薄膜电池在中国的前世今生
薄膜电池简介介绍
薄膜电池具有高能量密度、高功率密 度、长寿命、快速充放电等优点，同 时具有环保、安全、轻便等特性。
薄膜电池的类型
01
02
03
锂离子薄膜电池
以锂离子为电荷载体的薄 膜电池，具有高能量密度 和长寿命等优点。
锂硫薄膜电池
以硫为正极的薄膜电池， 具有高能量密度和环保等 优点。
钠离子薄膜电池
以钠离子为电荷载体的薄 膜电池，具有低成本和长 寿命等优点。
薄膜电池简介介绍
汇报人： 2023-12-17
目录
• 薄膜电池概述 • 薄膜电池的基本构造与原理 • 不同类型的薄膜电池介绍 • 薄膜电池的技术挑战与发展趋
势 • 薄膜电池的市场分析与应用领
域拓展 • 相关企业与人物介绍
01
薄膜电池概述
定义与特点
定义
薄膜电池是一种新型的电池技术，其 电解质和电极均采用薄膜结构。
提高能量密度
随着技术的不断进步，薄膜电池的能量密度将不断提高。 未来，薄膜电池将具有更高的能量密度，能够满足更多应 用场景的需求。
降低生产成本
随着技术的不断进步和规模化生产，薄膜电池的生产成本 将逐渐降低。未来，薄膜电池将更加普及，能够在更多领 域得到应用。
05
薄膜电池的市场分析与应用领 域拓展
薄膜电池的市场规模与增长趋势
薄膜电池的电解质材料通常为固态或凝胶态。其中，固态电解质具有较
高的离子电导率和良好的机械性能，是未来的发展趋势之一。
03
不同类型的薄膜电池介绍
染料敏化薄膜电池
结构
特点
染料敏化薄膜电池由透明导电基底、 染料光敏化剂、氧化还原电解质和光 阳极组成。
染料敏化薄膜电池具有较高的光电转 换效率和较低的生产成本，但寿命相 对较短。
薄膜太阳能电池的分类与发展历史
1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳能电池转换效率为24.2%，为欧洲记录。首次制备的GaInP电池转换效率为14.7%。另外，该研究所还采用堆叠结构制备GaAs，Gasb电池，该电池是将两个独立的电池堆叠在一起，GaAs作为上电池，下电池用的是Gasb，所得到的电池效率达到31.1%。
碲化镉太阳能电池
CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体，带隙1.5eV，与太阳光谱非常匹配，最适合于光电能量转换，是一种良好的PV材料，具有很高的理论效率（28%），性能很稳定，一直被光伏界看重，是技术上发展较快的一种薄膜电池。碲化镉容易沉积成大面积的薄膜，沉积速率也高。CdTe薄膜太阳电池通常以CdS ／CdT e异质结为基础。尽管CdS和CdTe和晶格常数相差10%，但它们组成的异质结电学性能优良，制成的太阳电池的填充因子高达F F =0.75。
制备CdTe多晶薄膜的多种工艺和技术已经开发出来，如近空间升华、电沉积、PVD、CVD、CBD、丝网印刷、溅射、真空蒸发等。丝网印刷烧结法：由含CdTe、CdS浆料进行丝网印刷CdTe、CdS 膜，然后在600～700℃可控气氛下进行热处理1h 得大晶粒薄膜. 近空间升华法：采用玻璃作衬底，衬底温度500～600℃，沉积速率10μm/min. 真空蒸发法：将CdTe 从约700℃加热钳埚中升华，冷凝在300～400℃衬底上，典型沉积速率1nm/s. 以CdTe 吸收层，CdS 作窗口层半导体异质结电池的典型结构：减反射膜/玻璃/（SnO2:F）/CdS/P-CdTe/背电极。电池的实验室效率不断攀升，最近突16%。20世纪90年代初，CdTe电池已实现了规模化生产，但市场发展缓慢，市场份额一直徘徊在1%左右。商业化电池效率平均族化合物半导体材料，其能隙为1.4eV，正好为高吸收率太阳光的值，与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温，在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30%，特别适合做高温聚光太阳电池。
敦煌发现1988生产的十多只南孚电池
敦煌发现1988生产的十多只南孚电池敦煌是中国古代丝绸之路上的重要驿站，也是世界闻名的文化遗产。
在这片古老的土地上，发现了一批特殊的物品——十多只南孚电池，它们的生产年份可以追溯到1988年。
南孚电池是一种普遍使用的电池品牌，其生产历史可追溯到上世纪80年代。
它们以优良的性能和可靠的质量而受到广泛赞誉。
然而，发现这些南孚电池在敦煌这个古老的地方实在令人感到惊讶。
敦煌位于甘肃省西北部，以莫高窟而闻名于世。
莫高窟是世界上最大的佛教艺术宝库之一，保存了丰富的壁画和雕塑。
这些壁画和雕塑记录了古代敦煌的历史和文化。
而这批南孚电池的发现却给敦煌增添了一份神秘的色彩。
1988年，正值中国改革开放初期，电子产品的普及程度并不高。
而且，敦煌地处偏远，交通不便，电力供应也相对困难。
那么，这批南孚电池是如何来到敦煌的呢？有人猜测，这些电池可能是当年一些游客所携带的，由于种种原因遗落在敦煌。
也有人认为，这批电池可能是经过中间人或市场流通，最终被某个个体或机构带到了敦煌。
不管是哪种情况，这些电池的到来无疑对当地居民带来了一些新奇和惊喜。
