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登錄液態電池的案例
車載全固態電池技術路線探討
工信部在《中國制造2025》中指出,到2025年,2030年,我國動力電池單體能量密度需分別達到400Wh/kg、500Wh/kg。而公開數據顯示,液態電池能量密度上限或為 350Wh/kg,難以滿足能量密度提升的最終要求。全固態電池使用固體電解質替代易燃易爆的電解液實現了電池的本征安全,同時使鋰負極的應用成為可能。鋰金屬具有3860 Ah/kg 的超高理論容量和-3.04 V 的低化學勢,可以有效提高電池能量密度,因此固態電池越來越受到人們的關注。
我們知道根據電解質狀態的差異,鋰離子電池總體可分為兩類:液態電池和固態電池,兩者主要不同之處在于采用電解質的狀態不同,液態電池主要依靠液體電解液進行鋰離子的運輸傳導,而固態電池中則替換了液態電池中使用的電解液與隔膜,采用固態電解質完成電池工作狀態Li+可逆脫嵌的過程。這種方式的替代,使兩者存在著不同的特性,其優缺點也不同,具體如表1所示。
表1 液態和固態電池優缺點對比
目前,固態電解質最常用的材料主要是無機陶瓷和有機聚合物,而它們性能的好壞也是決定固態電池性能中的關鍵的一部分,必須滿足的要求:
●較高的離子電導率
●良好的對鋰穩定性
●較寬的電化學窗口
●力學性能良好
表2 不同固態電解質優缺點對比
固態電池工藝核心技術
●固態電解質成膜的工藝
固態電解質取代了液態電池的隔膜和電解液,主體為固態電解質。鋰離子通過固態電解質傳輸,因此固體電解質的成膜工藝是固態電池制造的核心環節。不同的工藝方法將會影響電解質膜的厚度和離子電導率,以及電池內阻。
展開 蔚來續航將超1000公里,究竟什么是固態電池?
近日,新能源車企蔚來最新發布,下一步將在新車型上使用續航里程超1000公里的“固態電池”,這迅速引起業內高度關注。受消息影響,國內鋰電池產業鏈板塊相關個股股價也在近兩日出現大幅波動。那么,究竟什么是固態電池?它又能給新能源產業帶來多大變化呢?
蔚來董事長 李斌
:150度電池包,我們采用最先進的量產固態電池技術,實現了360瓦時每公斤的超高能量密度,即將發布的新車續航將超過1000公里。
1月9日,蔚來的最新發布讓“固態電池”這一概念迅速受到市場高度關注。據悉,這一電池計劃于2022年第四季度開始交付。
中國汽車動力電池產業創新聯盟副秘書長 馬小利
:它命名是基于它電解質的形態的不同。固態電池電化學穩定性就比較好,熱穩定性也好,所以它的電池的安全性等各方面可能相對這個程度就要提升一些,這是它相比液態電池的一個優點。實際上這個概念已經很長時間了,并沒有在市場上看到進一步的擴展應用。
專家介紹,目前國內新能源汽車保有量已達近500萬輛,動力電池裝機總量達到267Gwh。而這些使用的電池主要可分為磷酸鐵鋰和三元鋰兩類,都屬于液態電池,里面使用的是液態電解質。
受消息影響,市場層面也對隔膜、電解液等原本適用于液態電池的材料可能遭到棄用,產生一定擔憂。
近兩個交易日內,隔膜、電解液龍頭企業恩捷股份、新宙邦等公司股價均出現大跌。專家認為,雖然蔚來的最新發布有利于推進產業向前邁進,
但固態電池真正應用還需要一定時間。
展開 高超聲速飛行器用高溫材料邁向3000℃
核反應堆燃料元件包殼金屬材料
七 液態電池可為飛機提供安全、清潔和安靜的推進動力
較常規鋰電池,液態電池具有能量存儲功能非爆炸性、充電速度快的特點,但由于泵送液體的能量儲存材料溶解量受到限制,導致液態電池能量密度較低。2018年8月,在NASA資助下,美國阿貢國家實驗室及其創業公司Influit Energy將納米顆粒懸浮在水基液體電解質中,通過表面處理使納米粒子濃度達到80%,制成了活性材料比例達65%的納米電燃料(NEF)電池,較活性材料只有35%的固體鋰離子電池,能量密度提高到1.5倍以上。該技術使液體能夠在一個裝置中充電,并在另一個裝置中放電,從而將能量和功率分離。充電后的液體可以采用跟航空燃油相似的方式進行儲存,實現液體快速重新加注,而不是在飛行間隔中采用較為緩慢的電池充電方式。目前,NEF液態電池原理樣件的功率水平為每平方厘米若干毫安級。如果獲得資助,該研究成果將在2020財年提供第一代NEF技術,電流密度達到100mA/cm2,系統級比能量達到125 Wh/kg或350Wh/L,性能優于鋰離子電池。由于NEF沒有火災危險,并且可以快速加油,因此適用于航空于冷卻電池和電機,且對飛機油箱無尺寸和形狀要求,為飛機提供安全、清潔和安靜的推進動力。
