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锂电池的分析检测研究论文

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锂电池的分析检测研究论文

使能量密度达到现有任何电池的三倍,研究显示金属催化物在提高电池效率上起到重要作用。该校机械工程和材料科学与工程副教授YangShao-Horn表示,许多研究团队如今正致力于锂-空气电池的研究,但目前还缺乏对何种电极材料能够促进电池内部电化学反应发生的理解。Shao-Horn和其团队成员在4月1日出版的《电化学与固态快报》上报道了其研究成果,在锂-空气电池中使用金或铂金电极作为催化剂具有比单一碳电极高得多的反应活性和效率。此外,这项研究也为进一步研究寻找更佳的电极材料,如金和铂金或其他金属的合金材料或金属氧化物材料以及减少使用昂贵材料奠定基础。论文的第一作者、博士生Yi-ChunLu指出,研究团队开发了一种分析电池中不同催化剂活性的方法,现在可以基于这项研究来试验多种可能的材料,以确定控制催化剂活性的物理特性,最终能够预测催化剂的反应活动。锂-空气电池原理与锂离子电池类似,而后者目前是便携式电子产品使用的主要电源,而且在电动汽车电源的竞争中也占据了领先地位。但由于锂-空气电池使用了碳基空气电极和空气流替代锂离子电池较重的传统部件,因此电池质量更轻,这也使得包括IBM和通用汽车等大企业纷纷投身于锂-空气电池技术的开发当中。但锂-空气电池在成为可商用化产品之前还有一系列的问题需要解决,其中最大的问题是如何确保在经过了许多次的充放电过程后仍能保持其电力水平,可用在电动汽车或电子产品中。研究人员还需要详细研究充放电过程的化学问题,如产生了那些化合物,在哪里产生,以及它们之间如何相互反应等。Shao-Horn坦承,目前这方面的研究还处于初级阶段,部分企业将锂-空气电池研究视之为10年期的研发项目,但这是一个非常有前景的领域,如果能够克服许多科学和工程挑战,真正实现能量密度达到目前锂离子电池的两到三倍,将能够首先应用在便携式电子产品如笔记本电脑和手机上,降低成本后更可作为电动汽车电源。该项研究受到美国能源部的资助,MartinFamilySocietyofFellowsforSustainability和美国国家科学基金会也给予了支持。根据《日刊工业新闻》报道,日本旭化成株式会社和Central硝子株式会社两家企业正式参加美国IBMAlmaden Reseach Center正在进行的锂空气电池研究项目。按照该项目研究分工,旭化成将利用其掌握的先进膜技术,负责开发重要的有关膜部件;Central硝子负责开发新型电解液和高性能添加剂。研究小组计划到2020年实现锂空气电池的大量生产和推广应用。

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最近锂电板块表现优良,有关联的个股涨幅不小,锂电板块被市场上众多投资者投来了目光。趁今天时间比较多,那我们就来聊一下锂电行业中的龙头公司--亿纬锂能。

那么我们在准备开始之前,先给大家奉上锂电行业龙头股名单,点击就可以领取:宝藏资料:锂电行业龙头股一览表

一、从公司角度来看

公司介绍:亿纬锂能是一家以锂电池创新发展、多领域布局为发展战略的新型锂电能源企业,并且属于锂原+消费+动力电池的多元化、差异化锂电翘楚公司,消费电池(包括锂原电池、小型锂离子电池)和动力电池(包括新能源汽车电池及其电池系统、储能电池)的研发、生产和销售是主营业务。

阅读完亿纬锂能的公司情况后,再来了解一下亿纬锂能公司的优势,是否值得我们选择?

亮点一:在技术研发、品质品牌、生产规模、团队管理等方面的优势突出

公司定位科技创新为企业核心竞争力,对产品的研发投入和自身研发综合实力的提升很看重,关于行业发展趋势,然后形成新产品的研发和做好技术储备工作。一直加强对锂电池主营业务的研发投入,并且快速满足下游需求,形成适应市场竞争和企业发展需要的企业技术开发体系,目前在多项产品上有许多专利。公司因为有了多年沉淀的技术,产品质量,以及良好的服务,在电池供应商里面,名气也比较大。

而且,公司一直保持锂原电池业务的稳定增长,并且在品牌声誉方面做的比较好,而且经过不懈努力,在动力电池领域做的比较突出,获得了国际认可,树立了良好的口碑。此外,还在锂原电池、小型锂离子电池以及动力电池等产品上已经形成了规模化和专业化生产,产业体系非常健全。发现并培养了一支更为专业化、职业化的优秀项目经理人团队,公司已经根据自身的实际情况形成了独特的人才管理体系。

亮点二:多元发展、齐头并进,助力企业腾飞

公司一直坚持着多样化的发展,针对发展的增长点,马不停歇的挖掘着。豆式电池是公司很久之前就规划研发的项目了,打入三星、小米等供应链,扣式电池有望突破专利封锁,通过增资扩产、加速发展来满足TWS需求迅猛增加。亿纬锂能还投资了电子烟先锋公司--思摩尔国际、供应雾化设备电池,追求协同效应。思摩尔国际也给亿纬锂能带来了不少效益,此外,公司创新发展战略,将圆柱电池向电动工具等消费市场发展,加入的供应链有小牛、TTI、百得、博世等;得益于电动工具及两轮车的崛起,圆柱电池的需求大大增加,对于业绩提升的期待,公司的预期还是很高的。

由于文章的字数不能太长,要是想了解更多关于亿纬锂能的深度报告和风险提示,都在下方的研报当中了,赶紧看一看吧:【深度研报】亿纬锂能点评,建议收藏!