对于电池的用途，我们可以进行一些猜测。
当时的敦煌可能并没有像今天这样的电子产品，所以这些电池可能被用于一些简单的电器设备，比如手电筒或收音机等。
此外，这些电池还可以被用于当地一些行业或个人进行科研实验，或者作为备用电源用于紧急情况。
此次南孚电池的发现给我们提供了一个新的视角，或许我们可以从这些电池中了解到一些关于当时敦煌的信息。
南孚电池是中国知名电池制造商，而其生产年份追溯到1988年，这也间接反映了中国在上世纪80年代电子技术和制造业的发展水平。
敦煌的发现不仅仅是对古代历史的重要补充，也是对当代科技发展的一种见证。
这些南孚电池在经历了数十年的风雨洗礼后，仍然完好保存着，虽然它们的功能早已不复存在。
电池的发现也提醒着我们，历史和科技永远是紧密相连的。
南孚电池是当时电子技术发展的产物，而它们的存在则成为了我们认识和理解那个时代的一扇窗口。
薄膜电池工艺流程
薄膜电池工艺流程薄膜电池是一种将太阳能转化为电能的装置，它由多个薄膜层叠加而成。
以下是薄膜电池的工艺流程：首先，准备基板。
基板可以是玻璃、塑料或金属等材料，它需要具备光透性和良好的导电性。
基板被清洁干净，并通过蒸发或溅射技术在表面涂覆一层导电薄膜，比如透明导电氧化锡或导电聚合物。
然后，制备光敏层。
光敏层通常由半导体材料制成，比如硼化铝、聚合物或有机染料。
这些材料能够吸收光子能量并将其转化为电能。
光敏层通过溶液旋涂或真空蒸发等方法覆盖在导电薄膜上。
制备过程需要控制涂布速度和温度以确保均匀覆盖。
接下来是光电转换层的制备。
光电转换层由不同材料制成，旨在将光敏层吸收的能量转化为电能。
常见的光电转换层材料包括硒化铟、硒化镉和硫化锌等。
这些材料通过溅射或蒸发在光敏层上形成薄膜。
然后是背电极的制备。
背电极常使用金属材料制成，比如铝或银。
背电极通过溅射或蒸发方法覆盖在光电转换层上，形成一个电子的收集层。
接下来是封装过程。
这个过程旨在保护薄膜电池并提供稳定的工作环境。
薄膜电池通常被封装在透明的聚合物材料中，如聚甲基丙烯酸甲酯。
这种材料具有良好的光透性和耐候性。
最后，进行测试和质检。
每个制造的薄膜电池都需要经过一系列的测试和质量控制来确保其性能稳定和可靠。
常见的测试项目包括光电转换效率、开路电压、短路电流和稳定性等。
以上是薄膜电池的大致工艺流程。
随着技术的不断发展，薄膜电池制造工艺也在不断改进。
希望通过不断创新和优化，薄膜电池能够更加高效、环保地转化太阳能。
电池的发展史
电池的发展史随着科技的不断进步，电池作为一种重要的能源储存装置，对人类的生活产生了极大的影响。
电池的发展历史可以追溯到古代，但直到18世纪末期才有了真正可实用的电池。
本文将从古代电池的起源开始，一直到现代电池的发展，展示电池这一科技产品的进步与创新。
一、古代电池的起源古代电池的起源可以追溯到公元前250年左右，当时的巴比伦人发现了一种称为巴格达电池的装置。
这种电池由一个陶罐、铜棒和铁棒组成，通过将铜棒插入陶罐中，再将铁棒插入铜棒中，便能产生微弱的电流。
虽然巴格达电池的电流非常微弱，但它标志着人类对电流的认识和开启了电池的历史。
二、伏打电池的发明18世纪末期，意大利物理学家伏打发明了第一种可实用的电池，也被称为伏打电池。
伏打电池由多个铅板和锌板交替叠放组成，中间隔以浸泡在硫酸中的布，通过化学反应产生电流。
这种电池相比于巴格达电池具有更高的电压和电流，可以用于一些实际应用，比如照明和电化学实验。
三、干电池的问世19世纪末期，法国工程师加斯东·普拉能发明了第一种干电池，也被称为普拉能电池。
与伏打电池不同，普拉能电池使用了干燥的电解质，使得电池更加方便携带和使用。
这种电池的发明极大地推动了电池的应用，广泛用于电报、电话和照相机等设备中。
四、碱性电池的诞生20世纪初，美国化学家切尔尼科夫发明了第一种碱性电池，也被称为切尔尼科夫电池。
这种电池使用碱性电解质代替了普拉能电池中的酸性电解质，使得电池更加稳定和高效。
切尔尼科夫电池成为了现代碱性电池的基础，广泛应用于手电筒、收音机和探测器等设备中。
五、锂离子电池的革命20世纪70年代，美国物理学家麦克米伦发明了第一种锂离子电池，也被称为麦克米伦电池。
锂离子电池采用了锂离子在正负极之间的往复运动来储存和释放能量，具有更高的能量密度和更长的使用寿命。
这种电池的问世不仅极大地改善了便携设备的性能，如手机和笔记本电脑，还推动了电动汽车的发展。
六、燃料电池的应用21世纪初，燃料电池作为一种新型的电池技术开始被广泛研究和应用。
薄膜电池原理
薄膜电池原理薄膜电池是一种新型的高性能电池，具有轻薄、灵活、高能量密度和高效率等优势。
它被广泛应用于电子产品、太阳能和储能系统等领域。
薄膜电池的原理是基于两种或更多材料之间的电化学反应，通过在薄膜材料之间分离电荷来产生电力。
薄膜电池的核心部分是电解质薄膜和阳阴极材料。
电解质薄膜有助于离子的传输，同时阻挡了电子的通过，从而形成了电荷分离的电势差。
阳阴极资源和电解质薄膜之间产生的反应使得电子在外部电路中流动，从而实现了电能的转化。
在薄膜电池的工作过程中，阳极（负极）和阴极（正极）之间的电子通过外部电路流动，而阳极离子和阴极离子则通过电解质薄膜进行传输。