活性納米顆粒從油箱輸送、流經離子交換膜實現發電
八 新型二維超薄超晶格材料革新傳統光電超晶格構造概念
傳統超晶格通常只能由具有高度相似晶格對稱性的材料制成,材料之間具有相似的電子結構。2018年3月,美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員開發了一種由超薄二維薄片交替層組成,厚度僅有一個或幾個原子厚的新型人造“超晶格”。
展開 2018年度國外軍工材料技術重大發展動向
圖6 核反應堆燃料元件包殼金屬材料
七、液態電池可為飛機提供安全、清潔和安靜的推進動力
較常規鋰電池,液態電池具有能量存儲功能非爆炸性、充電速度快的特點,但由于泵送液體的能量儲存材料溶解量受到限制,導致液態電池能量密度較低。2018年8月,在NASA資助下,美國阿貢國家實驗室及其創業公司Influit Energy將納米顆粒懸浮在水基液體電解質中,通過表面處理使納米粒子濃度達到80%,制成了活性材料比例達65%的納米電燃料(NEF)電池,較活性材料只有35%的固體鋰離子電池,能量密度提高到1.5倍以上。該技術使液體能夠在一個裝置中充電,并在另一個裝置中放電,從而將能量和功率分離。充電后的液體可以采用跟航空燃油相似的方式進行儲存,實現液體快速重新加注,而不是在飛行間隔中采用較為緩慢的電池充電方式。目前,NEF液態電池原理樣件的功率水平為每平方厘米若干毫安級。如果獲得資助,該研究成果將在2020財年提供第一代NEF技術,電流密度達到100mA/cm?,系統級比能量達到125 Wh/kg或350Wh/L,性能優于鋰離子電池。由于NEF沒有火災危險,并且可以快速加油,因此適用于航空于冷卻電池和電機,且對飛機油箱無尺寸和形狀要求,為飛機提供安全、清潔和安靜的推進動力。
圖7 活性納米顆粒從油箱輸送、流經離子交換膜實現發電
八、新型二維超薄超晶格材料革新傳統光電超晶格構造概念
傳統超晶格通常只能由具有高度相似晶格對稱性的材料制成,材料之間具有相似的電子結構。2018年3月,美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員開發了一種由超薄二維薄片交替層組成,厚度僅有一個或幾個原子厚的新型人造“超晶格”。
展開 
固態電池企業發展市場的新思路
近期中國臺灣的兩家企業——Gogoro和輝能科技——在中國國內已經是紅海的電動自行車電池市場上提出換電的固態電池方案。仔細分析這個事情,我覺得目前半固態和固態電池的發展階段中,中國和全球出現一定程度的分化。
借著這個話題我想聊一聊我個人的看法。
●中國
目前主要的固態電池企業,估值都在高位。隨著液態電池處在產能擴展期,而且圍繞磷酸鐵鋰和4680高鎳,從系統層面可以做出高安全系數的方案,國內的固態電池企業不得不去做2-3年能上車的方案,也就是半固態方案;并且開始擴展產能來交付。在產品的可用性妥協中,走一條現實的道路。
核心的矛盾在于,中國既然已經有了規劃1Twh、600GWh和500Gwh系列企業,如果不出產能,后續發展是很難自洽的。
●全球
目前已經上市的幾家固態電池企業,總體來看市值都在波動中。
目前有:大眾汽車重資下注的龍頭大哥Quantumscape不到60億美金,大概是巔峰期的1/10;SES AI 22億美金,Solid Power13億美金;而一票的海外企業最終都需要采用SPAC上市。它們的核心邏輯,是在歐美沒有自主可信賴的動力液態鋰電池的現實情況下,存在生存空間,一旦上市之后最終邏輯還是要滿足汽車的需求,這個時間又被拉長到4-5年以后。
也就是說,如果我們全部把應用領域放在車上,未來好幾年我們看這些海外固態電池企業沒有營收,只有開發進度。這放在國內,隨著CTP和CTC的提升,提高能量密度想要穩壓一頭,一方面要在軟包這種封裝形式比較Pack的能量密度,還要考慮其他性能。
展開 下一代動力電池深度報告,三大技術路線誰能笑到最后?
