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技术 | hg0088hg0088技术在国内外的发展状况
发布时间:2017年03月29日

技术 | hg0088hg0088技术在国内外的发展状况

2017-03-29 hg0088中国





        自从锂离子hg0088在1991年产业化以来,hg0088的负极【澳门皇冠a站在线】材料一直是石墨在一统天下。hg0088锂作为新型锂离子hg0088的负极【澳门皇冠a站在线】材料由于其多项优异的性能而受到重视。从20世纪90年代后期开始,比如hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料在锂离子的镶嵌及脱嵌过程中晶体结构能够保持高度的稳定性,晶格常数变化很小(体积变化<l%)。


        这个“零应变”电极【澳门皇冠a站在线】材料极大地延长了hg0088hg0088的循环寿命。hg0088锂具有尖晶石结构所特有的三维锂离子扩散通道,具有功率特性优异和高低温性能佳等优点。与碳负极【澳门皇冠a站在线】材料相比,hg0088锂的电位高(比金属锂的电位高1.55V),这就导致通常在电解液与碳负极表面上生长的固液层在hg0088锂表面基本上不形成。


        更重要的是在正常hg0088使用的电压范围内锂枝晶在hg0088锂表面上难以生成。这就在很大程度上消除了由锂枝晶在hg0088内部形成短路的可能性。所以hg0088锂为负极的锂离子hg0088的安全性是目前笔者见到的各种类型的锂离子hg0088中安全性最高的。


        业内人士大多数都听说过由hg0088锂取代石墨作为网站负极【澳门皇冠a站在线】材料的网站循环寿命可达数万次,远高于常见的传统锂离子hg0088,仅循环几千次就寿终正寝了。


        由于多数专业网站人士从来没有真正动手制作过hg0088hg0088产品,或者只是做过几次遇到困难就草草收场。所以他们没能静下心来仔细思考一下,为什么大部分制作完美的传统锂离子hg0088通常只能完成1000~2000次充放电循环寿命?


        传统锂离子hg0088循环寿命短的根本原因中是否源于其中的某一个基本组件-石墨负极难堪重负呢?一旦将石墨负极替换成尖晶石型hg0088锂负极之后,基本相同的锂离子hg0088化学体系就能循环到几万乃至几十万次。


        另外,在很多人津津乐道地谈论hg0088hg0088的能量密度偏低时,却忽略了一个简单而重要的事实:那就是hg0088hg0088超长的循环寿命、不同凡响的安全性、优异的功率特性以及良好的经济性。这些特性却将会是成就目前正在崛起的大规模网站hg0088产业的重要基石。


        近10多年来,国内外对hg0088hg0088技术的研究可谓是风起云涌。其产业链可分为hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料制备、hg0088hg0088生产与hg0088hg0088系统的集成及其在hg0088及hg0088市场的应用。


        1.hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料


        国际上对hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料研究及产业化方面比较领先的有美国奥钛纳米科技公司、日本石原产业株式会社、英国庄信万丰公司等。其中美国奥钛生产的hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料无论在倍率、安全性、长寿命及高低温等方面性能优异。但是由于生产方法过于冗长精细导致生产成本偏高,使其在商业化推广上难度较大。


        石原产业是亚洲最大的钛白粉制造商之一,公司在日本、新加坡、台湾均有生产基地。石原产业充分利用其充沛的原【澳门皇冠a站在线】材料资源,以湿法工艺成功地开发了多款低成本、高倍率、不同颗粒度的hg0088锂产品。其性能相似的产品在价格比较美国奥钛的hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料有较大的优势,但比中国国内的产品则稍逊一筹。庄信万丰接手了原德国南方化学公司拥有的磷酸铁锂等【澳门皇冠a站在线】材料,但在hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料的研发与生产方面投入不足,产品质量难以稳定。


        国内在hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料量产方面已有多家,如四川hg0088新【澳门皇冠a站在线】材料有限公司、珠海银隆新能源有限公司、湖州微宏动力有限公司、深圳贝特瑞新能源【澳门皇冠a站在线】材料股份有限公司、湖南杉杉新【澳门皇冠a站在线】材料有限公司以及安徽和深圳周边的多家规模较小的hg0088锂生产厂家。


        四川hg0088是一家专业生产hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料的厂家,年产能达3000吨,hg0088锂生产工艺具有客户适应性和稳定性,可在不改变现有生产线和设备的情况下灵活调整,生产出适合不同客户要求的hg0088锂,并保持产品技术指标的稳定。hg0088依靠上游的锂矿与钛矿资源,可实现从原矿到最终【澳门皇冠a站在线】材料的协同生产,由此可实现hg0088锂产品性能提升和成本降低,避免原料市场波动带来的影响。