当两种材料之间存在一种电化学反应时，外部电路中的电子流动就会产生电能。
薄膜电池的性能主要取决于电解质薄膜和阳阴极材料的选择。
电解质薄膜的选择要具有良好的离子传导性和较高的电分解电压，以减少电解质薄膜分解的可能性。
同时，阳阴极材料应具有较高的导电性和储能能力，以提高电池的能量密度和循环寿命。
薄膜电池的生产过程是一个复杂而精细的工艺。
首先，需要制备电解质薄膜，通常采用溶液挤压、膜法和溶剂挥发等方法。
然后，在电解质薄膜上涂覆阳极和阴极材料，并通过热处理使其与电解质薄膜紧密结合。
最后，通过切割、封装等步骤完成薄膜电池的制备。
薄膜电池的应用广泛，其中最为重要的是在可穿戴设备、柔性显示屏、智能手机和便携式电子产品等领域。
由于薄膜电池的轻薄和灵活性，使得它们能够适应各种形状和尺寸的设备。
此外，薄膜电池还被广泛应用于太阳能和储能系统中，为可再生能源的利用和储存提供了新的解决方案。
总之，薄膜电池是一种基于电化学反应原理的高性能电池。
通过电解质薄膜和阳阴极材料之间的反应，薄膜电池能够产生电能并实现电能的转化。
薄膜电池具有轻薄、灵活、高能量密度和高效率等优势，是未来电池技术发展的重要方向。
随着技术的不断创新和进步，薄膜电池的应用前景将更加广阔。
电池发展史
电池发展史中国是电池发明的起源地。
自从秦朝时期以来，电池在不断演进。
随着技术的发展，电池变得越来越先进，它成为当今世界技术发展的一个重要支柱。
第一节源电池的起源可以追溯到古代中国的秦朝时期。
秦朝的科学家们发现，如果将锈铜与其它材料放置在水中，水中会产生电流。
他们称这种发现为“锈铜电池”，它将成为当今电池的起源。
18世纪，英国物理学家甲烷火藻（AlessandroVolta）发明了火藻电池，它是一种比以前发明的锈铜电池更有效的电池。
后来，电池又有了新的发展。
1866年，美国物理学家查尔斯瓦特（CharlesVolta）发明了瓦特电池，它是一种铅酸电池。
它的发明使电池发展进入了一个新的时代。
第二节步20世纪初期，人们发明了一种可以充电的电池，它的发明使电池的应用范围进一步扩大。
充电电池的发明者是一位美国科学家艾萨克阿斯伯格（IsaacAsimov），他发明了锂离子电池，它是一种可充电电池，可以被多次充电，可以使用时间延长。
进入20世纪以后，电池发展迅猛，除了锂离子电池外，还有镍氢电池、氮气电池、钠硫电池等多种新型电池出现在市场上，它们可以满足不同的用途，相比先前的电池，新型电池具有更高的效率、更长的使用寿命和更低的维护成本。
第三节用电池的发展给我们的生活带来了极大的便利，它不仅可以使电器便携式，还可以为我们带来更高效率的使用体验。
现在，电池被广泛应用于各个领域，例如：汽车、家用电器、手提电脑、摄影器材、仪器仪表等。
我们平时所用的许多设备，都由电池去提供稳定的电源。
可以看出，电池的发明和发展改变了我们的生活，而电池的未来发展也让人们充满期待。
科技的发展使电池的性能变得更好，它也是未来技术发展的重要支柱。
未来，新型电池将会诞生，它们将为人们带来更多的便利，更高效的使用及更好地环保。
薄膜电池发展史
薄膜电池发展史如下：
薄膜电池技术起源于光生伏特效应的发现，并在近几十年中经历了快速的发展和技术革新。
薄膜电池是一种利用电子半导体和光学原理，通过薄层材料进行能量转换的技术。
这种电池因其成本效益和适应性强而被广泛应用于第二代和第三代太阳能光伏发电技术中。
具体来看，薄膜电池的发展可以分为以下几个阶段：
1. 早期发展：太阳能电池技术的早期发展可以追溯到19世纪末，当时科学家们发现了光生伏特效应，这是太阳能电池工作的基本原理。
2. 第一代太阳能电池：第一代太阳能电池以单晶硅为主，这标志着商业化太阳能电池的开始。
3. 第二代太阳能电池：随着时间的推移，多晶硅、非晶硅等太阳能电池开始出现，这些都属于第二代太阳能电池。
非晶硅薄膜电池在2000年前后是薄膜电池的主体。
4. 第三代太阳能电池：业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代，这一代电池包括了更多高效、低成本的薄膜电池技术，如碲化镉薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池。
5. 光电转化率提升与成本下降：近年来，薄膜电池的光电转化率不断提升，推动了成本的持续下降。
碲化镉薄膜电池在实验室的最高转换效率达到了22.1%，而量产大组件的最高转换效率也在不断提高，使得薄膜电池走向规模化生产和商业化应用。
6. 现代应用：薄膜电池技术不仅应用于太阳能发电，还被有效地用于建筑一体化产品，如光伏幕墙、光伏屋顶等，为建筑提供清洁能源的同时，也起到了节能减排的作用。
综上所述，薄膜电池技术的发展是一个不断进步和创新的过程，它不仅推动了太阳能发电技术的进步，也为可持续能源的应用提供了更多可能性。
随着技术的不断成熟和成本的进一步降低，薄膜电池有望在未来的能源领域扮演更加重要的角色。
电池的发展演变过程
电池的发展演变过程电池的发展演变过程可以分为以下几个阶段：1. 伏塔电堆（Voltaic Pile）：意大利科学家亚历山大·伏特于1800年发明了伏塔电堆，这是第一种真正意义上的电池。
