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重构钛酸锂电池 “多快好省”存储未来

时间:2018-08-11 08:52来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
快充性能优异。充电时间太长一直是电动汽车发展过程中难以跨越的障碍。一般采用慢充的纯电动公交车,充电时间至少要4个小时以上,很多纯电动乘用车的充电时间更是长达8个小时

  快充性能优异。充电时间太长一直是电动汽车发展过程中难以跨越的障碍。一般采用慢充的纯电动公交车,充电时间至少要4个小时以上,很多纯电动乘用车的充电时间更是长达8个小时。而钛酸锂电池十分钟左右即可充满,较传统的电池有了质的飞跃。

  美股最疯狂的做空对象——特斯拉,昨晚被提议私有化。特斯拉CEO埃隆·马斯克提议,以420美元/股将特斯拉私有化。

  “以前在电极材料的匀浆环节中,常规的搅拌工艺是先加溶剂,再烘干,能耗很高。研发团队将这道工艺改为高粘度搅拌工艺,减少溶剂使用量。”杨凯说。

  伊利诺伊大学的教授约翰罗杰斯(John Rogers)称,一旦可溶解电路板被倾倒在填埋场中,它们将会在三到六个月内溶解。

  正是基于以上这些优势,钛酸锂电池成为锂离子电池技术发展征程上一朵耀眼的“奇葩”。

  这里是我国最大的风光储输示范工程,采用世界首创的风光储输联合发电建设思路和技术路线,是集风电、光伏、储能装置和智能输电“四位一体”的新能源综合性示范工程。

  锂离子电池技术随着电池电极材料的研究一直处于快速发展的状态,目前已经从钴酸锂电池拓展到了三元系、锰酸锂、磷酸铁锂、秒速赛车彩票:钛酸锂等多种电池体系并存。以钛酸锂为负极的新型锂离子电池,突破了石墨作为负极的固有局限性,性能显著优于传统的锂离子电池,成为最具应用前景的储能电池之一。为此,杨凯向记者介绍了钛酸锂电池能够脱颖而出的四大优点:

  锂离子电池的组成及工作原理,锂离子电池有什么安全隐患如何解决?

  7月9日,宝马与宁德时代达成合作,未来将从宁德时代采购约40亿欧元的电池,其中25亿欧元用于从中国采购电池,15亿欧元用来支付从德国生产工厂所采购的电池订单。7月17日,华晨宝马突然宣布28亿入股宁德时代,并将长期向宁德时代采购指定型号的动力电池产品。7月19日,宁德时代与广汽集团宣布,双方计划在广州共同出资建立合资公司。合资公司的注册资本为十亿元人民币,广汽集团出资4.9亿元,宁德时代出资5.1亿元。

  实践团成员穿戴鞋套进入工厂生产线参观。工艺工程师萧工沿着电池电芯制造的流水线为同学们介绍了加工流程。透过橱窗,可以发现每一步的加工在生产线上都高度自动化与精准化。自动化机器人、精密的检测设备、精准的控制设备与一丝不苟的工作人员构成了业界首屈一指的生产线。同学们感叹最优质的动力电池生产线的同时也从自身专业的角度进行提问。萧工也从生产角度针对同学们对于工艺流程的问题进行了详细的解答。

  由于纳米材料吸水性强,因此,生产环节必须要降低环境湿度,加大对厂房的除湿处理,并增加烘干程序,能耗显著增加。对此,项目团队决定在纳米材料上下工夫,他们经过反复试验,最终以低成本亚微米钛酸锂材料取代纳米钛酸锂材料,并以此为基础建立储能用钛酸锂电池材料体系。通过实验,材料粒径在0.8微米时,既能保证长寿命的特点,又能降低生产工艺控制的苛刻条件,从而降低成本。同时,还采用在性能、制造工艺、成本方面都具有优势的叠片式软包装结构取代环形结构和圆柱形结构。