▲固態電解質是固態電池的核心
2、兼容高容量正負極+輕量化電池系統,推動能量密度大飛躍
更寬的電化學窗口,更易搭載高電壓正極材料:提高正極材料容量需要充電至高電壓以便脫出更多的鋰,目前針對鈷酸鋰的電解質溶液可以充電到 4.45 V,三元材料可以充電到 4.35 V,繼續充到更高電壓, 液態電解液會被氧化,正極表面也會發生不可逆相變,三元 811 電池的推廣目前便受到了耐高壓電解液的制約。而固態電解質的電化學窗口更寬,可達到 5 V,更加適應于高電壓型電極材料。隨著正極材料的持續升級,固態電解質能夠做出較好的適配, 有利于提升電池系統的能量密度
兼容金屬鋰負極,提升能量密度上限:高容量與高電壓的特性,讓金屬鋰成為繼石墨與硅負極之后的“最終負極”。 為了實現更高的能量密度目標,以金屬鋰為負極的電池體系已成為必然選擇。因為: (1)鋰金屬的克容量為 3860mAh/g,約為石墨(372mAh/g)的 10 倍,(2) 金屬鋰是自然界電化學勢最低的材料,為-3.04V。同時其本身就是鋰源,正極材料選擇面更寬,可以是含鋰或不含鋰的嵌入化合物,也可以是硫或硫化物甚至空氣,分別對應能量密度更高的鋰硫和鋰空電池,理論能量密度接近當前電池的 10 倍。
▲鋰金屬是負極材料的最終形態
▲鋰金屬負極體系能量密度遠超傳統鋰電
鋰金屬負極在當前傳統液態電池體系難以實現。 鋰金屬電池的研究最早可追溯到上世紀 60 年代,并在 20 世紀 70年代已成功開發應用于一次電池。而在可充放電池領域,金屬鋰負極在液態電池中存在一系列技術問題至今仍缺乏有效的解決方法,比如金屬鋰與液態電解質界面副反應多、 SEI 膜分布不均勻且不穩定導致循環壽命差,金屬鋰的不均勻沉積和溶解導致鋰枝晶和孔洞的不均勻形成。
展開 Nature子刊:崔屹團隊發明可循環充電超萬次錳氫氣電池!
