锂行业进入高速增长期

受Tesla等新能源车企销量超预期的影响,锂行业可能进入高速增长期。2014年1月份,美国电动车市场销量最高车型为特斯拉Model S,力压雪佛兰沃蓝达和日产聆风。去年特斯拉全球销量22477辆,仅第四季度就达到6892辆。特斯拉CEO马斯克表示,欧洲和中国市场将为特斯拉带来巨大销量。目前特斯拉最便宜的Model S电动汽车售价为7.2万美元。低价车型将能推动特斯拉进入需求量更大的大众化市场,迅速提升市场规模。     

Calculation on energy densities of lithium ion batteries and metallic lithium ion batteries

锂电池是理论能量密度最高的化学储能体系,估算各类锂电池电芯和单体能达到的能量密度,对于确定锂电池的发展方向和研发目标具有重要的参考价值。本工作根据主要正负极材料的比容量、电压,同时考虑非活性物质集流体、导电添加剂、黏结剂、隔膜、电解液、封装材料占比,计算了不同材料体系组成的锂离子电池和采用金属锂负极、嵌入类化合物正极的金属锂离子电池电芯的预期能量密度,并计算了18650型小型圆柱电池单体的能量密度,为电池发展路线的选择和能量密度所能达到的数值提供参考依据。同时指出,电池能量密度只是电池应用考虑的一个重要指标,面向实际应用,需要兼顾其它技术指标的实现。     

Thermodynamic calculation on energy densities of multi-electron transfer Mg/Al batteries

镁离子电池和铝离子电池因其高能量密度、地壳储量丰富、安全等优良特性有望成为下一代新型高能量密度储能体系,是未来二次电池研究的热点之一。本文采用热力学方法计算和分析了近300种镁离子和铝离子电池体系的理论质量能量密度、体积能量密度和电压。在所得数据的基础上,以目前商业化锂离子电池正极材料钴酸锂为对比参考,综合考虑质量能量密度、体积能量密度、标准电极电位、毒性、腐蚀性、易燃性、环境友好性等诸多因素,逐步筛选出符合条件的一系列镁离子正极材料（O₂、S、MnO₂、MoO₃、Fe₂O₃、Fe₃O₄、NiO、MoO₂、CuO、Cu₂O）和铝离子的正极材料（O₂、S、MnO₂、MoO₃、NiO、CuO、Cu₂O）。     

高能量密度锂离子电池结构工程化技术探讨CSCD

基于商业化应用的锂离子电池材料体系,对电池结构进行工程化设计优化,是目前提升锂离子电池能量密度的重要研究方向。本文对比了电池尺寸、集流体厚度、N/P比和电极厚度等工程化因素在提升电池能量密度方面的潜力及风险,表明增加电极厚度是提高电池能量密度的主要工程化技术途径,但随之会带来电池倍率和寿命等性能下降的问题;基于此,从多孔电极理论出发,重点分析了影响厚电极电池性能的电极结构因素,综述了实用化厚电极的可能实现途径。综合分析表明,通过激光刻蚀、多层涂布等工程化技术,构建具有低曲折度、梯度孔隙率分布结构的实用化厚电极,有望实现厚电极在提高锂离子电池能量密度的同时兼顾电池倍率和寿命等性能。     

The technical route exploration of lithium ion battery with high safety and high energy density

发展高比能动力锂离子电池是新能源汽车,特别是纯电动汽车实现长续航里程的关键手段之一,然而,随着电池能量密度的不断提高,电池的循环寿命和安全性能就会受到影响。本文以能量密度300W·h/Kg单体电池为对象,从材料体系的选择、电芯结构设计以及系统安全防护措施等多维度展开论述,探究了高安全高比能动力锂离子电池系统技术路线。     

Fundamental scientific aspects of lithium ion batteries(Ⅺ)--Lithium air and lithium sulfur batteries

提高能量密度是可充放锂电池研发最重要的目标.近年来,锂硫电池与锂空气电池由于具有高的理论能量密度而受到广泛关注,这两种电池仍然面临较多的科学与技术问题,处于电池开发早期研究阶段.在本文中,重点介绍了锂空气电池的基本工作原理,基本结构组成,所面临的问题和两种特殊体系的锂空气电池, 同时简要介绍了锂硫电池.     

Progress on high energy density lithium batteries by CAS battery research group

提高动力电池的能量密度将显著延长续航里程,对发展电动汽车具有重要的意义.中国科学院在2013年底部署了中国科学院战略性先导科技专项,通过合作研究,积极探索了第三代锂离子电池,固态锂电池,锂-硫电池和锂-空气电池等电池体系.其中,采用纳米硅碳负极,富锂正极的24 A·h的锂离子电池单体,质量能量密度达到374 W·h/kg,体积能量密度达到577 W·h/L.8 A·h固态聚合物锂电池60 ℃下能量密度达到240 W·h/kg,基于无机陶瓷固态电解质的固态锂电池室温下能量密度达到240 W·h/kg.37 A·h的锂硫电池单体室温能量密度达到566 W·h/kg,50 ℃达到616 W·h/kg.5 A·h锂空气电池单体能量密度达到526 W·h/kg.目前这些样品电池在综合技术指标方面离实际应用还有较大的距离,需要进一步深入细致的进行基础科学与关键技术方面的研究.从长远考虑,电池能量密度的提高必然进一步增加电池安全性风险,因此不同形式的固态锂电池将是未来长续航动力锂电池的发展方向.     