        珠海银隆于2011年完成了对美国奥钛纳米科技公司53.6%的股权的收购从而成为国内少有的一家同时拥有hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料制备、hg0088生产、hg0088锂hg0088、hg0088系统、调频调峰等应用的多项核心技术与30多项专利的企业。


        目前北方奥钛纳米技术有限公司(简称“北方奥钛”)的hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料年产能100吨并为北方奥钛和珠海银隆提供高品质的纳米级hg0088锂。珠海银隆新能源还与石原产业就新型hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料的研发开展了战略合作,【澳门皇冠a站在线】材料的成本将随着其产量的增加而下降,未来几年内有望接近目前石墨负极【澳门皇冠a站在线】材料的成本价格。


        湖州微宏是目前在国内业界推广hg0088hg0088技术和其它快充类hg0088最成功的企业之一。


        湖州微宏生产的hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料主要用于自己生产的hg0088hg0088产品。湖州微宏hg0088hg0088产品在国内外市场不断扩大也对hg0088锂技术在hg0088及hg0088市场上的应用起到了良好的示范作用。


        深圳贝特瑞是目前世界上最大的网站碳负极供应商。公司具有强大的研发团队,也是hg0088锂行业标准的起草者之一。深圳贝特瑞强大的销售网络也将在hg0088锂市场销售中占尽先机,已经推出碳包覆hg0088锂和无碳包覆hg0088锂的2款产品。然而,目前hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料并非贝特瑞的主打产品。在hg0088hg0088市场尚未全面铺开的情况下,公司还没有在hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料的生产上制定长远的计划。


        2.hg0088hg0088及其在hg0088和hg0088方面的应用


        国际上能够批量生产hg0088hg0088的厂家并不多,主要以美国奥钛与日本东芝集团为代表。hg0088hg0088的应用市场主要有hg0088、hg0088市场及工业应用。


        美国奥钛的hg0088hg0088制造方面有其独特的核心技术,在国际上大规格hg0088hg0088制造方面仍处于领先地位,并已解决了所谓的“胀气”问题。目前其第4代65Ah单体hg0088hg0088已用于hg0088系统,在65℃循环上万次仍无明显的容量衰减。


        在hg0088hg0088系统应用方面,奥钛为美国加州提供的混合电动巴士已于2008年投入运行至今。其燃油经济性指标为106.4kg/L远高于普通柴油发电机的23.8kg/L。公司为夏威夷自然能源所的10.5MW风力发电场提供了1MW的存储系统并与当地电网的并网,同时提供为期3年的技术支持服务。此hg0088hg0088hg0088系统主要用于调控可再生能源的电压波动,并将机组的负荷变化率控制在1MW/min以内。


        奥钛的1MW大容量高功率hg0088机组是目前在美国电网中唯一得到2年多实地商业运作和性能质量检验通过的大容量hg0088hg0088产品。hg0088系统循环次数超过500000次,充放电总电量超过3300MWh,系统容量损失小于2%,且功率并没有明显的衰减。


        日本东芝批量生产以“SCiB”为品牌的hg0088hg0088。其中3.2Ah、10Ah及20Ah铝壳方形hg0088主要用于电动摩托、hg0088及hg0088启停hg0088。SCiBhg0088有着快速充电和长寿命的优势,10分钟即可充电90%以上,反复充放电3000次电量容量衰减不足10%,已经批量应用于“EV—neo”电动摩托车上。


        在hg0088方面,东芝借日本新阳光计划之东风正在将hg0088hg0088应用到大规模hg0088电站及家庭hg0088系统。另一家日本企业村田已开发了采用5V镍锰酸锂为正极的新型hg0088hg0088。其电压差为3.2V,能量密度可达到130Wh/K歌,超过了目前磷酸铁hg0088的水平。


        国内在hg0088hg0088生产方面已有多家,如湖州微宏、珠海银隆、深圳博磊达、天津市捷威动力工业有限公司、四川hg0088、中信国安盟固利电源技术有限公司、湖南杉杉及安徽和深圳周边的多家规模较小的hg0088hg0088生产厂家。


        湖州微宏自2006年成立以来一直致力于hg0088锂技术开发。公司对其hg0088hg0088生产需要的hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料、隔膜、电解液以及正极【澳门皇冠a站在线】材料进行了垂直整合。近年来为了适应市场需求,湖州微宏具备了日产8万只10Ah的hg0088hg0088产品的产能以及2倍于的hg0088hg0088的多元正极hg0088产品的产能。


