆离子掺一次颗属纳米杂粒纳米颗粒化磷酸铁锂材料主要进展A.Padhi, K.Monjundaswamy, J. Goodenough ,J. Eelectrochem. Soc. 1997,1188LiF PO Ph t h Lithi C 144,1188 ------首次报道LiFePO 4,2002成立Phostech Lithium Co .,引用1177次N Ravet J B Goodenough S Besner M Simoneau P Hovington MN. Ravet, J.B. Goodenough, S. Besner, M. Simoneau, P.Hovington, M. Armand, in: Proceedings of the 196th ECS Meeting, Honolulu, Oct. 1999----碳包覆Chung S Y, Bloking J T, Chiang Y M. Nature Materials ,2002,2:123-128 ------离子掺杂,2003成立A123 Co.J Barker M Y Saidi and J L Swoyer Electrochemical and Solid StateJ. Barker, M. Y. Saidi, and J. L. Swoyer. Electrochemical and Solid-State Letters, 2003,6 ~3:A53-A55---碳热还原法,ValenceByoungwoo Kang & Gerbrand Ceder NATURE 2009458(12):190-192—y g g &,,()表面处理,快速充放电磷酸铁锂材料主要进展Byoungwoo Kang & Gerbrand CederNATURE,2009,458(12):190-19217磷酸铁锂材料主要生产商A123天津STLLiFePO 4的主要生产厂家Aleees台湾长园台湾我们的进展•2003年获得北京市科技计划项目战略高技术基础研究基金的支持•2006863•2006年入选首批北京新材料工程中心单位年获得科技部计划新材料领域的支持•2007年被科技部评定为首个磷酸铁锂国家重点新产品产业化技术¾设计建成了500T/年的大规模生产线,通过环评验收¾形成了5个系列产品,实现了磷酸铁锂的规模生产¾形成了245个文件组成的完整技术文档ISO90012000ISO140002004¾通过了ISO9001:2000和ISO14000:2004质量和环境体系认证五种定型产品的主要指标指标LFP-020LFP-021LFP-200LFP-300LFP-500 D50(μm) 1.8 2.0 1.5 2.0 2.3 TD(g/cm3) 1.2 1.2 1.3 1.4 1.5 SSA(m2/g)1515121212压实密度 2.1 2.1 2.2 2.3 2.3 0.1C放电容量152154156154159 3.3V平台(0.1C)88%90%95%94%96% 1C放电容量138136144143149 3.3V平台(1C)70%65%84%82%81%几种产品的SEM图比较LFP-021LFP-20022LFP-300LFP-500优异的循环和倍率性能12015002000250030003500030060090012001500V o l t a g e (m 7C 10C 12C 14CCapacity(mAh)磷酸铁锂产业化相关报道研发出不同规格的磷酸铁锂电池20Ah 、50Ah 、55Ah 和120Ah 磷酸铁锂动力电池通过了863计划动力电池检测中心201所按QC/T743-2006Q《电动道路车辆用锂离子蓄电池》国家标准的强制测试安全性能测试情况26安全性能测试情况北京市首批政府采购自主创新产品目录序号企业名称产品名称1新奥特硅谷视频技术有限责任公司新奥特高端字幕机2北京东华合创数码科技股份有限公司区域医疗协同平台3北京归来石科技有限公司普印宝个性化图文印刷服务解决方案4北京中视中科光电技术有限公司激光数字电影放映机5闪联信息技术工程中心有限公司闪联无线投影仪6北京华林特装车有限公司纯电动压缩式垃圾车及纯电动洒水车7北京市京华客车有限责任公司BK6129HV2型混合动力城市客车8北京毕捷电机股份有限公司GX高效三相异步电动机9北汽福田汽车股份有限公司混合动力大客车10同方威视技术股份有限公司车载移动式车辆检查系统11北京嘉博文生物科技有限公司有机垃圾生化处理机12康辰医药股份有限公司注射用尖吻蝮蛇血凝酶(商品名“苏灵”)13北京碧水源科技股份有限公司膜生物反应器组器系统(MBRU)14北京和利时电机技术有限公司高性能混合式步进电机及步进电机驱动器15北大先行科技产业有限公司磷酸铁锂动力电池16中信国安盟固利动力科技有限公司SPIM08HP(8Ah)高功率铝塑膜锂离子动力电池17北京长力联合能源技术有限公司动力型机械插块式锌-空气金属燃料电池18北京金风科创风电设备有限公司金风S77/1500型风力发电机组19北京科兴生物制品有限公司大流行流感病毒灭活疫苗20北京交通大学轨道交通列车运行控制系统动力电池系统集成及应用主要的产品系列:电动大巴---397V/360Ah洒水车—384V/200Ah压缩车384V/400Ah---384V/400Ah清扫车---384V/200Ah吸尘车---384V/200Ah双源无轨车---384V/120AhMini车---144V/100Ah奥运大巴和纯电动公交车项目以“科技奥运,绿色奥运”为主题的北京奥运会上应用了50辆纯电动客车。
部分奥运大巴就采用了北大先行的磷酸铁锂动力电池系统。
至今单车运行里程已超过3万公里,效果良好。
首款通过国家发改委公告的磷酸铁锂电动车中国教育电视台2008年8月19日《中国教育报道》磷酸铁锂纯电动环卫车示范项目31双源无轨电车北京市现有870辆双源无轨电车, 现采用铅酸电池,拟分批将其换 成锂离子电池采用20Ah,组成120Ah/384V 电 池组目前已经完成两套电池的装配,已经在公交路线上试 运行半年,效果良好,正在进行新增小批量示范运行 车辆改造方案设计。
32北大先行 北汽控股 北汽福田新能德磷酸铁锂动力电池系统集成基地北京 普莱德33磷酸铁锂储能电池的示范应用a.基于新能源的太阳能路灯b.中华世纪坛照明工程改造项目34电池的梯级利用方案磷酸铁锂电池梯EV级\利H用EV100~80%Energy Storage Battery Back-up Battery80~60% 60~20%Recycling 20~0%谢 谢!。