二、从行业角度来看

在"碳中和"、能源转变的这个阶段,新能源的发展愈发符合时代趋势。同时,新能源汽车的发展是政府赞成的。作为新能源汽车的动力源泉,锂电行业是一条长期成长的优质赛道,能够不断走下去。加之市场结构逐渐走向垄断竞争市场,行业格局持续优化、集中度加速提升,亿纬锂能的产品价格逐渐高过面值。作为锂电池领域的领头羊,未来,亿纬锂能将最先获得行业发展红利。

总而言之,我认为亿纬锂能作为锂电行业的龙头企业,有望在行业变革的浪潮中,会有如日方生的发展。但是文章还是具有一定的延迟的,如果想要把握住亿纬锂能未来行情,戳这个链接,会有专业的投顾协助你诊股,来帮你分析现在行情是否是亿纬锂能买入或卖出的好时机:【免费】测一测亿纬锂能还有机会吗?

应答时间:2021-09-07,最新业务变化以文中链接内展示的数据为准,请点击查看

现在新型的磷酸铁锂电池,安全性更好,而且成本更低。

毕业论文锂电池检测

锂电池质量好坏的检测方法: 1、最快的检验方法是测试内阻和最大放电电流,质量好的锂电池,内阻非常小,最大放电电流很大。采用20A量程的万用表,直接短接锂电池的两个电极,电流一般应在10A左右,甚至更高,而且能保持一段时间,相对稳定的就是好电池。 2、看外观。外观的丰满程度,比如一般2000mAh左右的锂电池,体积较偏大。 做工比较精细或者包装显得比较丰满。 3、看硬度。可以用手轻捏或者适度捏取锂电池中间部分,硬度适中,无柔软挤压感则证明锂电芯属于比较优质的电芯。 4、看重量。除去外包装感知一下电池重量是否是比较沉,若厚重者属于优质电芯。 5、在锂电池带电工作过程中,持续放电10分钟左右电池两极若不发烫,则证明电池保护板系统完善,一般带优质保护板的锂电池质量均比普通锂电池好。

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1、电压测试法:这种方法相对来说比较简单,通过简单地监控电池的电压得到的。但电池的电量和电压不是线性关系,所以这种测试方法并不精确。尤其是手机电量低于50%时,这种方法就显得很不精确了。

2、电池建模法:这个方法是根据电池的放电曲线来建立一个数据表,数据表会标明不同电压下的电量值,这一方法可以有效的提高测量的精度。但要获得一个精确的数据表并不简单,因为电压和电量的关系还涉及到了电池的温度、自放电、老化等因素。只有结合了众多的因素来进行修正才能得出比较满意的电量测量。

3、库仑计:在电池的正极和负极串联一个电流检测电阻,当有电流流经电阻时库仑计就会产生感应,通过检测感应就可以计算出流过电池的电流,因此可以精确到追踪电池的电量变化,精度可以达到1%。是最准确的电池电量检测方法。

手机用的锂电池除了电量的测试外,还需要进行性能测试,主要是为了保证电池的安全性。测试中选择导电性能好的大电流弹片微针模组,能保持稳定的连接,也能过1-50A的电流。

可以用精密电池测试系统来测试(其他容量测试设备也可):测试方法----为先横流充电至(单节锂电池)(双节锂电池),再恒压充电,用截止电池控制。然后用放电至3V (单节锂电池)6V(双节锂电池)。此时的放电容量即为电池的电量。

锂离子电池检测技术及应用论文

先说现在锂离子电池的应用和优点,然后说你这个项目用的什么正极材料,和其他锂离子电池相比有什么优势。比如现在类似的锂离子电池阻抗是多少我们用新的正极材料阻抗可以降低到多少

[论文关键词] 锂离子筛 前驱体 制备 检测

[论文摘要] 锂离子筛可以直接从盐湖卤水和海水中提取锂,是极具发展前景的锂吸附剂,介绍锰氧化物锂离子筛前驱体的制备和检测方法,并简要叙述离子筛分材料的发展过程。

锂是自然界中最轻的金属,锂及其化合物有着广泛而特殊的用途,在能源、航空航天工业、金属冶炼及制造业、制冷、玻璃、陶瓷、医药等行业都有着重要的用途:在原子能领域,锂被誉为新“能源元素”,锂-6是氢弹、热核反应堆原料。锂离子电池因其能量高、循环性能好、无毒而广泛用于便携式通讯设备。二十一世纪,用于锂电池的碳酸锂将超过2万吨。锂基润滑脂已成为润滑脂的主导产品。另外,碳酸锂作为情感矫正剂可有效治疗狂躁精神病。目前,世界对锂的需求量越来越大,其消耗量也从侧面反映了一个国家高新技术的发展水平。