        截至2014年底,湖州微宏的10分钟快速充电hg0088系统已装备了超过3000辆混合动力为主的电动大巴,主要销往英国、荷兰及中国重庆等地。在hg0088市场方面,湖州微宏分别在美国的佛蒙特州及中国重庆安装了用于电网调频及电网需求管理的hg0088hg0088hg0088系统。


        珠海银隆目前量产的hg0088hg0088产品有20Ah和65Ah软包hg0088以及25Ah、30Ah和55Ah圆柱hg0088,性能指标已达到美国奥钛生产的hg0088hg0088。hg0088100%DOD的循环次数超过16000次,10%DOD则达到160万次。这几款hg0088均已通过北方hg0088质量监督检验鉴定试验所(201所)的第三方检测。


        在应用方面,银隆新型纯电动hg0088车使用了圆柱形、寿命长、充放电快的hg0088hg0088,续航里程可达30~80km,快速充电只需6~10分钟,也可用夜间谷电慢充30~60分钟充满。该系列车型已经成功地投放于广东湛江、河北邯郸、石家庄等地hg0088系统。


        银隆专为北京hg0088设计开发的仿古铛铛车于2014年9月投入商业化运营。该车还被指定为北京APEC会议的官方指定用车。在hg0088市场,银隆分别与国家电网和南方电网合作承担了hg0088方面的863国家项目,为张北风光储输示范站和深圳宝清hg0088hg0088站分别提供了2个2MWh和1个600kWhhg0088锂系统的部分模块、hg0088箱设计以及系统解决方案。


        深圳博磊达通过独特的【澳门皇冠a站在线】材料处理方法,可以制备得到性能良好的Li4Ti5O12【澳门皇冠a站在线】材料,并通过技术攻关项目,从hg0088hg0088的生产工艺提升出发,高性能Li4Ti5O12的设计和制备已经取得重大进展,目前量产的产品有17Ah、20Ah和25Ah圆柱hg0088,解决了hg0088hg0088容易胀气的问题,获得了高性能的hg0088hg0088产品,并取得了权威的第三方检测报告。


        博磊达公司从高功率Li4Ti5O12电极【澳门皇冠a站在线】材料设计入手,研究Li4Ti5O12【澳门皇冠a站在线】材料界面副反应揭示产气机理和解决机制对Li4Ti5O12电极【澳门皇冠a站在线】材料在动力hg0088中的规模化应用并取得了重大突破。


        天津捷威得到了美国奥钛的hg0088hg0088生产技术转让,并结合自己多年来在聚合物软包动力hg0088生产方面的技术积累而独居特色。公司成功地突破了胀气难题,已具备批量生产大规格单体hg0088hg0088的技术及能力,hg0088容量达到60Ah,累计出货量为2000万Ah。


        该hg0088可以承受10C以上连续充放电,寿命达到2万次以上,温度范围为-40~60℃,主要应用于快充大巴和调频的hg0088电站。 


        hg0088hg0088技术开发难点及其发展方向


        1.在中国发展hg0088hg0088技术的理由


        hg0088hg0088技术在我国各种hg0088hg0088中的竞争应该占有天时、地利、人和之优势。光就使用寿命而言,hg0088hg0088超长的循环寿命远胜于各类铅酸hg0088;其效率、成本及电化学性能更是优于钠硫与液流钒等hg0088体系。


        网站产品历年来主要市场是便携式电器如手机和手提电脑等。中国的手机与手提电脑的用量虽大,但大部分都不属国内品牌。所以国内网站厂家在便携式电器上的网站销售能力输于日韩产品。


        然而,hg0088锂技术的适用市场却是混合hg0088、特殊工业应用及hg0088应用如调频及电网电压支撑等。这些市场在全世界尚处于起步阶段,谁执牛耳尚未可知。hg0088锂技术有望成为这些市场中的佼佼者。


        中国人口基数占全世界约1/5。由于人口众多,中国的hg0088、hg0088及工业应用市场是一个让许多国家的跨国公司所垂涎的巨大市场。近年来中国政府对hg0088及hg0088产业的发展高度重视,各类国家鼓励政策纷纷出台。中国产的hg0088hg0088系统在重庆及欧洲的混合电动大巴、张北的风光储示范站及深圳宝清hg0088电站已有了几年的商业化应用数据积累。