它由一系列的铁和锌片以及湿纸层叠组成，中间隔着盐水浸泡的海绵。
伏塔电堆可以产生稳定的电流，被广泛用于实验研究。
2. 隔膜电堆（Daniell Cell）：英国化学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔于1836年发明了隔膜电池。
隔膜电池使用了一对分离的阳极和阴极，中间隔着硫酸铜溶液，而隔膜则用石蜡处理过的纸浆代替。
丹尼尔电池在电流稳定性和电化学反应效率上有了很大的提升。
3. 干电池（Dry Cell）：法国化学家格奥尔格·莱克兰创造了干电池的原型，1866年，Carl Gassner首次将干电池大规模商业化。
干电池不需要液体电解质，使用的是湿润的膏状电解质。
这使得干电池更加便携、易于使用，并且可以在不同位置和姿势下运行。
4. 碱性电池（Alkaline Battery）：碱性电池是20世纪50年代发明的，凭借其高能量密度、较长的使用寿命和低价格，成为最为普遍的电池类型之一。
碱性电池使用碱性电解质如氢氧化钾，极大地提高了电池的性能。
5. 镍镉电池（Nickel Cadmium Battery）：镍镉电池在1899年被瑞典化学家瓦尔特·尤斯丁于发明。
这种电池具有高放电率、较长的使用寿命和可重复充电的特性，使其成为许多应用领域的首选电源。
然而，镍镉电池存在对环境有害的镉元素，因此在现代逐渐被其他类型的电池所取代。
6. 锂离子电池（Lithium Ion Battery）：锂离子电池于1970年代开始研发，并于1991年成功商业化。
锂离子电池使用锂离子在正负极之间的迁移来储存和释放电能，具有高能量密度、轻量化、无记忆效应和较长的使用寿命等优点。
锂离子电池广泛应用于移动设备、电动汽车和可再生能源储存等领域。
国内锂离子电池隔膜发展
一、国内锂离子电池行业发展情况谈到锂电池隔膜，我们不得不说作为隔膜应用的锂电池行业。
我国现已是全球电池制造大国，电池的产量和出口量均位居世界第一。
但我国锂离子电池产业却是近几年才快速成长起来的。
我国锂离子电池产业化始于1997年后期，走过了一条引进、学习、研发的产业化道路。
2000年中国的锂离子电池产量仅为0.35亿只，与韩国相近，而当时日本已达5亿只/年，约占全球市场90%多。
进入2001年以后，随着深圳比亚迪、比克、邦凯、天津力神等锂离子电池企业的迅速崛起，我国的锂离子电池产业开始进入快速成长阶段。
2004年达到8亿只，在全球市场的市场份额猛增到38%，仅次于日本。
在其后的2005—2008年，我国的锂离子电池全球市场份额稳定在34%左右，自此形成了中日韩三足鼎立的局面。
2009年我国锂离子电池的产量约为15亿只，比2008年增长5%。
其中国内企业的产量为10.5亿只，日韩等外资企业的产量4.5亿只。
销售收入约为150亿，比2008年销售减少15%。
2009年锂离子电池出口量为10.81亿只，比2008年减少13.7%。
2010年上半年锂离子电池出口量5.47亿只，比09年同期只增长了21%。
在与国际大厂配套方面，2010年日本占42%，韩国占38%，中国占18%。
锂离子电池需求巨大，但我国锂电池企业在全球的市场份额却在减少，竞争力在减弱，值得我国电池企业高度重视。
目前，中国作为全球最大的锂离子电池制造基地之一，比亚迪、力神、比克、A TL已发展成为全球锂电池行业引人注目的重点企业。
我国锂离子电池的生产厂家集中在广州、天津、山东、江苏、浙江等地，华南地区（广东、福建）的锂电池生产量仍占国内市场份额的65%，（天津、山东、江苏、浙江25%），其他省占10%。
华南地区锂电生产最具代表性的为深圳，盘踞了比亚迪、比克、邦凯、华粤宝等众多知名企业，形成了产业集群。
随着动力锂离子电池的兴起，各地新生锂电池厂商势必加紧投产，现有厂商则加扩产能，使得地方竞争的格局越来越激烈。
铜铟稼硒太阳能电池
1988年，CIS薄膜电池的研究取得了重大进展。ARCO公司(现美国 Shell公司前身)采用溅射Cu、In预置层薄膜后，用H2Se硒化的工艺制备 了转换效率达到14. 1%的CIS电池，电池I--V曲线及各性能参数见图6.3。 ARCO制备的电池采用玻璃衬底/Mo层/CIS/CdS/ZnO顶电极结构，这种 器件结构的设计增大了电池的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)。其中 缓冲层CdS厚度低于50nm，可以透过大量的光并拓宽了吸收层的光谱响 应，使电池的短路电流密度达到了41mA/cm2。另外，织构ZnO抑制了光 学反射也对Jsc有贡献。ARCO公司的成功使溅射预置层后硒化法和多元 共蒸发法共同成为制备高效率CIS薄膜电池的主流技术。