Research progress on cathode materials for high energy density lithium ion batteries

便携式电子设备的微型化、轻量化与电动汽车、电网储能设备的飞速发展,对高能量密度的锂离子电池的研发和性能表现提出了越来越高的要求。锂离子电池正极材料是锂离子电池的核心,其提供锂离子并参与电化学反应,因此改善正极材料性能是提高锂离子电池能量密度的关键。人们需要进一步研究开发成本较低、安全性更好的高能量密度新型锂离子电池正极材料。本文主要从提升正极材料的比容量和工作电压两方面介绍三元、富锂锰基材料和高电位镍锰酸锂等高比能量正极材料的介尺度结构设计、制备与性能调控研发进展。     

Research progress on capacitive lithium-ion battery

锂离子电池具有高的能量密度,而超级电容器则以高功率密度和长循环寿命为突出优势。电容型锂离子电池是在锂离子电池的正极中加入部分电容炭材料,在不显著降低能量密度的情况下,大幅度改善锂离子电池的功率特性和循环寿命,从而实现电容与电池技术的融合。本文综述了国内外近年来在电容型锂离子电池领域的最新研究进展,介绍了主要的电容型锂离子电池体系及其性能特点,并对其未来发展方向进行了展望。     

反射式高倍聚光系统光路优化

为探究反射式高倍聚光系统中电池位置和角度对电池表面能量密度均匀性和光接收率的影响。设计并搭建了一套反射式高倍聚光系统,通过实验研究和光线追迹相结合的方法,对反射式高倍聚光系统进行了光路优化。并通过TracePro软件对电池表面能量密度进行了数值计算。研究结果表明：电池在(0,-2,52)处,与焦平面成45°角时,电池表面光接收率为56.63%,电池表面光斑的均匀度为72.85%,表面能量密度的分布和能量接收率综合比较最优,光电转换效率最高。     

合金型负极预锂化技术研究进展

负极是锂离子电池的关键组件,实现高容量合金型负极在锂离子电池中的应用可大幅提升锂离子电池的能量密度.然而目前合金型负极存在严重的低首圈库仑效率问题,致使大量活性锂在循环初期被不可逆消耗,制约了其在提升锂离子电池能量密度方面发挥优势.预锂化技术被认为是解决合金型负极锂损失问题的有效方案,主要分为负极预锂化与正极预锂化.本...     

Carbon-based materials for advanced lithium-sulfur batteries

随着能源和环境问题的日益突出以及电子电动设备的迅猛发展,传统锂离子电池已经越来越难以满足人们对于高能量密度电池的需求.锂硫电池因其能量密度高,成本低以及无污染等优点,被认为是极有潜力的下一代高能量密度储能体系.然而由于锂硫电池中正极材料电子,离子电导率低,充放电过程中电极体积变化大,聚硫化物等中间产物的溶解和伴随的"穿梭效应"以及锂负极的使用所带来的锂枝晶等一系列问题,导致锂硫电池的循环寿命差,阻碍其产业化的应用发展.锂硫电池体系中碳质材料的引入可以提高材料导电性,缓冲体积变化,抑制聚硫化物穿梭,是提高其电化学性能的有效手段.本文综述了近年来最新的锂硫电池中碳质材料的应用研究进展,包括硫/碳复合物,柔性自支撑电池和碳质锂硫电池负极,分析了其对锂硫电池性能提升的作用机理,并展望了锂硫电池将来可能的发展方向.     

比亚迪欲与特斯拉展开较量 电池产能将增加三倍

<正>据路透社报道,中国汽车制造商比亚迪计划将电池生产规模增至现有的三倍,以此在电动汽车电池供应以及能源储备方面与特斯拉展开较量。比亚迪美国分部发言人马修·尤尔杰维奇(Matthew Jurjevich)表示,公司计划在接下来的三年中,其全球电池产能每年将扩大6千兆瓦时,若需求强劲,公司希望三年后仍按照这样的速度持续增产。这意味着,到2020年初,比亚迪的电池产能有可能从2015年年底的10千兆瓦时提升至大约34千     

中国动力锂电池产业规模有望十年内突破1600亿元

<正>锂电池是一种绿色环保的电池,发展至今其在电脑、手机、太阳能设备与新能源汽车中都逐渐得到应用。其中3C领域应用较为广泛,不过随着消费终端产品的逐渐饱和,上游锂电池厂家盈利艰难,正不断向动力锂电池、储能电池领域转型。2014年以来,特斯拉入华以及国内对新能源汽车的大力推广,为我国锂电池生产厂家带来了巨大的发展机遇。     