        另外,我国网站产业链的上下游早已成气候,除了完备的hg0088【澳门皇冠a站在线】材料供应与设备制造能力之外,hg0088产品的生产能力也与日、韩三分天下。这就使得我国的网站生产厂家从传统网站生产转型到hg0088hg0088产品生产具备了先天的条件。


        我国在hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料生产方面早已有了像四川hg0088、珠海银隆、湖州微宏等既有实力又有经验的企业。在hg0088hg0088生产方面脱颖而出的代表企业有湖州微宏、珠海银隆、深圳博磊达、天津捷威等。


        这些企业都已经在国内外hg0088及hg0088市场初步建立了自己的销售渠道。尤其值得指出的是深圳博磊达拥有从【澳门皇冠a站在线】材料生产到hg0088制作及系统集成一系列专有技术与知识产权,目前中国网站界尚属少见的拥有自主知识产权的生产厂家。


        2.hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料、hg0088及hg0088组制作的瓶颈


        既然hg0088hg0088技术有诸多其他网站无法比拟的优越性,那为何至今为止在中国能源行业乃至世界能源领域应用寥寥呢?原因有以下3个方面:


        ①hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料生产hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料的生产从原则上说并不复杂。但要用作锂离子hg0088的负极【澳门皇冠a站在线】材料,不但需要讲究【澳门皇冠a站在线】材料具有合适的比表面积、粒度、密度和电化学性能等,还必须能够适应于大规模hg0088的生产工艺。hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料在很多传统网站生产线上无法正常生产的原因之一就是【澳门皇冠a站在线】材料的pH为11或12,吸湿性极强。


        ②hg0088hg0088制作在事实上,将常规锂离子hg0088生产线直接用来生产hg0088hg0088产品并不像仅仅把石墨换成hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料那样简单。因为hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料对湿度的要求比常规锂离子hg0088生产要高得多。为了控制湿度,有些制备工艺需要做相应的调整以适应hg0088hg0088产品生产的特殊要求。另外,有些生产设备也需要做相应的改进。如果有条件的话,最好能专门为hg0088hg0088产品重新设计一条结构紧凑、体积小巧、全封闭式的自动化生产线。


        ③hg0088hg0088组与常规锂离子hg0088不同,目前国内外生产的hg0088hg0088在成组投入应用一段时期后常会看到软包的单体hg0088内有微量的气体产生。这些气体与新鲜hg0088化成时产生的气体不同。前者能够通过hg0088生产工艺来去除。但后者则是在hg0088使用过程中产生的,或者说在目前的工艺条件下很难避免。


        笔者认为,研究循环时气体产生的化学反应机理应该不失为一个很好的科研题目。另外,由于hg0088hg0088技术的优越性之一是其高功率性能。虽然hg0088本身可以承受大电流充放电,但厚的单体hg0088仍然不适于高功率应用因为hg0088太厚会造成大电流产生的热量难以散发。所以对大功率hg0088hg0088来说,尺寸大而薄的软包hg0088结构仍不失为一个合理的选择。


        3.hg0088锂技术的今后发展方向


        最后,在此有必要综合概括一下hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料作为网站负极的优劣势,优势:超高安全性、超长寿命、高低温工作范围宽、高功率、低成本以及绿色环保。劣势:hg0088锂【澳门皇冠a站在线】材料能量密度低、吸水性强,hg0088制作的环境要求高、生产工艺要做相应的更新、新工艺需要投资必要的设备与更高要求的湿度控制、以及hg0088hg0088的应用市场尚未充分打开。


        结语


        在当前中国政府大力倡导开发新能源及其相关产业的大环境下,如何推动hg0088hg0088技术及其在hg0088和hg0088市场上的应用对中国hg0088hg0088产业而言是机不可失,时不再来。对于国内的珠海银隆、湖州微宏、深圳博磊达、四川hg0088、深圳贝特瑞等拥有一部分自主知识产权的优势及销售渠道的企业应该是得天独厚的机会。很多人没有意识到中国在hg0088锂技术方面的知识产权优势是目前以磷酸铁hg0088为主的所谓“主流化学”所不具备的。


        开发高容量高电位正极【澳门皇冠a站在线】材料以提高hg0088hg0088的能量密度是赶超日韩的一步妙棋。当然,同时必须对整个锂离子hg0088化学体系进行研究,如高电位电解液和抗氧化隔膜等课题研究。中国网站行业开发hg0088hg0088技术的努力将会得到正在崛起的hg0088、hg0088及工业应用市场可观的回报。(来源:新【澳门皇冠a站在线】材料产业杂志)


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