全球锂资源约1276万吨,主要分布于花岗岩伟晶型矿床及盐湖中,其中,锂矿石中锂的储量仅为40万吨,约占全球总储量的,而盐湖卤水中,锂资源的占有率为77%以上。锂矿石中锂的储量远远不能满足市场的需求,固体矿源又不断枯竭,因此锂矿资源的开发利用正面临重大转折,探讨从盐湖卤水、低浓度海水、地下水中提取锂成为目前化学、化工、材料等学科的重要研究课题。盐湖卤水提锂工艺简便、成本约为矿石提锂的一半,目前国外从盐湖卤水中提锂的年产能力近2万吨,约占锂盐总产能力的40%。采用卤水或其他含锂液体矿资源取代矿石生产锂盐是世界锂工业的发展趋势。

一、离子筛分材料的发展过程

1850年,Thompon等,最早系统地研究了土壤中Ca2+、Na2+与水中NH+、K+的离子交换现象。其中具有交换性能的物质后来被鉴定为粘土、海绿石沸石分子筛和腐植酸。一般认为,这是离子筛分材料的最初发现。20世纪初,Harms等合成了硅酸铝凝胶作为离子交换材料应用于水的软化。但其选择性筛分性能较差,耐酸性也不好,性能易变。上世纪60年代,Clearfield A等,发现磷酸锆可以结晶,这为离子筛分材料的.发展指明了一个全新的方向。结晶使得这些磷酸锆的多晶结构得以测定,宏观的离子筛分和交换行为能够从微观结构的角度加以解释。到80年代以后,Kenta ,Qi Feng等合成出了结晶石结构的锂锰氧化物LiMn2O4,该物质对锂离子具有特殊的选择吸附性能。

二、我国盐湖卤水的提锂前景

我国盐湖资源相当丰富,集中分布于青海、西藏、新疆和内蒙古四个省区。锂资源储量大,含量高的盐湖卤水多集中在青海省的柴达木盆地,如:台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖、察尔汗盐湖和大柴旦盐湖等,都具有极高的开采价值。西藏的扎布耶湖是世界上锂含量超过百万吨级的三大盐湖之一。因此,建立和发展我国的盐湖锂工业不仅可以将资源优势转化为经济优势,而且可以促进和发展我国西部的经济,并为二十一世纪高科技的发展提供理想的材料。

三、从盐湖卤水提取锂的方法

目前,锂资源的开发及利用主要集中在盐湖卤水提锂的方法上。盐湖卤水提锂的方法有蒸发结晶分离法,沉淀法、浮选法、溶剂萃取法和离子交换法等。蒸发结晶分离法大量使用烧碱和纯碱,致使锂盐产品成本较高;沉淀法和溶剂萃取法费时费力;浮选法工艺流程复杂;而离子交换法成本低,工艺简单,应用广泛。因此,研究开发高效、高选择性的新型无机离子吸附剂成为当今分离技术的发展方向。尖晶石结构的锰氧化物,不仅对Li+具有很高的选择性和较大的交换吸附容量,且具有经济、环保的特点,从而成为国内外学者研究的热点。

四、锂离子筛的制备方法

现阶段制备锂离子筛前驱体LiMn2O4的方法主要分为两大类:固相法和液相法。固相合成法主要分为:高温固相法、微波烧结法和固相配位法等。固相法一般操作较为简单,步骤短,便于大规模生产,易于实现工业化,但耗能大,产率低;液相合成法主要包括:溶胶凝胶法、共沉淀和水热法等。液相法一般操作要求高,反应步骤较长,产物粒度均匀、形态规整,晶相较纯。下面选取几种常见的方法分别介绍:

1、高温固相反应法:高温固相反应法是合成锂离子筛前驱体最常用且易操作的一种方法,是将锂和锰的易熔或易分解化合物先按一定的比例混合均匀,再于高温下焙烧一定时间而合成所需化合物。其中,锂源主要有Li2CO3、LiOH·H2O、LiNO3和LiI等;锰源主要包括MnO、Mn2O3、MnO2、MnCO3和Mn(CH3COO)2·4H2O等。高温固相反应法具有操作简便、易于工业化的优点。同时,也存在几点不足:能耗大,生产率低;锂盐的部分挥发,造成原配比不易把握;产物的均匀性差。

2、微波烧结法:微波烧结法是近些年发展起来普遍用于制备陶瓷材料的方法。其主要依据微波直接作用于材料内部后而转化为热能,从材料内部进行加热,进而缩短了反应的时间。微波烧结法可通过调节微波的功率来控制粉末的物相结构,易于工业化,值得关注。但其毕竟属于固相反应,所得粉末的粒度通常只能控制在微米级以上,粉末的形貌稍差。