CIGS薄膜光伏组件发展始于小面积电池效率超过10%以后。很多公司一 直致力于CIGS薄膜电池的产业化发展，并在组件的研制方面取得了很大的 进展. 见图6.5。NREL在小面积电池中绝对领先，瑞典乌勃苏拉大学(ASC) 小组件的研制处于最高水平，2003年19.59cm2的组件效率达到了16.6%。 在这些公司中，美国ARCO SOLAR在大面积CIGS I组件研制中处于领先水 平。1987年，ARCO公司采用溅射金属预制层，用H2Se硒化的两步工艺在 小面积 (3.6cm2)电池效率12.5%的基础上制备大面积组件。在65cm2的面积 上制作14个子电池串联的组件效率为9.7%，在30× 30cm2上制作50个子电 池的组件效率达到9.1% 。此后该公司几经转手，2001年成为美国Shell Solar公司。该公司在溅射后硒化的基础上开发了快速热处理（RTP)技术， 使10× 10cm2组件的效率达到14.7%，2004年制备的60cmX90cm的大面 积组件效率为13. 1%，单片输出功率可到65Wp，达到产业化水平。
中国电池发展史
中国电池发展史
中国电池发展史可以追溯到20世纪50年代，以下是电池在中国发展的一些里程碑事件：
1.1956年：中国开始生产第一种干电池，也是华北地区第一
家乾电池厂成立。
这标志着中国电池工业的起步。
2.1970年代：中国开始引进和生产镍铬电池，这是一种重要
的次干电池技术。
镍铬电池在电子设备和通信领域得到广泛应用。
3.1980年代：中国电池产业蓬勃发展。
国内电池厂商开始生
产碱性电池，满足日益增长的市场需求。
4.1990年代：中国开始生产锂电池。
随着移动通信、消费电
子等领域的迅速发展，锂电池成为迫切需求的电池技术。
5.2001年：中国率先在国内成立了第一个大规模锂离子电池
研发和生产基地，这是中国锂电池产业发展的重要里程碑。
6.2007年：中国电池行业迎来了一个重要的机遇。
随着新能
源汽车的兴起，锂电池技术成为主要动力电池技术之一，中国开展了大力的新能源电池产业化推进。
7.2013年：中国政府出台了《储能产业发展规划（2013-
2020）》，以支持储能技术的发展，提高电网能源利用效率，刺激电池产业的进一步发展。
8.2020年：中国成为全球最大的电动车市场，推动了锂电池
产业的快速增长。
中国的电池企业不断壮大，技术水平和市
场份额得到大幅提升。
总体来说，中国电池产业经历了从干电池到次干电池，再到锂电池的发展演进。
随着新能源汽车和可再生能源的快速发展，中国电池产业在全球电池市场中占据了重要的地位，并不断推动技术创新和产业升级。
中国电池发展史
中国电池发展史中国电池产业的发展历史可以追溯到上世纪50年代。
以下是中国电池发展史的主要里程碑：1. 1956年，中国在北京成立了第一个电池研究所，开始进行电池技术研究和制造。
2. 1960年代，中国开始批量生产干电池，满足国内市场需求，并开始向国外出口。
3. 1970年代，中国开始探索新型电池技术，如镍氢电池和锂离子电池，并逐步建立了相应的产业基础。
4. 1990年代，中国电池产业取得了较大的发展，生产规模不断扩大，技术水平不断提高。
此时，国内企业开始自主研发和生产锂离子电池。
5. 2000年代，中国电动汽车产业迅速崛起，对锂离子电池的需求激增。
中国电池企业积极参与电动汽车产业链，提高锂离子电池的生产能力和技术水平。
2001年，中国电动车市场开始崛起，推动了锂离子电池需求的增长。
中国电池企业迅速抓住机遇，积极扩大产能。
6. 2006年，中国发布了《电动汽车产业规划》，明确提出发展新能源汽车和推广混合动力车的目标。
这为电动车和相关电池的发展提供了政策支持。
7. 2009年，中国政府启动了一系列关于节能与新能源汽车推广的政策，包括财政补贴、免征购置税等优惠政策，进一步加快了电动汽车市场的发展。
8. 2010年，中国的锂离子电池产能大幅增长，成为全球最大的锂离子电池生产国和消费国。
国内电池企业开始向国际市场扩张，并在技术上取得了一定突破。
9. 2015年，中国发布了《新能源汽车推广应用推进计划》，明确提出到2020年新能源汽车销量要达到500万辆的目标，进一步推动了电动汽车和电池产业的发展。
10. 2017年，中国政府减少了对传统汽车领域的补贴，加大了对新能源汽车的支持力度，推动了电池技术的创新和升级。
11. 2019年，中国电池企业积极拓展海外市场，参与全球供应链，提高国际竞争力。
同时，锂离子电池技术继续进步，实现了更高能量密度和更长寿命。
总的来说，中国电池产业在过去20年中迅速崛起，成为全球电池市场的重要角色。
一种薄膜全固态电池[发明专利]
![一种薄膜全固态电池[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3f95d98464ce0508763231126edb6f1afe007171.png)
(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210090340.2(22)申请日 2022.01.25(71)申请人 复旦大学地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人 梁世硕 孙雪迎 杨东 胡建华 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司31200专利代理师 陆飞 陆尤(51)Int.Cl.H01M 10/0562(2010.01)H01M 10/0525(2010.01)H01M 10/058(2010.01)H01M 4/139(2010.01)(54)发明名称一种薄膜全固态电池(57)摘要本发明属于电化学技术领域，具体为一种全固态薄膜电池。