  更加疯狂的增长时代并未结束,2016年新能源车产销量均超50万辆,2017年新能源车产销量分别达到79.4万辆和77.7万辆!新能源汽车的产销量暴涨,直接影响了上下游的供应链,对动力电池的需求也到达了前所未有的顶峰。宁德时代明显获益匪浅,2017年,宁德时代的市场份额超越了龙头比亚迪,坐稳了国产动力电池企业的头把交椅。

  循环寿命长。与传统锂离子电池普遍采用的石墨材料相比,钛酸锂材料在充放电嵌脱锂过程中,骨架结构几乎不发生收缩或膨胀,被称为“零应变”材料,避免了一般电极材料脱/嵌锂离子时晶胞体积应变而造成的电极结构损坏的问题,因而具有非常优异的循环性能。根据实验数据测定,普通磷酸铁锂电池循环寿命平均为4000—6000次,而钛酸锂电池的循环寿命可达25000次以上。

  宝马、广汽近日与宁德时代的合作也引发了强烈关注。当行业巨擘纷纷选择与宁德时代合作,这意味着什么,相信不用买车君多介绍,也能感受到宁德时代的高光一刻。当然,被宁德时代弯道超车的比亚迪肯定不服,据悉,比亚迪正加快剥离动力电池业务,计划四至五年后独立上市。

  我们都知道电池依靠电子移动,离子传输获取电能;质子带正电荷,电子带负电荷。所以质子传输不能算技术突破,只能说是材料改进。质子电池和之前被媒体炒作的火热的石墨烯等新电池就像我们看车展看到的概念车,这一看颜值好像都很高啊,而且有很多厉害的功能啊。但是有一句话说得好:概念林志玲、量产罗玉凤,量产车和概念车的颜值那根本不是一个级别的,概念车就是让你看看未来的车是怎么设计的,而未来有多远我们都不知道。

  走进位于张北县的国家风光储输示范电站,可以看到在绿色的草原上,一排排高高耸立的白色风力发电机和闪闪发光的蓝色光伏板交相辉映。

  本周聚焦: 2018年7月18日,宁德时代发布公告称,进一步加深与华晨宝马的战略合作关系。为保障长期供货的产品生产能力,华晨宝马拟向公司购买电池产能建设项目,采购8.15亿元的动力电池产品。华晨宝马将向公司长期采购指定型号的动力电池产品,初始预付款为28.525亿元。同时,宁德时代同意在后续实施境内或境外股权融资时,华晨宝马有权对公司进行股权投资,该项投资上限金额为28.525亿元。这意味着宁德时代与华晨宝马的合作,有望从单独的动力电池采购进一步上升至公司股权领域的合作。

  对此,中国电力科学研究院联合多家单位,共同组建了“储能用低成本钛酸锂电池研制及系统集成技术开发与应用”项目组。经过多年研究,项目组针对储能应用需求,在原有钛酸锂电池的基础上提出了满足储能应用需求的钛酸锂电池材料体系及生产工艺重构原则与技术方案,研发出亚微米级钛酸锂材料。项目研制的储能用钛酸锂电池保持了长寿命本征特性的同时,成本大幅下降。在2017年北京市科学技术奖评选中,该项目获得二等奖。

  “0.8微米是一个平衡值,粒径再增大些就会影响到电池寿命。”杨凯说。

  “钛酸锂电池在规模应用中面临的主要问题是成本问题,项目研发之初,其价格是磷酸铁锂电池价格的4—6倍。”杨凯说,钛酸锂电池价格居高不下,虽然性能显著优于现有锂离子电池,但是经济性因素极大的限制了钛酸锂电池的市场推广。