3、固相配位反应法:此方法也是近些年发展起来的,尤其适于合成金属簇合物和固相配合物的一种方法。首先,在室温或低温下制备固相金属配合物,然后,在一定温度下热分解制得氧化物超细粉末。固相配位反应法保留了传统高温固相反应法操作简便的特点,同时在合成温度、焙烧时间和产物粒度大小及分布等方面又优于它。

4、溶胶凝胶法(Sol-Gel):也称Pechini合成法,属于液相合成法,是基于某些弱酸能与某些阳离子形成螯合物,而螯合物又可与多羟基醇聚合物形成固体聚合物树脂的原理。由于金属离子可与有机酸发生化学反应而均匀分散在聚合物树脂中,达到原子水平的混合,从而在较低温度下可制得超细氧化物粉末。传统的溶胶凝胶法是采用金属醇盐水解制得溶胶,然后干燥得凝胶。

由于该法成本偏高,工艺复杂,材料工作者相继对其进行了改进,派生出一些新方法,如柠檬酸配合法、甘氨酸配合法、高分子聚合物配合法、多羟基酸配合法等。锂离子筛的制备主要是在不破坏前驱体尖晶石构型的前提下,用合适的脱出剂脱出其中的锂离子,以保证所得锂离子筛对锂离子的记忆性。目前,使用的脱出剂主要是酸性化合物,如盐酸、硝酸以及硫酸等。评价脱出效果的指标主要是锂的脱出率及锰的溶损率。人们希望通过采用优良的脱出剂,使锂的脱出率最大、锰的溶损率最小。因为相对于盐酸,硝酸和硫酸都具有较强的氧化性,某种程度上会加大锰的溶损,所以用合适浓度的盐酸作为脱出剂的居多。然而,同种洗脱剂,浓度不同,洗脱时间不同,洗脱效果也不一样。因此,在制备离子筛的时,需要选择出最佳酸洗转型条件。

五、锂离子筛的检测

制备好的离子筛需对其表面形貌检测即对前驱体酸洗脱锂后产物进行SEM检测,得出扫描结果图像。通过与前驱体结构的扫描图像对比可以检测出,在酸洗脱锂过程中前驱体的结构有没有被破坏,再通过与文献中图片对比,可以检测出产物是否为尖晶石晶体结构, 晶型是否完整。然后再对产物(前驱体)进行XRD检测,得出扫描结果图, 根据扫描结果图,判断产物是否为尖晶石型LiMn2O4,是否有杂质。通过与文献中图谱对比,可以检测出产物是否有缺陷,是否为尖晶石型LiMn2O4,是否有杂质等。

六、结语

目前,对离子筛的研究还停留在试验阶段,如果要实现其工业化,就必须先解决其造粒及锰的溶损问题。同时,必须通过改进合成方法、优化实验条件等手段来提高离子筛的实际吸附量。锰氧化物锂离子筛是一种新型的、高效的、绿色的吸附剂,有着良好的应用前景。所以,锰氧化物锂离子筛吸附法已经成为国际上从盐湖卤水和海水中提锂的重要研究方向。

1、最快的检验方法是测试内阻和最大放电电流,质量好的锂电池,内阻非常小,最大放电电流很大。采用20A量程的万用表,直接短接锂电池的两个电极,电流一般应在10A左右,甚至更高,而且能保持一段时间,相对稳定的就是好电池。2、看外观。外观的丰满程度,比如一般2000mAh左右的锂电池,体积较偏大。 做工比较精细或者包装显得比较丰满。3、看硬度。可以用手轻捏或者适度捏取锂电池中间部分,硬度适中,无柔软挤压感则证明锂电芯属于比较优质的电芯。4、看重量。除去外包装感知一下电池重量是否是比较沉,若厚重者属于优质电芯。锂电池测试选用大电流弹片微针模组 ,在导通电流和传送信号上有着不可替代性。

对于手机、平板、电脑等用的3C类锂电池来说,可以通过看电池外观是否完好无损,表面有无腐蚀现象,观察电池是否有漏液、发鼓现象,方形铝壳电池还需要确认铝壳是否有坑或者变形,是否出现极柱不对称现象等。3C锂电池的性能测试是测试中必须进行的项目之一,包含了循环寿命、倍率、高低温放电、安全性测试等。3C锂电池的安全性测试包括过充电、过放电、短路、跌落、加热、震动、挤压、针刺等等,让外来物主动破坏电池来测试电池的安全性。大电流弹片微针模组针对3C锂电池测试有很好地解决方案,性能安全可靠。电流传输过程中,弹片微针模组可过电流最大值能达到50A,在1-50A的范围内电流传输都很稳定,保持着很好的连接。

