锂离子动力与储能电池及其产业链PPT课件

.
5
电动汽车和混合动力汽车
比亚迪双模
本田
丰田Prius
我国现状：与发达国家几乎同时起步，国家大力扶持，有望
将来参与国际竞争。“三横”、. “三纵”。
6
锂离子电池应用领域
BYD hybrid car Olympic E-bus
Golf cart
Solar E-bicycle Solar ro. ad lamps
电池
负极 人造石墨系列、天然石墨系列、
焦炭系列等
电解质 有机溶剂电解质（液态）
聚合物电解质（固态、凝胶）
.
17
锂离子电池正极材料
LiNi2/3Mn1/3O2 ▲ ▲ LiFePO4
发展趋势及目前问题 新型锂离子动力电池
由小型电池向动力、储能大型电池发展；传统 钴酸锂电池不安全、成本高、寿命短、有毒
.
20
内容提要
3 锂离子动力与储能电池
.
21
动力–储能电池
1. 燃料电池 氢能动力 2. 二次电池 锂离子电池 3. 超级电容器 储能电池
燃料电池 二次电池 超级电容器
能量类型
化学能电能 化学能电能
能量传送
能量储存与转换
开放系统
密闭系统
电双层
应用
潜在(商用电源、 广wenku.baidu.com(电子器件、 潜在(电动车等)
.
4
发展电动汽车大势所趋
石油与国家能源安全
我国石油储量不足世界的2%； 我国自产石油在1.8亿吨/年左右； 2007年我国净进口原油1.63亿吨，成品油0.338亿吨，原
油对外依存度达到46.05%； 每年新增1000万辆汽车，石油需求新增2000万吨左右。
空气污染与温室气体排放
大城市空气污染的 50%来自汽车； 1亿吨油产生CO2约3亿吨。
电动车、发电)
电动车等)
.
22
不同电池比较
kWh/t
Specific Power / W kg-1
Specific energy / Wh kg-1
kWh/m3
.
23
Driving range / km
锂离子动力与储能电池
电子电器
小型电池
手机通讯
传统领域
锂 离 子 大型化 电 池
动力电池 储能电池
维持几千万辆电动车运行，年产值千亿元！
.
8
内容提要
2 锂离子电池知识简介
.
9
化学电源分类
电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行 化学能------电能之间转换的储能装置。
一次电池
锌锰干电池 纽扣电池
电池
锂原电池 铅酸电池
二次电池 镍氢电池
.
锂离子电池
10
一次电池
锂离子电池
铅酸电池
.
锂离子电池 11
磷酸铁锂型高性能锂离子电池：功率高、容量 大、寿命. 长、成本低、环境友好、安全性1好8
质子交换膜燃料电池
e-
e-
H2 Heat
2e- H+ 2e-
+ conductor H2 2H+
1/2O2
H2O
Anode
Cathode
Electrolyte
Catalyst
Air Heat H2O
< 100 °C
干电池
上图是锌－锰干电池
.
12
铅蓄电池
.
13
.
14
锂离子电池
80年代，由Armand提出了“摇椅式”锂离子二次 电池的新概念。提出电池的正、负极材料采用可以储 存和交换锂离子的材料，利用充放电时，锂离子的来 回移动进行能量交换。
层状化合物LiCoO2的合成，发现石墨可插入锂离 子生成石墨层间化合物LixC6。
电池: () C | LiPF6-(EC+DEC) | LiCoO2 (+)
正极: LiCoO2
C D
Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
负极: 6C + xLi+ + xe-
C D
LixC6
总反应: LiCoO2 + 6C.
C D
Li1-xCoO2 + LixC6 16
锂离子电池的组成
正极 LiCoO2、LiNiO2 、LiMn2O4等
E-Railway
Airline
Waterway
Big city
E-bike E-bike
BEV
E- bus
Subway
town
E-bike
Micro EV
E- bus
.
25
0
50
200
km
储能体系比较
100 200 300
H2 + ½ O2
H2O + Electricity + Heat
.
19
直接甲醇燃料电池
MeOH (aq) Heat
CO2
e-
e-
6e-
H+
6e-
+ conductor
6H+
3/2O2
3H2O
Anode
Cathode
Electrolyte
Air Heat H2O
CH3OH + 3/2 O2 = CO2 + 2 H2O
美国
奥巴马“能源新政”：通过新能源产业革命的方式 再造美国经济增长，再续美国在高科技领域的垄 断和霸主地位
欧洲
新能源革命驱动的绿色经济浪潮席卷大地， 德国和法国都在大力发展新能源汽车
中国
温家宝总理在2009年11月3日讲话指出： 我国要致力发展五大新兴战略性产业，抢占经济 科技制高点。发展新能源列在首位
内容提要
1 前沿 2 锂离子电池知识简介
3 锂离子动力与储能电池
4 锂离子电池关键材料 5 发展与展望
.
1
内容提要
1
前言
.
2
新能源产业
能源危机 金融危机 生态危机
ET时代
低碳经济
太太 阳阳 能
风 能
新能源
生 物
海 洋
氢
核
能 .能
能
能 3
新能源产业的发展与挑战
全球：第四次工业革命——新能源革命风起云涌
Head lamp7s
电动汽车新兴产业链
以电动车的生产、运行为主体 以动力电池生产为核心的高技术产业群
电 •电动车
•电动机
•电控系统
动 技
•动力电池
•电源管理
•能量回收
术 •正极材料 •负极材料 •电解液 •膜
产 •电池回收 •电池复用 •资源再生
业 •供电体系 •充电设施 •充电服务
年产2000万辆电动车（2020），年产值数万亿元！
发展趋势 .
电动汽车 电动自行车 航空航天
太阳能发电 风力发电
24
Points-lines-Areas structure and transportation means choice
Industry Prospect of Chinese New Energy Vehicle
Inter-city
1991年由日本SONY公司生产出以LiCoO2为正极材 料，碳黑为负极材料的商业化锂离子电池。
.
15
锂离子电池充放电示意图
e- Load e-
负极 LixC6
正极 Charge
Li+
Discharge
Li+
Electrolyte Li1-xCoO2
EC: ethylene carbonate
DEC: dimethyl carbonate