該校材料系著名華裔教授崔屹實驗組發明的新型水電池——錳氫氣電池(Mn-H)——可循環使用超過1萬次!其低成本、長壽命、高能量密度的潛在性能將有望在大規模儲能領域帶來巨大變革。
崔屹實驗室博士后研究員陳維展示電池原型(圖片來自斯坦福官網)
一直鼓勵新能源發展技術研發的諾貝爾獎得主、前美國能源部部長、現斯坦福大學教授朱棣文(Steven Chu)對上述研究成果的進一步完善充滿期待。他表示,雖然精確的材料和設計仍需進一步研發,但這一原型展示了獲得廉價、耐用的大規模儲能電池的科學和工程新方法。
這個原型約3英寸高的新型錳氫氣電池目前僅可產生大約20毫瓦時(mWh)的電量,這與掛在鑰匙圈上的LED閃燈的能量水平差不多。盡管如此,實驗人員相信,這個原創技術在進一步完善之后將有望在不久的將來實現大規模儲能的產業化應用。
Mn-H電池電化學性能
按照目前美國能源部的建議,可用于大規模儲能的電池需滿足以下幾個條件:在一小時內可充放的能量不低于20千瓦,至少能夠支持5千次充放電,且使用壽命不短于10年。從實用角度來說,滿足上述條件的電池其價格還不應高于2000美元,也就是存儲每千瓦時能量的價格應低于100美元。
在大規模儲能領域,為了達到這一目標,科學家們發展出了不少可稱有效的電池體系,包括鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、液態金屬電池等等。然而,這些電池不是能量密度偏低,循環壽命短,就是成本太高、工作條件苛刻,在實際應用方面還有很長的路要走。
展開 大眾又對特斯拉砍了一刀
據悉,大眾正與美國電池技術公司QuantumScape就固態電池進行密切合作,雙方已共同建設了一個實驗室工廠,以支持工業級固態電池的研發。
電池業務負責人弗蘭克?布洛姆(Frank Blome)在演講現場分析,固態電池能在短短12分鐘的時間里迅速充電至80%,這大約是目前使用的最快的液態電池所需時間的一半。由于固態電池體積更小且重量更輕,續航里程將比同等大小和重量的液態電池增加30%左右。
為了確保電池產能的持續供應,大眾計劃在歐洲建立6家電池工廠,這些工廠的年產能將達到240千兆瓦時,相關的擴產計劃將單獨或與合作伙伴共同搭建。
據悉,前兩家工廠將于2023年在瑞典的斯凱萊夫泰亞和德國的薩爾茨吉特運營,第三家工廠計劃在法國、西班牙或葡萄牙選址動工,而波蘭、斯洛伐克和捷克共和國可能是2027年第四工廠的所在地。
瑞典電池制造巨頭Northvolt也在同一天對外發表聲明,該公司已收到大眾汽車價值140億美元的訂單,這是一個共贏的計劃,Northvolt計劃到2030年將其在歐洲的市場份額提高到25%;與此同時,大眾將收購Northvolt在德國薩爾茨吉特合資電池基地的股份,工廠將從2025年開始為大眾大批量生產電池。
通過更高效的回收閉環,大眾計劃在降低量產電池成本方面更進一步,迪斯在現場舉了一個例子,通過濕法冶金工藝,能夠實現95%的原材料回收,而如若以400公斤的電池為例,未來實現可重復利用材料能達到82公斤。
展開 eVTOL總體設計關鍵技術、電子/電氣系統重要性及技術發展趨勢分析詳解
04 發展趨勢與展望
(一)技術發展趨勢
eVTOL行業電子/電氣系統開發將朝著更高性能、更安全、更智能的方向發展,具體表現如下:
1.提高電池能量密度
當前電池技術仍有欠缺,其密度與安全性都需要進一步突破。現有的鋰電池技術相對氫燃料電池技術更成熟穩定,能量密度比最高,絕大多數制造商采用鋰電池,但鋰電池能量密度的提升需要持續技術攻關。氫燃料電池能量密度要高于鋰電池,但其功率密度較低,瞬間放電能力較差,還需要繼續發展。
此外,固態電池在安全和能量密度方面具備顯著優勢,其使用固態電解質替代了液態鋰電池中的電解液和隔膜,具備不可燃、無腐蝕、無揮發、無漏液、可抑制鋰枝晶形成等特點,安全性較高。