锂电池的论文答辩

我是一名硕士生,我的答案绝对正确:硕士和博士是两个不同的学位,但都是同一个学历(研究生)!博士比硕士高一级,而博士后说简单一点就是找不到工作的博士,它不是一个学位,只是一种称呼。具体来讲是这样的:博士生毕业后,通过毕业论文答辩,拿到博士学位证,就出去找工作(当然,这只是其中一种找工作方式),如果一段时间以后,博士毕业生还找不到合适的工作,就会回学校的博士后流动站,暂时在在那搞科研,同时自己还要找工作,这期间就称为博士后,等找到工作离开学校后,又是博士的身份了!也就是说找不到工作或处于待业状态的博士毕业生就称为博士后。没有硕士后这种名称。

锂电池的优势主要为以下几点:

1、额定电压高,单体电压高。

锂电池与镍镉或镍氢充电电池等电池相比,额定电压高,有更好的适用性。

2、能量密度高

锂电池具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍。原先我们都是铅酸电池电动车,电动车很重难以便捷使用,锂电池运用在电动车等动力领域的话,可以很直观的实现用更小的体积实现更高的能量储存,能够让电动车等变得更轻便和耐用。

3、循环寿命长

我们用循环次数来评判锂电池的使用寿命。不同锂电池的循环次数不同,但总体来说,锂电池的循环次数算是很多的,几乎都可达到大约5、6年的使用寿命,如果保护、使用得当,时间会更长。

4、自放电率低

自放电也是衡量电池性能的重要参数之一。电池在开路状态时,其存储的电量自发被消耗的现象称为电池的自放电,又称电池的荷电保持能力,即在一定环境条件下,电池储存电量的保持能力。

一般情况下,锂离子电池的自放电率非常低,在室温下充满电的磷酸铁锂电池月自放量大约为2%,大大低于镍氢电池的25%。

当然,锂电池也有较为明显的劣势:

1、不耐受过充、过放

过放电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致锂电池内部晶格坍塌。过充电时,过量嵌入的锂离子后续将无法再释放。两者都会导致锂电池的使用寿命缩短。

2、安全性较差

由于锂电池中使用的特殊化学材料性质,锂电池要比铅酸电池的安全性要差。如果遇到过充过放、大力碰撞、高温暴晒、过超大电流等情况可能会出现锂电池的损坏甚至爆炸起火。

这个领域,这个家伙是一个比较权威的大牛- -感觉很多文献跟他关系不大也会在后面补上个名字(第3-4个名字)。现在很多普通导师也跟着他的文献做小实验,分给小研究生做

2022年3月10日。时间安排,博士预答辩至少在论文相似性检测之前2个月完成,与正式答辩不得安排在同一学期,具体时间由培养单位自行确定。中国科学院宁波材料技术与工程研究所(简称“宁波材料所”)是由中国科学院、浙江省、宁波市三方共同出资组建的浙江省首家中科院直属科研机构,是着眼于集技术创新、成果转化、科技服务、人才培育、企业孵化于一体的新型的创新研究机构。下设新材料、先进制造、新能源及生物医学工程四大研究领域,目前全所已布局了磁性材料与机电装备、高分子与复合材料、海洋材料与防护技术、功能材料与纳米器件、特种纤维、稀土磁性功能材料、先进能源材料、动力锂电池、新能源技术、先进制造技术、生物医学工程等学科方向。