Research progress on safety of lithium ion battery electrolyte

锂离子电池的能量密度及其安全问题是限制其在电动汽车应用中的主要障碍。随着能量密度的不断提升,当务之急是有效解决锂离子电池的安全性问题。锂离子电池安全问题本质上与当前电解液中使用的高挥发性、易燃的有机溶剂有关。因此,本文主要从电解液的燃烧性角度,介绍了电解液在锂离子电池材料安全性方面的研究现状,包括阻燃添加剂、不燃性氟代有机溶剂、高浓度电解液及固液混合电解质的应用等,分析其对安全性能提升的机理,并对电解液的发展方向进行了展望。     

固态锂电池聚合物电解质研究进展

目前锂离子电池的关键挑战是如何提高电池的能量密度和电池的安全性,使用固态电解质的固态锂电池可以有效地缓解这两个问题。固态电解质是固态电池发展的关键材料。固态聚合物电解质(solid-statepolymer electrolyte,SPE)具有较高的柔韧性、优良的加工性和良好的界面接触性,是固态锂金属电池理想的电解质材料。SPE的离子导电性、电化学窗口以及与电极之间界面的稳定性对固态锂电池的综合性能起着至关重要的作用。根据电化学稳定窗口的不同,本文主要综述了：(1)低电压稳定SPE,与锂金属具有良好的相容性,通过交联、共混、共聚以及与无机填料复合的方法可以有效降低其结晶度,提升聚合物离子电导率;(2)高电压稳定SPE体系,能够匹配高电压正极使用,有效提高锂金属电池的能量密度;(3)多层结构SPE体系,能够同时承受锂金属负极的还原和高电压正极的氧化,为进一步开发高性能SPE和提高电池能量密度提供了新思路。最后,对三种SPE体系进行了总结和展望,指出低电压稳定SPE的研究重点在于提高离子电导率以及力学性能,高电压稳定SPE的关键在于降低材料的最高占据分子轨道(highest occupie...     

Brief analysis the safety of solid-state lithium ion batteries

锂二次电池因其具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点,使得其在便携式消费电子产品、电动汽车、能量储存等领域具有广泛的应用前景。目前,锂二次电池的能量密度和安全性是当今世界的研究热点。但对于传统液态电解质的锂离子电池而言,尽管从材料、模组、电源管理、热管理、系统设计等各个层面均采取了多种改进措施,然而高能量密度电芯的安全性问题依然突出,热失控问题难以彻底避免。因此,为了提高锂电池的安全性,发展理论上不易燃的固态锂电池是解决锂电池安全问题的必由途径。本工作比较了传统液态锂离子电池与固态锂电池结构特征,总结了其各自优缺点,进一步深入剖析了传统液态锂离子电池安全问题产生的根本原因,提出了解决锂离子电池安全性问题的最佳方案,并通过对自主研发的系列容量固态锂（离子）电池的安全性能进行测试,证实了固态锂电池的高安全特性。     

Application of SiO/C composite anode material for lithium -ion batteries

硅基材料因其较高的比容量而受到研究者广泛的关注。本文选取高比容量SiOx与NG复合材料作为锂离子电池负极材料,研究了不同SiO/C复合比例对全电池的能量密度和循环性能的影响。不同比例SiOx/C复合材料的首次容量和首次效率有明显差别。与石墨材料相比,SiOx/C复合材料的膨胀程度略有增加。随着SiOx比例的增加,全电池的能量密度先是上升然后下降,但其循环稳定性却有所降低。当SiOx比例在4%时,全电池能量密度提升1.2%,500周循环后容量保持率在80%以上,可以满足商业化锂离子电池的使用要求。     

俄罗斯研制成功基于镍-63的大容量核电池 续航可超百年

正最近,俄罗斯研究人员开发成功一种基于镍-63的新型核电池设计,其具有比普通市售电池更高的能量密度。据介绍,考虑到镍-63的半衰期,该核电池拥有3 300MWh/g的能量密度,是传统化学电池的10倍以上。此外,研究人员开发了一种更高效的方法,能以最小的损耗批量生产钻石薄层。未来,该团队计划继续改进核电池的设计,并已确定了提高电池功率的方法。其中包括富镍-63、改变     

新能源生产与消费

<正>特斯拉公司将改变全球能源的发展动力Energy Daily,2015-05-05特斯拉公司上周宣布将创建一条商业、消费者以及大型电网用的新型电池生产线,这将改变电力工业的游戏规则。现在,个人或企业通常需依靠发电机储备电力。能有效储存大量电量的电池将改变游戏规则,因为它能使清洁燃料(如太阳能和风能)的发电和电能利用分