同時,固態電池可使用鋰金屬作為負極以提高電池的能量密度,目前液態鋰電池能量密度的天花板是300Wh/kg,而固態鋰電池的理論能量密度是700Wh/kg,是液態鋰電池的2倍以上,更適用于eVTOL。例如,寧德時代發布凝聚態電池,單體能量密度最高500Wh/kg,公司表示正在進行民用電動載人飛機項目合作開發;億航智能宣布完成對鋰金屬固態電池公司欣視界的戰略投資,二者將合作開展適用于億航智能自動駕駛飛行器產品的固態鋰電池研發與生產;國軒高科也已表明與億航智能簽訂戰略合作協議,致力于共同開發eVTOL的動力電芯、電池包、儲能系統和充電基礎設施。
2.優化航電及飛控系統
飛控系統承擔航跡控制、姿態控制和飛行增穩等核心功能,是eVTOL中最為關鍵的系統之一。飛控系統包括傳感器,飛控計算機、作動器和控制顯示四大子系統,其中計算機子系統是飛控系統的控制計算核心。
載人eVTOL飛控系統多要求采用多余度技術提高可靠性和安全性,也對載人飛控行業構成了極高的技術壁壘。
展開 Energy:具有電網規模儲能潛力的錳氫電池
【引言】
二次電池在新能源領域具有很高的發展潛力。目前二次電池的種類主要有鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池和液態金屬電池等,這些電池都具有在大規模儲能器件上的應用潛力。但是,這些二次電池也面臨許多需要迫切解決的問題,如:成本較高、循環壽命短、安全性能差等問題。Mn-H二次電池具有環保、成本低和電極材料儲量豐富等特點,可以極大的縮短二次電池在大規模應用上的問題。因此,本文研究了不同類型的Mn-H電池的儲能特點。
【成果簡介】
近日,美國斯坦福大學的崔屹(通訊作者)等人,研發出一種新型的Mn-H二次電池。在兩電極反應中,電池的正極是可溶的Mn2+和固態MnO2,負極材料是循環的H2和H2O。其中,H2和H2O是通過析氫和氧化的催化反應獲得。這個電池的放電電壓是~1.3 V,循環10000圈后容量沒有衰減。在4 M MnSO4電解液中,電池的質量能量密度為~139 Wh kg-1,體能量密度為~210 Wh l-1。Mn-H電池是價格低、原料豐富,并且具有大規模應用潛力的儲能設備。相關成果以“A manganese–hydrogen battery with potential for grid-scale energy storage”為題發表在Nature Energy上。
【圖文導讀】
圖 1 M-H電池的模擬示意圖
(a)M-H電池充放電模型示意圖;
(b)完全充放電過程中,Mn2+在電解液中的濃度變化的模擬譜圖。
圖 2 “Swagelok型”M-H電池的電化學性能圖
(a)1 M MnSO4和0.05 M H2SO4電解液中,前10圈的放電曲線圖;
(b)不同電流密度下,電池的放電曲線圖;
(c)電池的倍率性能圖;
(d)電池的循環性能圖。
展開 固態電池將成為三元電池顛覆者
2月27日,在湖南寧鄉舉辦的“固態電池技術、智能裝備與市場應用研討會”上,工信部培訓中心汽車專家張翔認為,固態電池將成為三元電池的顛覆者。他表示,目前新能源汽車動力電池已經歷鉛酸電池、鎳氫電池、液態鋰離子電池,進入三元時代,但三元電池能量密度和安全性仍然不能滿足政府和市場的需求。而固態電池被日本、中國、美國、歐洲、韓國的資本普遍看好,預計到2025年開始小批量進入市場,將成為電動汽車取代燃油汽車的利器。
由于在安全性、可靠性、能量密度、循環壽命等多方面性能優勢明顯,固態電池被業內認為是較為理想的下一代電池技術體系。目前,國內在進行固態鋰電開發的企業包括CATL、贛鋒鋰業、江蘇清陶能源、中航鋰電、比亞迪、萬向、威馬汽車等。其中,贛鋒鋰業2017年引入許曉雄博士建設固態電池研發中試生產線;同年,萬向集團菲斯科申請了固態電池專利,可將電動車續航里程提高至800公里,充電時間壓縮到1分鐘。