锂电池正极材料研究论文

“‘低钴’和‘无钴’是未来电池正极材料的发展趋势。” 谈及电池产业的未来发展,清华大学车辆与运载学院助理教授、电池安全实验室主任冯旭宁指出。对此,中国科学院物理研究所博士生导师、天目湖先进储能技术研究院首席科学家吴凡也表达了相同的观点:“对锂离子电池正极材料而言,‘高镍低钴’或‘无钴’化是大势所趋。” 在过去 20 年里,半导体行业发展一路突飞猛进,如 CPU 工艺技术一直遵循摩尔定律,性能每隔两年就能翻一倍。 然而,电池技术却没有取得太大突破,纵然每年都会有各种 “XX 新型电池” 的新闻冲上热搜,但最终还是沦为 “PPT 电池”:或是因为技术工艺,或是因为成本造价,或是因为安全性等各种因素,始终走不出实验室,难以大规模量产和普及。 就现阶段而言,不管新能源行业怎么 “大放豪言”,电池一直都是挡在电动 汽车 发展道路上的绊脚石。 随着 2020 年特斯拉 “电池日” 上 4680 电池的正式亮相,电池界又多了一位 “新玩家”,更确切地说应该是 “搅局者”。按照马斯克以往的 “风格”,他每进入到一个行业必定会掀起一场腥风血雨。 电池占据整车成本的大头,那接下来特斯拉造电池的成本如何控制呢?这就不得不提到电池中的重要成分 —— 钴。这种原子序数为 27,在化学元素周期表中位于第 4 周期、第 Ⅷ 族的金属,是电池制造中必不可少的正极原材料(至少现阶段依然不可或缺)。 “电池行业对钴的消费量最大,占比超 50%。钴是活性物质,既能稳定材料的层状结构,又能减小阳离子混排,便于材料深度放电,从而提高材料的放电容量、循环性和倍率性能;镍可以提高材料活性,提高能量密度。” 吴凡表示。 在自然界矿石中,钴和镍是共生的关系,其占比为 1:10,即从矿石里面提纯一份的钴,同时能得到十份的镍。“但钴这种元素存在两个缺点。第一,钴具有一定的毒性;第二,钴的提纯比较困难。” 冯旭宁说道。 另外,钴资源的缺乏也是不利因素。“目前全球已探明陆地钴资源量约 2500 万吨,储量 720 万吨,主要集中在刚果(金)、澳大利亚和古巴,三国储量之和占全球总储量的 68%。刚果(金)储量居世界首位,达 340 万吨。” 吴凡指出,“钴由于其稀缺性已成为战略性稀有金属资源,同时其供应链结构集中化、不稳定,已成为新能源 汽车 发展的掣肘。” 产量少 + 提纯难造成了钴的价格不断攀升,也就造成了电池的成本居高不下。 那电池能不能 “无钴” 呢?答案是可以的。 “低钴” 乃至 “无钴” 既是特斯拉接下来要走的路线,也是需要克服的难题,这一点马斯克在 2020 年 “电池日” 上也已经明确表态。据了解,早在 2019 年 1 月,Jeff Dahn(现为特斯拉首席科学家)曾发表过一篇论文指出锂电池正极材料 “无钴高镍” 的可行性,毕竟镍在自然界比钴多得多,提纯也相对容易一些。无疑,正是 Jeff Dahn 的观点极大地坚定了马斯克要造 “无钴电池” 的信心。 谈及 Jeff Dahn,冯旭宁告诉 DeepTech:“关于锂电池材料尤其是无钴材料,Dahn 先生课题组很早就开展研究了。Jeff Dahn 先生是少数经历过锂电技术全程研发且仍在技术一线的科学家之一。” 对于电池 “无钴” 化,冯旭宁表示:“‘低钴’和‘无钴’是未来电池正极材料的发展趋势。但在电池‘无钴’化的同时需要添加其他的离子来替代钴在电池充放电过程中的作用。” 尽管特斯拉现阶段的电池还离不开钴,但纵观过往其历代电池,其钴含量正在不断降低,最终实现电池 “无钴” 化指日可待。 作为新能源 汽车 领域的 “大哥”,特斯拉知晓固态电池和石墨烯电池的优势,但未来几年特斯拉之所以不打算做固态和石墨烯,而是继续 “深耕” 锂离子电池,原因主要归结为两点。 第一,受制于供应商的电池技术。 在电池供应方面,特斯拉和松下、LG 化学、宁德时代都有合作,特斯拉 汽车 所使用的 1865 电池和 2170 电池皆由他们提供,但受制于性能、安全、规模、价格等综合因素的权衡,圆柱形锂离子电池是目前供应商能给特斯拉的最好电池。 显然,这离特斯拉心目中的 “理想电池” 还有一些差距。既然自己想要的电池供应商给不了,于是特斯拉便走向了 “自研 + 自产” 电池的道路。 所谓 “术业有专攻”,特斯拉在电池领域的积累显然不如松下等老牌供应商,故此其花重金请来锂离子电池界的祖师级人物 ——Jeff Dahn 亲自挂帅担任特斯拉首席科学家,开发 “不可能三角” 电池,这是一种能量密度更高、充电速度更快、制造成本更低的锂离子电池。 Jeff Dahn 也不辱使命,时隔一年便交上一份让马斯克满意的答卷,尽管 4680 电池还存在些许不足,但它的综合性能很好地提振了行业信心。 从第三方采购、到合资建厂、再到自研自产,特斯拉在电池道路上俨然走出了自己的步伐。可以预见,未来几年内特斯拉将继续沿着现有成熟路线使用圆柱形电池的多并联方案、继续开发大容量锂离子电池。 第二,特斯拉的商业策略。 特斯拉归根结底是一家车企,是企业就要盈利,想盈利就要控制成本。固态电池虽然无比优越,但现阶段不论是技术还是工艺都存在瓶颈,完全不具备规模化量产的可能,而且成本高高在上,没有商业化的实用价值。在特斯拉看来,使用成熟的锂离子电池是当下更优的解决方案。 特斯拉的商业策略是 “低价抢市场” ,以加速全球市场拓展。