磷酸铁锂电池

月目录电池基础知识全球新能源产业发展的宏观背景世界储能产业的发展现状环宇赛尔新能源公司发展历史竞争优势产品系列与性能发展规划概述全球性气候变暖，区域性自然灾难频发；现代化世界经济所依存的化石能源资源日渐枯竭；为了改善人类的生存居住环境，保障世界经济能源基础的安全，大力发展新能源已经成为世界各国政府的一个共识和义务，同时，新能源产业已经成为全球经济新一轮竞争发展的战略性平台和巨大商机，据估计，到2018年仅车用动力电池的需求量将达到1350多亿元人民币；中国政府高度重视新能源产业的发展，将其列入“十二五”发展规划，纳入了中国共产党的发展纲领，并推出了一系列优惠和补贴政策，如由中央财政提供补贴的“十城千辆”计划和“新能源汽车发展规划”等；环宇集团是中国二次电池产业的开拓者和领导者，从事二次电池材料和电池的研发与生产已经有三十年的历史，是国内最早开始磷酸鉄锂动力电池研究与批量生产的公司，积累了丰厚的技术和经验；2010年与英国欧瑞基金联合成立了环宇赛尔新能源科技有限公司，专业从事动力和储能锂离子电池的研发、生产与销售，其产品已经被100多家国内外客户广泛应用于电动大巴、各种场地车辆、电动轿车和储能系统。一、电池基础知识百家争鸣，铁锂领先电池的种类电池锂离子电池镍氢电池镍镉电池铅酸电池钴酸锂电池锰酸锂电池三元材料电池磷酸鉄锂电池电池/电源的定义电源：提供电能的装置，包括物理电源和化学电源物理电源：指将除化学能之外的能量直接转变为电能的电器，狭义的指将交流电转换为低压直流电的装置太阳能电池：又叫光伏电池，将太阳能转变为电能的电池，属于物理电源化学电源：又叫化学电池，是指通过化学反应储存和释放电能的装置，常见的有铅酸电池，镍氢电池，镍镉电池、锂离子电池等一次电池：又称干电池，即只能使用一次的化学电源二次电池：又称充电电池，即能够反复充放电的化学电源化学电源的结构：由正极、负极、电解液、多孔隔膜和电池壳组成，正极材料均由氧化性强的化学物质组成，而负极由还原性强的物质组成，电解液提供发生化学反应的通道，隔膜将正负极隔开，防止短路。充电时，低压直流电能通过化学反应转变为化学能储存在正负极电极的活性物质中；放电时，化学能通过化学变化转变为低压直流电能。电池的发展历史1748年美国科学家本杰明·富兰克林（BenjaminFranklin）发现了“电”；1800年意大利物理学家亚历桑德罗·伏特（AlessandroVolta）发明世界上第一个电池；1859年法国物理学家加斯顿·普兰特（GastonPlanté）发明可充电的铅酸电池1881年J.A.Thiebaut取得干电池专利1890年托马斯·爱迪生（ThomasEdison）发明可充电的铁镍电池1899年WaldmarJungner发明镍镉电池1910年可充电的铁镍电池商业化生产1911年我国建厂生产干电池和铅酸蓄电池（上海交通部电池厂）1914年托马斯·爱迪生（ThomasEdison）发明碱性电池1954年GeraldPearson,CalvinFullerandDarylChapin开发出太阳能电池1956年我国建设第一个镍镉电池工厂（风云器材厂（755厂））1976年荷兰飞利浦研究中心（PhilipsResearch）发明镍氢电池1990前后镍氢电池商业化生产1991年日本索尼（Sony）可充电锂离子电池商业化生产1995年我国镍氢电池商业化生产初具规模1999年可充电锂聚合物电池商业化生产2000年我国锂离子电池商业化生产2000后动力离子电池，燃料电池，太阳能电池成为全世界瞩目的新能源发展问题的焦点二次电池性能与用途一览表优点缺点参数用途铅酸电池历史悠久，用户认知度高，生产入门要求低，回收技术相对成熟，价格低廉，目前仍然是二次电池的主流产品与锂离子动力电池、镍氢电池相比，循环寿命短、比能量低、自放电大，铅对环境有危害正极为二氧化铅，负极为金属铅，电解液为30%的硫酸。