發(fā)展歷程
鋰離子電池是目前較為先進的二代電池,其優(yōu)點就在于該電池能量密度較高,且具有較強的循環(huán)壽命。目前該電池不僅可以廣泛運用于新能源電池領(lǐng)域還可以被運用于數(shù)碼科技領(lǐng)域、能量儲備領(lǐng)域以及移動通信領(lǐng)域,未來我國將繼續(xù)部署鋰離子電池的上下游產(chǎn)業(yè)鏈,并持續(xù)深耕發(fā)展更多種類的新能源汽車,進而來應(yīng)對未來汽車行業(yè)的發(fā)展。
讓我們一起穿越回二十世紀(jì)七十年代,當(dāng)時世界正面臨石油危機,所以很多科研工作者將研究的領(lǐng)域轉(zhuǎn)向了新能源的開發(fā)和利用。上世紀(jì)80年代,德克薩斯大學(xué)教授約翰古迪納夫使用了新型的陰極材料并取得了成功。經(jīng)過幾年的發(fā)展,日本名古屋名城大學(xué)吉野彰對鋰電池的電極進行了調(diào)整,最終迎來了鋰電池的革命性發(fā)展。再將視線拉回國內(nèi),中國鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展也取得了不錯的成績,我國鋰離子電池體系從鈷酸鋰發(fā)展到了硝酸鐵鋰,經(jīng)過一次次的迭代又發(fā)展到了高鎳(nie,四聲)和富錳體系。在負(fù)極研究領(lǐng)域從石墨到多元碳元素最終到鉀金屬。如果嚴(yán)格追溯的話,中國電科十八所從1992年就開始了鋰離子電池的研究,并在1994年獲得了采用人工石墨烯負(fù)極,容量和比能量分別達到500mAh(毫安時)和94Wh\KG(瓦小時每千克)的第一只AA尺寸電池。
到1997年,我國已經(jīng)建成了第一條鋰離子電池生產(chǎn)線。隨后相關(guān)的研究機構(gòu)以及企業(yè)都在致力于促進鋰電池產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,期間我國鋰電池行業(yè)取得了卓越的發(fā)展和長足的進步。那么我國科研機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)都在此期間攻破了什么樣的關(guān)鍵技術(shù)呢?
關(guān)鍵技術(shù)
小編在查閱資料的期間發(fā)展鋰電池技術(shù)的主要關(guān)鍵技術(shù)就是正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)了。接下來讓我們一一道來,這期依舊干貨滿滿。首先是鋰電池技術(shù)的正極材料。最早實現(xiàn)正極材料實用化的材料是層狀鈷酸鋰材料,它主要的應(yīng)用范圍為消費電子產(chǎn)品,具體來說呢,就是我們之前用的音樂手機啊、MP3、MP4等這些電子產(chǎn)品。當(dāng)初這些產(chǎn)品工作電壓是3.7V(伏),但是經(jīng)過一段時間的發(fā)展,鋰電池產(chǎn)品經(jīng)過表面包覆和摻雜后現(xiàn)在的容量已經(jīng)可以達到180mAh\g(毫安時每克)以上。
為了避免層狀鈷酸鋰直接和電解液接觸,一般相關(guān)工作人員會提高層狀鈷酸鋰的充電電壓,比如在層狀鈷酸鋰表面包覆一層Al2O3(氧化鋁)、TiO2(二氧化鈦)、ZrO2(二氧化鋯gao)。接著為了進一步提高鋰電池的安全性,層狀三元材料、尖晶石錳酸鋰這兩種材料漸漸和鈷酸鋰一起被運用于消費電子產(chǎn)品和動力中?,F(xiàn)在三元材料也一直在進行著升級,所以比容量從150增加到了200 mAh\g(毫安時每克),但是經(jīng)過一系列的升級后,鋰電池生產(chǎn)所需的環(huán)境要求也越來越高,電池的安全性也越來越有保障。
關(guān)于鋰電池的正極材料其實還有一個必須要提的,那就是磷酸鐵鋰,這玩意兒厲害很,這玩意支撐了中國鋰離子電池材料的半壁江山,前面講的那些啊就相當(dāng)于隋高祖,這玩意就相當(dāng)于隋煬帝的存在,懂我意思吧?這個隋煬帝啊安全性好,具有較長的循環(huán)壽命,成本也較低,該材料可作為儲能電池和動力的主打正極材料。
好,這正極材料說完了,那我們來聊聊負(fù)極材料吧。負(fù)極材料主要有石墨,石墨可以分為人造石墨和天然石墨。我國是從人造石墨負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究開始的,經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展人們發(fā)現(xiàn)人造石墨負(fù)極材料中的相碳微球雖然擁有較好的性能,但是它對溫度具有較高的需求,所以在成本控制上不能達到要求。天然石墨雖然價格便宜,但是天然石墨中存在一些問題需要解決。
最終目前市場上應(yīng)用最為廣闊的是經(jīng)過改良的天然石墨。另外,軟碳材料和硬碳材料是鋰電池材料中作為復(fù)合電極一部分的存在,主要作用就是滿足消費者在低溫環(huán)境充電的需求,同時也能滿足消費者快充的需求。在曾經(jīng)研究的數(shù)年之間,我國的科研單位也研究了很多其他種類的金屬及化合物材料,其中也有一些具有較強性能的材料,比如納米級鈦酸鋰Li4Ti5O12這種材料,該材料支持快充和低溫充電并在市場中獲得了一定的運用。