  据了解,储能技术主要分为机械储能、电化学储能、电磁储能和相变储能等。近几年,以锂离子电池为代表的电化学储能技术具有能量规模大、选址灵活、响应速度快等特点,符合电力系统技术需求和智能电网发展趋势,被各国研究机构作为研究重点,成为发展最快的电力系统储能技术。锂离子电池是一种“摇椅电池”,正负极由两种可多次脱嵌锂的化合物或单质组成。充电时,正极材料脱锂,锂离子进入电解液穿过隔膜嵌入负极,正极发生氧化反应,放电时则相反。

  这个电站可以将“难预测、难控制、难调度”的风、光资源“储存”起来,并转化为优质可靠的绿色电能输入电网,并能在“平滑波动”和“削峰填谷”运行模式间灵活切换,在失去外部电网供电的情况下,储能电站可通过内部自启动能力,保持电网正常运行。

  日前,浙江省经信委下达2015年浙江省两化深度融合智能制造专项计划,确定了86个项目列入专项计划,其中示范项目69个、试点项目17个。超威集团年产2000MWh电动汽车用锂离子电池自动化生产示范项目顺利入选。

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  这是从材料和电池结构的重构来降低电池成本,另一方面则针对匀浆、预涂层集流体、环境控制、电池制作工序等环节进行技术重构,降低电池成本。

  2004年,ATL与苹果公司的合作彻底使其腾飞,成为ipod和ipone手机的供应商,ATL无异于让苹果公司为其技术实力和制造水准背书。值得尊敬的是,曾毓群多次强调,ATL的战略是将“安全性”放在首位,这也造就了ATL的辉煌。2008年,国家开始大力推广新能源汽车,曾毓群也嗅到了其中的商机。等待时机成熟后,2011年,曾毓群在家乡创办了宁德时代新能源科技。基于ATL时代打下的好口碑,宁德时代在2012年就已获得华晨宝马的青睐,华晨宝马的首款高端纯电动车“之诺1E”的动力电池系统就是由宁德时代和宝马共同开发。

  广汽集团是国内首家实现A+H股整体上市的大型国有控股汽车集团(A股代码601238,H股代码02238),2017年汽车产销首次突破200万辆,同比增长21.54%和21.27%, 2017年位列《财富》世界500强第238名。在新能源汽车专业领域,经过十多年的不懈努力,广汽集团已拥有丰富的技术积累,并先后推出GA3S PHEV、GS4 PHEV和纯电智联SUV GE3等车型产品。2017年4月27日,总体规划面积约7500亩的广汽智联新能源汽车产业园正式开工建设,规划建成40万台/年新能源汽车产能,首期20万台/年新能源车产能将于今年底建成。广汽集团将携手合作伙伴资源优势互补、协同发展,将其打造成智能网联新能源汽车的制造共享平台,最终形成融合智慧生活的全产业链开放创新生态系统。

  “之所以发展储能,是因为光伏和风力发电,是间歇的、不稳定的,因此需要储能系统的配合,才能提供稳定可靠的电力。”中国电力科学研究院储能电池本体研究室主任杨凯告诉记者。

  储能被认为是新能源的下一个风口。作为未来推动新能源产业发展的前瞻性技术,储能产业在新能源并网、新能源汽车、智能电网、微电网、分布式能源系统、家庭储能系统等方面都将发挥巨大作用。

  安全稳定性好。由于钛酸锂负极材料嵌锂电位高,在充电的过程中避免了金属锂的生成和析出,又因其平衡电位高于绝大部分电解质溶剂的还原电位,不与电解液反应,不形成固—液界面钝化膜,避免了很多副反应的发生,从而大大的提高了安全性。“储能电站和电动汽车一样,安全稳定性是最为重要的指标。”杨凯说。

  锂离子的结构示意图是______,符号是______,氯原子的结构示意图是______,符号是______,该两种元素组成

  因此,钛酸锂电池要实现大规模储能应用,需要在现有的电动汽车用钛酸锂电池的基础上进行技术重构,包括材料体系、电池设计、生产工艺等方面的技术重构,在保证钛酸锂电池长寿命本征特性的同时,大幅降低成本。