单只电池电压2V，充放电电压范围2.2—1.8V，比能量约为25-35Wh/Kg，循环寿命约300次已有140多年的历史，广泛应用于汽车启动、通信、铁路、牵引、储能和应急照明等领域。镍镉电池价格较低，使用寿命较长，可高倍率放电负极采用的是高毒性的镉化合物，比能量较低，有一定的记忆效应正极为碱式氧化镍，负极为金属铬，电解液为30%的氢氧化钾溶液。单只电池电压1.2V，充放电电压范围1.0V-1.5V。比能量约为40-50Wh/Kg在军用，民用领域都有应用，如军事通讯，卫星，民用主要为于各种中小型电器，如电动工具，储能，牵引等，和铅酸电池有一定覆盖镍氢电池高倍率充放电性能较好，动力型镍氢电池主要用于混合电动车，但有被锂电取代的趋势，不使用铅，镉等物质，对环境影响小自放电较大；温度较高时氢气从负极中溢出，内压较高，充电效率下降。价格比镍镉电池高，比能量比锂电池低，正负极材料均为镍的化合物，价格下降空间有限正极为碱式氧化镍，负极为储氢合金，电解液为30%的氢氧化钾溶液。单只电压1.2V，充放电电压范围为1.0V-1.5V，比能量约为40-50Wh/kg左右，使用寿命约500次左右主要为小型民用电池，如AA型，AAA型，也有D型电池，单只容量一般为数百毫安时到几安时。也有少量用于混合电动车，如丰田普锐斯锂离子电池比能量高，循环寿命长不具有抗过充电能力，过充电将导致电池不可逆损坏；低温性能稍差；客户熟悉度低；数码产品用：标称电压3.6-3.7V，充放电电压范围3.0V-4.2V；用于手机，相机，笔记本电脑等。正极为钴酸锂，负极为各种碳材料，电解液为六氟磷酸锂的碳酸酯类溶液，属于非水体系。动力锂电池：磷酸铁锂动力电池单只电压3.2V，充放电范围2.5V-3.6V，比能量90-120Wh/kg，循环寿命超过3000次。锰酸锂动力电池单只电池电压3.6V，充放电范围2.75-4.25V，比能量可以达到140-150Wh/Kg，电池的循环寿命较短，常温数百次，高温只有数十次用途广泛，主要用于手机、便携式数码产品、电动工具、电动汽车和储能设备常见二次电池能量密度比较电池性能参数比较与用途电池类型重量比能量（Wh/Kg）质量比功率（W/Kg）循环寿命充放电能量效率铅酸电池25-35130-150300-500“氧循环”降低充电效率。镍镉电池40-50400-500500动力镍氢电池40-50400-500500铁锂动力电池70-120200-350200090%锰锂动力电池90-150250-450500目前在低端小型车上采用的电池一般为铅酸电池，如巡逻车，观光车，电动摩托车和电动自行车传统储能电池为铅酸电池，也有部分镍镉电池（性能优于铅酸电池，但是镉有毒！），储能和动力镍镉电池主要应用于无环境保护无要求的领域，如航天和军工；目前由于铅酸电池价格便宜，小型和短途电动车，通讯储能市场有一定占有率；从发展的角度看，锂离子电池是最适合各类电动车和风能太阳能储能需要的电池。尤其为磷酸铁锂电池；磷酸铁锂电池具有比能量高，循环寿命长，对环境无污染的优点；目前价格偏高，但是降价空间较大，目前主要障碍是不被客户熟悉。正极材料与电池性能材料类别钴酸锂锰酸锂镍钴锰酸锂磷酸铁锂克容量155mAh/g110mAh/g150mAh/g135mAh/g电压平台3.7V3.7V3.6V3.2V循环寿命500-300-500+3000+高温性能较好较差较好较好低温性能较好较好较好较差安全性能最差较好一般非常好价格最高最低较高一般比能量最高较高较高稍低经过近10年的对比研发，我们认为在目前各种可用的锂电池正极材料中，只有磷酸铁锂的综合性能可以满足电动车辆的基本要求。不同结构形式锂离子电池优缺点比较电池结构形式抗燃烧防爆能力体积能量比重量能量比单只电池容量提高难度电池热管理难度电池使用方向性制造企业代表1软包矩形贫液设计最好最好最高最高一般一般任意方向使用环宇安华2塑料壳矩形富液设差好差好容易容易只能正向放置中航雷天3钢壳矩形贫液设计好差一般差容易难不能倒放中科4铝壳矩形贫液设计好一般一般一般容易难不能倒放中科5钢壳圆柱贫液设计好差一般差难难任意方向使用科隆三木6铝壳圆柱贫液设计好一般一般一般难难任意方向使用经过多年的对比研发，我们选择了软包装加防护硬壳的的工艺，解决了产品的安全性和使用方向问题，日益得到业界和客户的认可。