中科院電工研究所研究員陳永翀認為,儲能電池的安全性非常重要,固態電池不含易燃的電解液,因此具有極高的安全性,在未來實現量產后有可能會首先應用到高安全要求的某些特殊場景。不過,固態電池要規模應用于電力儲能,在降本增壽方面還有相當的困難需要克服。另外,固態電池的回收處理也是一大難題。
在固態電池的市場格局方面,張翔介紹,固態電池領域的第一集團軍是日本,其擁有固態電池專利916件,占比接近一半,領先優勢明顯;美國和中國分別以398件和362件的專利數位居第二、第三。
北京大學新能源材料與技術實驗室主任其魯表示,中國鋰電池的研發及制造業應該高度關注下一代鋰電池技術導致的鋰電池無隔膜、無電解液、無碳負極等問題。
展開 
電池技術的未來:從超級電容到空中無線充電
而在消費電子領域,任何數碼產品同樣依賴電池,同時人們也希望電池壽命能夠盡可能地長,減少每天充電的次數。
從鎳氫電池到鋰電池、鋰聚合物電池,手機等數碼產品的電池壽命可能不盡如人意,但也需要換個角度去看,因為現在的手機已經是多媒體互聯網終端、而不僅僅是一支電話。當然,電池、充電技術迫切需要進化,下面我們就來看看最有潛力的新型電池及充電技術吧。
超級電容
超級電容可能是最有望成為現實的下一代電池技術。首先,它能夠在電場中存儲能量,而不是在一個化學反應物中,這意味著它能夠承受更多的充電及放電周期。
目前,很多科技公司均在開發超級電容,比如Skeleton Technologies,其產品使用了耦合技術混合超級電容,能夠使電池具有高能量密度、高功率及輸出等特性,在短短2-3秒便可充滿電,并提供約100萬次的充放循環,電池容量也要比目前鋰電池高出50%。
固態電池
鋰離子電池雖然問世已久,但具有普及度高、低成本的特性,所以完全取代它還不太現實。不過,諸如豐田等廠商,開始研發固態鋰離子電池,相比液體鋰電池不附帶電粒子,更加安全且能夠快速充放。豐田開發的固態電池,可以在7分鐘內完成充電,大容量也非常適合在電動汽車上使用,大幅縮短充電時間。
另外,固態電池未來的形態還包括鋁空氣電池、沙子電池等等,這些技術的重點均為環保、低成本且性能出眾,也許有一天會完全替代液態鋰電池。
不需要充電的手機
手機不需要充電,也是一個可行的方向。美國華盛頓大學的工程師設計了一款手機,通過微型太陽能電池板不斷吸收太陽能,手機甚至完全不需要內置鋰電池。當然,目前的技術力只能為功能非常簡單的手機提供電能,真正應用到智能手機上還需要時間。
環境的力量
獲得電能的方式多種多樣,甚至可以將周圍環境的元素轉化為能量。
展開 汽車大觀|歐拉好貓GT版:復古主義下的酷颯力量
智能/動力大幅提升
歐拉好貓GT全系車型適配裝載電量59.1度電的三元鋰電池系統。好貓作為長城汽車第一款搭載液態動力電池熱管理控制技術(系統)的電動汽車的改型車,在動力性能有大幅提升。
相對好貓,歐拉好貓GT的電動機最大功率126kW、最大扭矩250N·m,這兩項數據分別比普通版增加21kW和40N·m,對于這個級別的小車來說,已經非常優秀了。
另外,好貓GT還配備了ORA-Launch+?彈射起步,當駕駛車輛起步時,在sport模式下,駕駛員同時踩下制動和加速踏板踩到底,當儀表提示“彈射模式已激活”,電動機可瞬間達到最大扭矩250N·m,松開剎車就可體驗到更加暢快的加速體驗。
智能駕駛方面,好貓GT搭載了ORA-Pilot?3.0智能自動駕駛輔助系統,硬件部分包含英特爾MobileyeQ4自動駕駛芯片,整車2個高精度毫米波雷達,12個高精度超聲波雷達,6個智能駕駛高感知攝像頭,GPS+北斗高精度定位系統。目前可以實現L2級別智能輔助駕駛。
總結:歐拉好貓本來就以萌酷的個性受到年輕人,尤其是年輕女性的歡迎。此次推出好貓GT更是在原有的可愛、復古的風格下融入了運動元素。目前車輛已經給出了14-15萬預售價,普通版頂配的價格是14.39萬,這個價格對于年輕人來說也能接受,你是如何看待歐拉好貓GT版的?