本发明全固态薄膜电池包括：正极层，负极层，全固态隔膜层，柔性电池极板；其中，正极层和负极层位于同一平面中；并且正极层和负极层之间有间隙；正极层由正极活性材料、固态电解质、导电助剂和粘结剂按一定工艺混合而成；负极层由石墨与固态电解质复合而成，或由锂金属及Li ‑Al，Li ‑In，Li ‑Sn合金组成；全固态隔膜层由具备超高离子电导率的固态电解质组成；柔性电池极板分别由超薄铝箔及铜箔组成；固态电解质层与正、负极接触侧采用网格状延伸结构。
本发明从根本上避免了正、负极层堆叠结构带来的接触短路风险，并大大提高离子电导率。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 114530628 A 2022.05.24C N 114530628A1.一种固态薄膜电池，其特征在于，包括：正极层，负极层，全固态隔膜层，柔性电池极板；其中：所述正极层和负极层位于同一平面中；并且，正极层和负极层之间有间隙；所述正极层，由正极活性材料、固态电解质、导电助剂和粘结剂混合而成；所述负极层，由石墨与固态电解质复合而成，或由锂金属及Li ‑Al，Li ‑In，Li ‑Sn合金组成；所述全固态隔膜层，由具备超高离子电导率的固态电解质组成；所述柔性电池极板，分别由超薄铝箔及铜箔组成；所述电池正、负极以及隔膜层材料分别由表面封装膜进行封装。
聚烯烃隔膜发展历程
聚烯烃隔膜发展历程
聚烯烃隔膜是一种重要的材料，用于电池、储能系统和其他电化学应用中的隔离层。
它具有优异的电化学性能和机械强度，能够有效分隔正负电极，防止电池内部短路和漏电等问题。
在聚烯烃隔膜的发展历程中，最早使用的是聚乙烯膜。
聚乙烯膜具有较高的电导率和良好的物理性能，但其高温下容易熔化，限制了其在高温环境下的应用。
后来，随着需求的增加，研究人员开始寻求更高性能的隔膜材料。
聚丙烯膜是聚烯烃隔膜的一种改进材料。
与聚乙烯膜相比，聚丙烯膜具有更高的熔点和热稳定性，可以在较高温度下使用。
此外，聚丙烯膜也具有较低的电导率和较小的扩散系数，能够有效减少电池中的电子和离子传输，提高电池的循环寿命和能量效率。
随着技术的进步，聚丙烯膜也在不断改进。
传统的单层聚丙烯膜存在一些问题，如气孔、机械强度不足等。
为了提高隔膜的性能，研究人员开始研发多层复合材料。
这些复合材料通常由两层薄聚丙烯膜之间夹有陶瓷或复合纤维材料组成，以增强机械强度和热稳定性。
此外，随着对环境友好材料的需求增加，研究人员也开始开发可降解的聚烯烃隔膜。
这些可降解的隔膜具有与传统聚丙烯膜相似的性能，但在废弃后能够自然降解，减少对环境的影响。
总的来说，聚烯烃隔膜的发展经历了从聚乙烯膜到聚丙烯膜的
转变，再到多层复合材料和可降解材料的创新。
随着技术的不断进步，聚烯烃隔膜在电化学应用中将担负起更重要的角色。
薄膜电容发展史
薄膜电容发展史
薄膜电容是一种基于薄膜技术制造的电容器，具有广泛的应用领域，包括电子设备、通信、医疗、能源存储等。
以下是薄膜电容发展的一般历史概述：
1.早期阶段：薄膜电容的发展可以追溯到20世纪初。
在早期，人们主要使用金属箔和绝缘材料制造电容器。
这些电容器相对体积较大，而且制造工艺复杂。
2.二战后：二战后，随着电子技术的迅速发展，对小型、轻便、高性能电容器的需求逐渐增加。
薄膜电容因其轻薄便携的特性逐渐引起关注。
在这个时期，人们开始使用薄膜技术制造电容器，其中包括将薄膜涂覆在基材上，形成电容器的结构。
3.1970年代：随着微电子技术的进步，薄膜电容器的制造工艺得到了改进。
在这个时期，人们采用了更先进的薄膜沉积技术，如化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD），以生产更高性能的薄膜电容器。
4.1980年代：随着集成电路技术的发展，薄膜电容器在电子设备中的应用进一步扩大。
薄膜电容器逐渐成为集成电路中的重要组成部分，用于电源滤波、耦合和解耦等应用。
5.2000年代至今：随着纳米技术和材料科学的发展，薄膜电容器的制造工艺不断创新。
新材料的引入，如高介电材料，以及微纳米加工技术的应用，使得薄膜电容器在尺寸、性能和应用领域上都有了
显著的提升。
同时，薄膜电容器在新兴领域如柔性电子、可穿戴设备、生物医学等方面也得到了广泛的应用。
总体而言，薄膜电容的发展历程经历了从传统制造方法到微纳米技术的演变，逐步取得了在多个领域的成功应用。
- 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)。
薄膜电池在中国的前世今生(2010-01-22 20:23:03)标签：薄膜电池薄膜太阳能电池非晶硅杨立友中国杂谈前言：太阳能薄膜电池早在20世纪70年代就已经出现了。
第一次石油危机发生之后，欧、美、日开始发展太阳能技术，很多厂家开始投入生产，如美国BP、科罗拉等公司。