  耐宽温性能良好。一般电动汽车在-10℃时充放电就会出现问题,钛酸锂电池耐宽温性能良好,耐用性强,在-40℃到70℃均可正常充放电,无论是在冰封的北国,还是在炎热的南方,车辆都不会因电池“休克”而影响工作,消除了用户的后顾之忧。

  项目团队对钛酸锂电池进行了成本分析后发现,这种电池成本高的根源在于材料。“钛酸锂电池用的是纳米材料,材料合成工艺和电池制备工艺复杂。”

  厮杀多年后,位于浙江长兴的两大电池巨头在资本市场开启整合。12月28日晚,天能动力公告称,于12月28日,本集团累计购入共5668万股超威动力股份,约占超威的已发行股本...

  在电极制作环节,项目团队将进口预涂层集流体改为自主研发的预涂层集流体;在电池制作工序上,取消了涂布前卷料烘干和注液前电芯烘干两个烘干工序。在电池制作的环境控制环节,将环境湿度由10%放宽到30%。“纳米材料一般湿度要控制在10%以下,磷酸铁锂则为30%,我们用亚微米材料在30%的湿度环境下制作电池,发现电池寿命几乎没受影响。”杨凯说,“经过测试,钛酸锂电池的循环寿命超过16000次,电池成本下降了30%。”

  据了解,该项目的相关研究成果除了在“国家风光储输示范工程”项目中得到应用外,对于在北京—张家口举办的2022年冬奥会以及北京电动汽车产业的发展,也将发挥重要作用。

  “我们不是平地起高楼,而是在电动汽车用钛酸锂电池技术基础之上,以满足储能应用需求为目标,对电动汽车用钛酸锂电池技术进行了技术重构。”杨凯说。

  采用大规模储能技术,可促进可再生能源发展、提高电网安全和稳定性、改善供电质量、有效缓解用电供需矛盾。

  大规模储能系统贯穿电力系统发、输、配、用的各个环节,其应用既能提升传统电力系统的性能,也将给电网的规划、设计、布局、运行管理以及使用等带来革命性的变化,从这个意义上讲,储能技术是具有国家战略意义的技术制高点,发展储能技术其实就是“存储未来”。

  最初的钛酸锂电池是以满足电动汽车动力电池需求而开发的,虽然国际上先进的钛酸锂电池企业已经开始涉足电力储能领域,但还没有出现专门为规模储能应用设计开发的钛酸锂电池。

  e)LFP / CNT / PVDF油墨的存储和损耗模量作为时间的函数

  “储能电池对倍率要求并不太高,放电倍率只需达到5C。”杨凯表示,“储能电池一般都放在房间里,温度相对恒定,对温度适应性的要求也不用太高。”“放弃一些性能,选择低成本,成为最重要的选择。”

  16日上午,实践团在科技大楼举行开营仪式。HR詹铭敏以视频的形式向同学们介绍了CATL。同学们首先观看了以公司为主题的沙画视频,视频通过别样的艺术形式,展示了公司的发展史和企业文化。随后播放了公司的宣传视频,通过视频,同学们了解到CATL是国内首家国际车企认可的动力电池生产公司,在全球市场上占据领先地位。作为国内最大的动力电池生产基地,每天生产的电池数量能够应用到1500台高端纯电动汽车上。修己、达人、奋斗、创新的企业信条指引着时代人不断前行。大型工业纪录片《大国重器》摄制组也对宁德时代的锂电池进行录制,向世人展示了中国最大的新能源电池生产基地的风貌。

  发展储能技术是促进新能源发电、提高电网安全稳定性的关键核心技术之一。在各种类型的电化学储能技术中,钛酸锂电池具有循环寿命长、安全性能好等特点,很好的契合了电网储能的应用场景,但钛酸锂电池的高成本却不利于规模化储能应用。

(责任编辑:秒速赛车)
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