随着苹果等互联网大厂也宣布要造车,现阶段特斯拉要做的是尽快抢占市场,靠的就是低价。对广大消费者而言,价格依然还是众多因素中最优先考虑的,比如之前特斯拉宣布降价时,官网一度瘫痪、线下门店挤得水泄不通。 和国内一些新能源车企不惜代价大搞 “千公里续航” 不同,特斯拉更看重电池的成本。前有电池技术瓶颈的掣肘,后有来自互联网大厂的围攻,该公司现在最想做的是尽快降低电动 汽车 价格,以更低的价格占领市场,让市场快速达到饱和。 对于特斯拉 4680 电池,吴凡表达了自己的看法:“特斯拉主要通过优化电池结构件、简化电池生产工艺流程等,提升电池标准化生产能力,达到降低电池成本的目的。这种通过增加单块电池体积来增加电池包能量密度的技术路线或思路在本质上与比亚迪的刀片电池、还有宁德时代的 CTP 技术是一致的。” 电池并联太多会导致出现发热、效率低等不良影响,大容量电池可以有效减少并联数,系统管理层面也变得更加简单。“大容量化是整个新能源 汽车 电池行业的趋势。” 冯旭宁表示。 单看特斯拉的 PPT 介绍,4680 电池的性能表现着实令人赞叹,仿佛再次让业界看到了希望。然而在业内人士看来,这种电池并没有达到预期。 严格意义来讲,特斯拉 4680 电池更像是一次 “优化升级”,而非 “革命”。 另外,特斯拉的这种圆柱形锂电池容量也有 “天花板”。“主要是因为圆柱形锂电池需要卷芯,外围部分性能较好,但越靠近核心位置曲率越大,易出现应力集中的现象,造成活性物质不可用,进而形成浪费。所以这种电池容量是有上限的,没办法做得特别大。” 冯旭宁表示。未来,转向其他电池,比如业界普遍看好的固态电池或许是更好的出路。 目前的固态电池和石墨烯电池其实正处于过渡阶段,即固态电解质和石墨烯还只是属于 “添加剂” 性质。“比如在锂离子电池中添加固体电解质以增加能量密度、提升安全性;在负极添加石墨烯以增强导电性、提高充电速度。两者添加得越多,性能就越好,但相应的工艺难度和制造成本也就越高。” 冯旭宁说道。 显然,不论是固态电池还是石墨烯电池,现阶段都不具备量产的可能性。 电池直接关系到 汽车 整体性能表现,而日常驾驶让车主感到焦虑的,除了续航里程,再就是充电速度。 “续航里程对应的是电池的能量密度,充电速度对应的是电池的功率密度。” 冯旭宁说,“想提高能量密度可以电极做得厚一些,想提高功率密度可以电极做得薄一些,但这两者是矛盾的,这就需要电池厂商在设计电池的过程中去综合考量,进行权衡和取舍。” 他补充道。 “快充技术,电池厂商和车企各负责一半。” 冯旭宁表示。电池厂商能做的是 “电池先天的” 导电能力强,比如添加导电剂,控制电芯预紧力,将电极做成梯度电极或薄电极等;车企能做的是 “电池后天的” 充电过程中对电流进行控制,让电池充电过程中不过热,不损坏电极材料。“目前,行业的目标是充电 5 分钟能跑 200 公里。” 他说。 特斯拉的快充技术业内领先,其采用 “高功率直流电” 模式,充电功率达 40kW 以上,比如特斯拉超级充电站可以实现 30 分钟充一半,80 分钟完全充满。在充电站 / 桩建设方面,特斯拉更是走在世界前列。据统计,特斯拉在全球范围拥有超过 2 万个超级充电桩。在中国大陆拥有 750 余个超级充电站、6000 余个超级充电桩,覆盖 300 个以上的城市。 关于电动 汽车 淘汰下来的废旧电池污染问题。冯旭宁表示,“废旧电池是污染源主要指的是重金属污染,比如铅酸电池里的铅,镍镉电池里的镉,而锂离子电池内部的原料毒性较低(锂离子电池中钴的占比大约为 1-3%,),一般不会对土壤造成重金属残留。” 马斯克在 2020 年 “电池日” 上也曾公开表示:“废旧电池可以进行收回利用,用于低配车型或者太阳能等有储能需求的领域,这样也能进一步降低电池的使用成本。” 对此,冯旭宁说:“电池回收一般分两类,一类是在高负荷下用完之后,到低负荷下继续使用,比如一些 5G 通信基站可以利用电动 汽车 淘汰下来的旧电池;另一类就是直接报废,通过物理法破碎成原材料,分离出电池中的有用金属,比如铜、铝、钴、镍等,再重新送回电池厂加工成电池,这方面回收效率非常高,接近 100%。” 与此同时,吴凡也指出了现阶段电池回收产业存在的一些问题:“第一,电池厂商多且使用很分散,废电池收集缺乏有效渠道;第二,电池剩余寿命以及回收价格评估难;第三,电池拆解难度大,且存在一定安全隐患;第四,电池回收涉及行业众多,商业模式需要进一步 探索 和完善。” 以往,人们对于传统燃油 汽车 的认知仅仅停留在 “硬件” 层面,认为 汽车 只是一个代步工具而已。到了如今的新能源 汽车 时代,人们发现原来 汽车 也是可以搭载操作系统,可以实现智能化的。 在电动 汽车 的硬件中,电池无疑是最为核心的部分;而在软件中,全自动驾驶是核心,比如特斯拉的 FSD(Full Self-Driving)在业内就像标杆一般的存在,且收费不菲。据了解,目前特斯拉 FSD 套件在中国的售价高达 万元。“特斯拉的业务布局将会变得和苹果越来越像,未来,特斯拉可能会变成一个服务商,不单靠卖 汽车 硬件,更多的是通过软件服务实现盈利。” 一位业内资深人士告诉 DeepTech。 从电动 汽车 硬件到车载系统软件,从电池技术、整车组装,到 FSD 以及软件生态,不难看出,特斯拉正在下一盘大棋。