当时主流技术是非晶硅太阳能薄膜电池，20世纪80年代时，由于成本较低、价格便宜，太阳能薄膜电池在市场中占的比例相当大，大概占整个市场容量的一半左右。
“我国的非晶硅薄膜太阳能电池最早起源于广东省，深圳宇康太阳能有限公司于1988年引进美国Chroma有限公司太阳能生产线，是当时最先进的薄膜电池生产线。
1998年，该公司破产后将生产线卖给了深圳拓日新能源科技有限公司。
后来哈尔滨一家公司也从美国Chroma引进1MW产能单结非晶硅电池生产线。
也就是从那个时候起，中国非晶硅电池产业一直处于稳步发展态势。
2000年，以非晶硅电池为重点的硅基薄膜太阳电池研究被列入国家“973”项目，标志着我国非晶硅电池又进入一个新的研究阶段。
从2004年天津津能引进了2.5MW双结非晶硅电池后，非晶硅双结电池在我国的发展速度进一步提高。
”这是在一次光伏论坛现场，中国可再生能源学会副理事长赵玉文教授提到的。
《2008中国新能源产业年度报告》显示，截至2007年底，中国从事薄膜电池生产的企业接近20家，总生产能力达到80MW，产量为28.3MW。
目前薄膜电池因其成本低以及弱光性能较好而受到一定的重视，但薄膜电池还面临着一些挑战，如效率低且有衰减，使用寿命较晶硅电池低，市场认知度较低等。
此外，薄膜电池产业化技术还在不断完善的过程中，技术更新快，设备不成型，设备初期投资高，因此投资风险较晶硅电池高出很多。
国际上，目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe）。
中国薄膜电池产业发展现状在金融危机之前，高昂的多晶硅价格制约了光伏产品的应用发展，在这种情况下，不少人对低价的薄膜太阳能电池寄予厚望，认为它将是晶体硅电池最大的竞争对手。
但是这场危机冲击得海外市场严重萎缩，导致多晶硅价格暴跌，因此业内又有了“薄膜电池优势不在”的论断。
“这些年薄膜电池在太阳能电池领域中一直处于一种非主流位置，主要原因就是效率不高。
在发现衰减效应后，当时的非晶硅太阳能薄膜电池变成了一种弱光电池，用于手机、表、计算器等小物品上。
我国引进了该技术后发展迅速，挤垮了很多国外企业，现在世界绝大多数的太阳能薄膜弱光电池都在中国生产。
”中国科学院电工研究所王文静博士向笔者讲道。
在今年五月份上海的一次会议上，无锡尚德CEO施正荣提出了他的观点：“薄膜太阳能绝对是泡沫，要分析都是谁在炒薄膜概念?这里面有行业领袖和行业专家吗?我自己搞薄膜搞了一辈子，还没有发现一种技术可以让转化率高于7%，何况现在硅原料价格下降这么快，薄膜太阳能并不具备什么竞争力。
”不过，笔者又听到了另一种声音，推出全球最大硅基薄膜太阳能电池的新奥光伏表示，“这不是说超过10%转换率就更有竞争力的问题，而是在不同应用领域谁更有优势的问题。
薄膜和晶体硅的应用领域有差异，晶体硅的转换效率高，使用面积小，用在屋顶非常有优势。
但从客户角度看，他们最关心的还是系统电价，例如建大规模电站的话，薄膜电池就更有优势，因为面积大，系统电价就低。
此外，做光电建筑一体化的话，薄膜电池也更有优势。
”强生光电也认为“不能以转换率论英雄，价格才是核心。
以目前建设1兆瓦光伏电站为例，晶硅组件的电站造价在2800-3000万元，非晶薄膜组件的电站造价只需1500万元。
三年中，可使非晶薄膜电站造价降至1000万元人民币，而且非晶薄膜电站年发电量比晶硅电站高出10-15%，每度电的发电成本仅为晶硅的40-45%。
”在光伏业内，关于硅基太阳电池与薄膜电池的博弈一直没有停止过，但是我们看到的事实却是：在技术创新意识和能力突飞猛进的21世纪，低价且有极大工艺改良性的产品永远能吸引投资者的目光。
所以，在光伏建筑一体化愈演愈烈的今天，在“中国百万屋顶”、“金太阳工程”政策指引下，薄膜电池将在这一领域拥有绝对的优势。
薄膜电池大规模商用的前提是提高光电转换效率。
虽然薄膜电池的技术在几十年间有了突飞猛进的发展，但截至目前，没有一家薄膜太阳能电池公司宣布，转换效率超过10%，一般在6%左右，浙江正泰号称其光电转换效率达到9%，这在行业内已经属于最高。
即便如此也只是硅基电池的一半。
不过，由于耗电省、造价低，成本优势显现，薄膜电池开始受到青睐。
一些多晶硅电池企业，也开始大手笔地引进薄膜电池生产线。
更多的企业，直接开始制造薄膜电池，如河北保定的天威英利投资12亿元，从国外引进了46.5兆瓦的薄膜电池生产线，在今年8月28日已经开始量产。
总部位于上海的强生光电，也在江苏南通、苏州等地开建薄膜电池示范区。
但是，同国际领先水平相比，我国薄膜电池的研究存在一定的差距。
不过，《中国可再生能源发展战略研究》显示这种差距正在逐步缩小，我国在各种薄膜太阳电池的研究中，具有很好的研究基础和发展潜力。
“十五”期间，“973计划”和“863计划”中分别把硅基薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池和铜铟镓硒太阳电池作为重大项目进行了立项和研究，并在“十一五”期间继续进行了立项。
在“863”重点项目的支持下，四川大学和南开大学正在分别进行300千瓦碲化镉太阳电池和铜铟硒太阳电池的中试生产线研发；在“973”项目的支持下，中国科学院等离子体所和南开大学正在分别进行染料敏化太阳电池和新型高效硅薄膜太阳电池产业化技术研究工作。