展開 光宇電池PLM項目啟動
光宇電池PLM項目啟動
聚合物鋰電池一般指聚合物鋰離子電池,根據鋰離子電池所用電解質材料的不同,鋰離子電池分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池或塑料鋰離子電池。隨著二十世紀微電子技術的發展,小型化的設備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進入了大規模的實用階段。其中聚合物鋰電池作為鋰電池的一種,從1999年開始商業化生產,其技術研究與市場份額不斷發展與擴大。
進入21世紀,鋰離子電池得到了極快的發展,這是因為它正好滿足了移動通訊和筆記本電腦迅猛發展對電源小型化、輕量化、長工作時間、長壽命、無記憶效應和對環境無公害等的要求。近年來,又得益于智能手機的迅猛發展,而被手機制造商熱捧,市場份額不斷擴大并且逐漸成為市場主導產品。據統計,2009年聚合物鋰離子電池在手機電池中的應用比例為10.7%;到2012年,達到32.5%;2013年占到了38.08%。之后幾年快速上升,成為用量最大的一類鋰離子電池產品。隨著人們對手機易于攜帶、設計美觀的更高要求,以及為了容量和輕薄性,現在的手機都使用了聚合物鋰離子電池。聚合物鋰離子電池在全球技術成熟并商業化已十多年,對手機當前多元化競爭具有突出性的貢獻。然而不管是在設計競爭還是功能競爭中,都是需要電池供應商廠來相適應的。但是,我們又不得不說與日俱增的手機銷量也給電池供應商廠帶來大量的商機。在第三方數據統計機構IDC公布的2016年全球智能手機銷售數據中顯示,2016年度全球智能手機總銷量為14億7060萬部,同比增長了2.3%。在中國智能手機市場,2016年,中國品牌占據了前五位中的四位。由此可見,聚合物鋰離子電池依托于高額的手機銷售率,手機借助于聚合物鋰離子電池的性能優勢,兩者相鋪相成,可謂市場前景一片廣闊。
展開 動力電池加錳,下一個暴富行業丨新風向lite
早在2013年,比亞迪就對外透露了這項技術,聲稱可以將市面上的磷酸鐵鋰電池90Wh/Kg的能量密度提升至150Wh/Kg,達到主流三元材料的水平。
布局更早的還有美國化工巨頭陶氏化學,陶氏在2008年就通過收購一家瑞士公司HPL,獲得了磷酸錳鐵鋰的基礎專利。后來曾一度賣出了40噸磷酸錳鐵鋰給中航鋰電(中創新航前身),同時送樣給中國及日本的電池廠或車企,如比亞迪、豐田、松下、日立。
不過,當時國內政策環境沒打開這一技術的商業化窗口。因為成熟的磷酸鐵鋰體系是向磷酸錳鐵鋰升級的充分且必要條件,而彼時整體的液態電池技術都還未發展成熟。
這之前,磷酸鐵鋰是否被市場買賬和補貼強烈相關。2014年,新能源補貼政策傾向于高能量密度電池,有性能優勢的三元材料裝車量漸漸壓過了磷酸鐵鋰。
彼時,因補貼變動,磷酸鐵鋰裝機量出現斷崖式下跌,使得磷酸錳鐵鋰技術方案被塵封,陶氏化學、比亞迪等公司都在2015年、2016年相繼退出或終止研發。
這一技術路徑選擇直到2020年才出現拐點,比亞迪通過刀片電池的結構創新解決了磷酸鐵鋰能量密度較低的問題,重新將其推向了市場。
刀片電池將單體能量密度提高至160Wh/Kg~180Wh/Kg,循環壽命超過4500次,壽命是普通三元電池的三倍以上。
更重要的是,下游市場對電池材料綜合性能(如安全性、快充技術、產品成本)的需求,超過了對續航里程的單一追求。因此,隨著刀片電池產能爬坡,以及一眾動力電池廠商的跟進,磷酸鐵鋰的裝機量迅速攀升。
2022年上半年磷酸鐵鋰正式超過了三元,這使得磷酸錳鐵鋰技術重新獲得青睞,吸引各大廠商跟進布局。
這是上游技術創新研發投入應用于下游的大規模市場反饋,經過市場驗證之后才能得以看清技術路徑的標準答案。
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