锂电池正极材料主要为含有锂的过渡金属化合物, 并且以氧化物为主。主要分为锂钴系( LiCoO2 )、锂镍系( LiNiO2 )、锂镍钴二元系(Li(Co,Ni)O2)、锂镍钴锰三元系( Li(Co,Ni,Mn)O2 ) 、 锂锰系( LiMn2O4 ) 、 锂铁系( LiFePO4 ,磷酸锂铁) 等。

各国对锂电池的高度重视掀起了一场能源革命和产业革命,这也将改变未来世界汽车竞争格局 首先锂电池在新能源汽车产业中利润最高。市场容量最大。安全行极高,具有投资价值,锂电池产业链下的电池、电极材料将具有制造业特点,盈利能力将呈现下降趋势;上矿产品、冶炼等将具有采掘业特点,盈利能力随原材料价格波动。当这些优点与汽车结合,新能源汽车时代由此开启了 其次有券商研究员认为,整个锂电池产业链是新能源汽车投资的重点,而锂电池正极材料将成为这条产业链中最耀眼的明珠。而且中国发展锂电汽车既有可与发达国家竞争的技术优势,又有发达国家所没有的资源优势和市场优势,是中国在激烈的国际竞争中难得的一次历史机遇。资本市场中,锂电池所驱动的新能源汽车产业链更成为一场财富盛宴。整车制造厂商福田汽车(600166,股吧)(600166),拥有上锂资源的西藏矿业(000762,股吧)(000762),锂电池组件及电解液供应商杉杉股份(600884,股吧)(600884)、中国宝安(000009)、江苏国泰(002091,股吧)(002091),包括另一条技术路径——镍氢电池生产厂商科力远(600478)等各相关上市公司股价均涨幅巨大 再者以丰田的镍氢混合动力汽车Prius为代表的日本,在新能源汽车领域起步较早,其厂商的战略核心就是发展混合动力车。2006年,混合动力车的市场份额占日本全部新能源汽车销量的%。 从美国2001—2007年混合动力汽车销售数据来看,其复合增长率达到%,处于高速增长期。奥巴马就任后宣布,到2015年,美国混合动力汽车的保有量将超过100万辆。 科技部部长万钢在“2008中国绿色能源汽车发展高峰论坛”也给出了中国新能源汽车的发展目标——到2012年,国内有10%新生产的汽车将是节能与新能源汽车。 照此推算,2008年中国汽车产量约为930万辆,即使2012年产量增至1000万辆,新能源汽车也将达到年产100万辆的规模。 按每辆混合动力轿车电池成本5万元,正极磷酸铁锂材料50公斤,负极材料40公斤,电解液40公斤计算。100万辆混合动力汽车将带动5万吨正极材料,4万吨负极材料,4万吨电解液的需求。 对于国内电池厂商而言,这将是一个总产值500亿元的大蛋糕。而如果按客车计算,这一数值还将提高3倍——每辆混合动力客车的电池需求是轿车的 4倍。目前,中国汽车保有量已达到万辆,如果未来每年有10%的车辆更换动力电池,又将创造出一个更具想象空间的市场。《证券市场周刊》调查发现,国内新能源汽车产业链各环节相互制约,甚至存在断链。在混合动力汽车产业链上,电池、电机、动力系统生产企业才是最大的受益者。对于整车厂商而言,既然无法追求高利润,市场占有率就成为首要争夺目标。从某种意义上说,谁能率先实现新能源电池在汽车上的产业化应用,谁就能占据先机。磷酸铁锂电池方面缺乏资金批量生产业内人士认为,锂电池行业的市场竞争力很大程度依赖于长期发展的技术积累,而非单纯的资金投资,同样,锂电池材料具有较高的技术壁垒,各细分行业领先企业大多为较早进入行业者。掌握了规模化生产磷酸铁锂和磷酸铁锂电池技术的企业,将在未来的电动汽车产业竞争中处于领先地位。比亚迪梦想照耀现实业内人士介绍,锂电池产业链中,市场容量最大、附加值最高的是正极材料,占锂电池成本的30%以上,根据材料不同,毛利率低则15%,高则70%以上。 我国小功率锂电池早已产业化,形成上下结合的完整产业链,电池产品超过世界市场的1/3,与日韩形成三足鼎立之势。而我国有相对富饶的锂矿资源,还有制造成本优势,在新能源汽车制造领域完全有可能迅速赶超日韩。(太多了你自己在看一道)

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