“现在国际上发展比较成熟的太阳能薄膜电池包括三种，非晶硅太阳能薄膜电池、碲化镉太阳能电池和铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池，其中应用最普遍的是非晶硅太阳能薄膜电池，我国的很多企业和国外的EPV SOLAR、日本的Kenaka、夏普等都生产此种电池。
碲化镉（CdTe）电池的主要生产企业是美国的Fisrt solar，由于其中的镉元素有毒，该企业承诺回收所有废弃电池。
CIGS电池由于所含元素多使其生产稳定性难以把握，重复性较差使其进行大规模产业化生产比较困难。
所以尽管BP、壳牌公司等已将其光电转换率大幅提高，但产能扩展有限，现在只有少量企业在进行大规模量产”王文静介绍说。
国内薄膜电池企业概述目前国内共有约三十家左右的薄膜电池生产企业（在建或拟定项目不算在内），其中引进设备的有8-9家，共引进美国、欧洲、日本生产线约10条。
这些引进生产线每条产能在40兆瓦左右，平均引进价格1亿美元，最高的一条生产线已花了12亿。
另外20多家小型非晶薄膜工厂，规模小、产能低，有的只有一条2.5兆瓦或5兆瓦生产线,设备为仿造80年代美国的早期设备，技术含量低，产品转换率在5%以下，且产品尺寸只有0.77平方米，这些工厂产品大部分以配套园林灯具所需的小电池板为主。
现挑选一些重要薄膜太阳能电池企业作简要概述。
1、保定天威：保定天威薄膜光伏有限公司是保定天威保变电气股份有限公司直属子公司。
天威薄膜核心技术团队包括微晶硅电池P-I-N结构及N-I-P结构的光电转换效率世界记录保持者麦耀华博士和黄跃龙博士，两位曾就职于欧洲著名的Jülich研究所，该技术涉及生产叠层电池必需的核心工艺技术。
公司投资的第一条46.5MW非晶硅薄膜电池生产线（设备全部采购自瑞士欧瑞康）已于今年8月进入量产，预计稳定转换效率6.5%以上，后续投资4条非晶硅与微晶硅叠层技术生产线于2010年投产，届时稳定转换效率接近10%，规模将达到285MW。
9月初，天威薄膜与泰国绿色能源有限公司签署了《东南亚薄膜市场独家合作协议》。
双方约定，泰国绿色能源公司将天威薄膜作为其在东南亚薄膜光伏市场长期优选的中国薄膜太阳能组件供应商，为其太阳能发电厂项目合作服务，保证在2009~2011年的三年合作期间，向天威薄膜采购不低于70MW的薄膜电池。
2、新奥光伏：河北新奥光伏能源成立于2008年4月，公司引进全球领先的硅基薄膜电池生产线，一期产能60MW，未来规模将达500MW。
在今年SNEC第三届国际太阳能光伏展览会上，新奥光伏正式展出中国首块超大型5.7㎡、转换效率达到8%的双结硅基薄膜太阳能电池板及透光BIPV（光伏建筑一体化）组件并举行了产品揭幕仪式。
同样在这次会议上，新奥光伏总经理万克家作了题为《5.7㎡双结硅基薄膜太阳能电池板在新奥光伏生产进程》的报告。
新奥光伏能源引进了美国应用材料公司年产能60MW薄膜电池生产线，在设备安装完毕后的五个月内如期实现了产品下线目标。
3、深圳拓日：拓日新能是国内生产规模最大、技术最先进的非晶硅太阳能电池制造商之一，非晶硅太阳能电池生产量、出口量连续四年位居全国第一。
2006年圆满完成了国家科技部“十五”攻关计划中唯一的薄膜电池项目——“高效低成本非晶硅太阳能电池制造工艺及产业化技术”，在国内首次利用自主研发设备生产的非晶硅电池稳定效率达到5%以上；公司研发的“整体式非晶硅光伏电池幕墙”获得联合国工业发展组织“全球可再生能源领域最具投资价值的十大领先技术——蓝天奖”。
公司公告称将在2013年8月底前，拟投资30亿元建设拓日新能（乐山）光伏产业园，目前共建有40MW的薄膜电池生产线。
4、深圳创益：深圳创益科技创建于1993年，于去年底获得英特尔2000万美元的注资。
据其创益公司网站上介绍，创益科技的产品除了主要采用导电玻璃和硅化气沉淀的技术来生产强光、弱光非晶硅薄膜电池外，还提供建筑光伏一体化发电系统、太阳能路灯解决方案、太阳能增氧机以及太阳能电站解决方案。
1993年起家做太阳能电池的创益科技，最初给手表、计算器等做太阳能电池。
不过，据投资方介绍，目前创益科技已经转向建筑外墙的大面积薄膜电池。
5、浙江正泰：浙江正泰太阳能科技有限公司成立于2006年，最初的投资是3000万美元。
截至目前在薄膜电池项目上的累计投资已近20亿元，试投产的20兆瓦生产线，是国内首条非晶/微晶薄膜电池生产线。
公司总经理杨立友，师从著名物理学家李政道的博士研究生曾在美国太阳能行业从事过20多年的科学研究。
而技术正是杨立友的优势，曾以他为主发明的纳米硅隧道结技术，是BP Solar公司多结非晶硅电池生产线（是1997年建成的世界第一条10兆瓦生产线）的核心技术之一，从而使正泰大面积薄膜电池组件的稳定效率首次达到9%。
设备采用自欧瑞康。
杨立友曾说过，正泰产品量产后，成本可以保持在0.7元/W左右。
在今年上半年，浙江正泰太阳能科技有限公司在杭州与赛伯乐成长基金及上海联合投资举行签约仪式，成功募集到5000万美元的PE（私募股权）投资，预计到明年，正泰薄膜电池产能将达到240MW。