最后我們簡單講講關(guān)于電解質(zhì)方面的研究,電解質(zhì)的作用就在于可以有助于在電池之間形成具有良好性能的電子導(dǎo)電通道。一般在鋰電池技術(shù)中適配的電解質(zhì)需要滿足以下幾點條件,高離子導(dǎo)電性、抗氧化熱、熱力學(xué)穩(wěn)定性強、環(huán)境安全、不接觸毒源、費用適中。另外,水溶解電解質(zhì)需要的特質(zhì)為離子狀態(tài)穩(wěn)定,粘度小,電導(dǎo)率高等優(yōu)點,相應(yīng)的應(yīng)用也比較廣泛。簡單介紹完鋰電池技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)后,接下來我們來說一說我國發(fā)展鋰電池行業(yè)的意義。
意義
為什么要發(fā)展鋰電池技術(shù)呢?首先,當(dāng)然是因為該技術(shù)發(fā)展前景較為廣闊。不得不說鋰電化、節(jié)能化、高速化將可能成為未來鋰電池的發(fā)展趨勢,大權(quán)覺得除了新能源汽車領(lǐng)域需要鋰電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng),其實在手機電池、電動工具、數(shù)碼相機等領(lǐng)域也需要鋰電池技術(shù)的支持。未來電力資源將作為可再生資源被廣泛應(yīng)用,消費者也會增加對鋰電池的需求,所以未來鋰電池行業(yè)發(fā)展的前景非常廣闊。
現(xiàn)在正是畢業(yè)季,希望高考結(jié)束的同學(xué)可以適當(dāng)考慮報考相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè),最終的志愿報考還是要遵循每個考生內(nèi)心的想法,希望每個考生可以考上自己理想的專業(yè)以及學(xué)校。其次,發(fā)展鋰電池行業(yè)能夠緩解能源緊張的問題,鋰電池技術(shù)在推動新能源汽車行業(yè)發(fā)展的過程中,有利于減少石油資源等不可再生資源的使用量,利用新能源有利于減少環(huán)境污染,對于保護自然環(huán)境就有舉足輕重的作用。第三點,鋰電池具有非常多的優(yōu)點,比如鋰電池輕巧、時尚、非常高級。就比如說我買了一輛新能源電動汽車,這輛車非常智能、使用輕松,車整體的重量較輕,最重要的是非常安全,如果你免費送我瑪莎拉蒂,我估計還不要呢!
當(dāng)今的時代正處于一個即將面臨大變革、大發(fā)展的時代,所以針對鋰電池技術(shù)的運用需要該領(lǐng)域所有相關(guān)的企業(yè)以及研究機構(gòu)一起來討論,進而通過各方的努力制定出鋰電池技術(shù)應(yīng)用以及后續(xù)發(fā)展的一套比較成熟的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在一次會議中,中國工程院院士吳峰表示未來我國動力電池以及其他行業(yè)的發(fā)展有利于促進我國實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,同時對于實現(xiàn)2030碳達峰、2060碳中和目標(biāo)具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。未來我國鋰電池以及相關(guān)行業(yè)發(fā)展將會迎來一個風(fēng)口期,這也正是應(yīng)證了雷軍的觀點,處在風(fēng)口處豬也能起飛。話雖這樣說,但是我覺得即使處在風(fēng)口,豬起飛的方向以及豬自身的質(zhì)量也將會影響豬到底能不能飛的更高、飛的更持久。
關(guān)于環(huán)宇源
東莞市環(huán)宇源科技有限公司成立于2009年,是一家致力于研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池組和便攜式移動電源的國家高新技術(shù)企業(yè),并提供家用型儲能電源解決方案和OEM/ODM生產(chǎn)服務(wù)。我們擁有研發(fā)團隊30余人,己獲得100多項外觀專利,發(fā)明專利,實用新型技術(shù)專利等。
環(huán)宇源生產(chǎn)工廠位于東莞黃江鎮(zhèn)環(huán)宇源科技園內(nèi),占地面積8000平米,建筑面積近2萬平米,員工人數(shù)400余人。工廠已通過IS09001認(rèn)證和ISO14001認(rèn)證。工廠內(nèi)建立了完整的6S現(xiàn)場管理體系,QC團隊約40人,從來料檢測到出貨檢驗均有嚴(yán)格管控。目前公司產(chǎn)品出口到多個國家和地區(qū),產(chǎn)品通過UL,IEC,PSE, KC, CE, FCC等多種國際產(chǎn)品認(rèn)證,海外市場份額占公司營收45%以上。
公司生產(chǎn)的便攜式儲能電源,可滿足戶外活動,自駕出行,搶險救災(zāi),停電應(yīng)急等場景的用電需求。依托環(huán)宇源多年來的電池技術(shù)積累累,大力發(fā)展便攜式移動儲能電源,我們有志于成長為行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的儲能電源制造商。
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