••和浆涂布辊压储能电池制造工艺流程裁切叠片注电解液储能电池制造工艺流程（续）化成分容配组模块成品先进的制造工艺流程二、新能源产业发展的宏观背景大势所趋，迫在眉睫全球新能源产业发展的宏观背景减少温室气体排放、抑制全球气候变暖、改善人类居住环境是大势所趋，已经成为世界各国政府的一项共识和责任《京都议定书》•1997年12月，联合国在日本京都召开了《联合国气候变化框架公约》会议，149个国家和地区的代表通过了《京都议定书》，规定从2008到2012年期间，主要工业发达国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5.2％；《哥本哈根协议》•2009年12月，192个国家的代表签署了《哥本哈根协议》，协议要点包括：1）重申全球气温上升幅度不得超过摄氏两度的目标；2）要求缔约国在一年之内签署有法律约束力的文件，在2010年之后替代《京都议定书》；3）发达国家同意在2020年前，每年集资1000亿美元，协助贫穷国家适应气候变化；4）规定了发展中国家汇报减排进展的责任，其中包括每两年向联合国提交报告，在不损害国家主权的前提下，接受国际监察；全球气候变化中的中国•中国已经成为世界上最大温室气体排放国，占全球排放量的18%。按照目前的排放标准，到2030年中国的排放将达到世界总量的三分之一。中国受到国际社会的高度关注！•2009年12月，中国政府在哥本哈根会议上承诺，到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%~45%；这意味着中国每年大约需要投入780亿美元，相当于每个中国家庭每年承担至少166美元；•国务院成立了由温家宝总理挂帅的“国家应对气候变化领导小组”，而建设“生态文明”也被写进中国共产党的十七大报告。世界主要国家能源消耗结构18国家石油天然气煤炭核电水利等美国38.526.124.68.42.4加拿大30.927.310.06.425.4法国35.715.44.638.65.6德国38.023.726.010.81.5英国37.239.916.75.60.6日本43.716.625.411.23.7中国18.83.670.20.86.6世界34.824.129.25.56.4中国能源消耗结构中，污染最严重的煤炭仍然是“一枝独秀”！中国温室气体减排目标2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%00.20.40.60.811.21.420052007200920112013201520172019吨标煤0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%单位万元GDP能耗下降百分比•以2005至2008每年平均下降速率3.33%推测，至2020年单位GDP能耗下降39.8%•能源消费结构调整：煤炭比例下降，石油、天然气上升，核电及可再生能源上升至15%，碳排放强度下降10%2009～2020我国单位万元GDP能耗推测数据来源《中国统计年鉴2009》全球新能源产业发展的宏观背景（续）全球能源资源日趋枯竭，大力发展新能源成为各国政府能源安全战略的重要造成部分能源危机迟早会爆发，它的爆发将具有爆炸性！因为，世界经济的现代化是建立在化石能源广泛应用的基础上，如石油、天然气、煤炭与核裂变能，而这类一次性能源正在快速枯竭；石油：世界可支配的储量极限大约为1180~1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭；天然气：世界储备估计在131800~15290