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对3D打印锂离子电池技术电子应用的可行性产生质

时间:2018-11-14 02:28来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
相比欧美电池厂,日韩电池企业对中国本土电池企业对危险更大更急迫。 日前,总投资20亿美元的LG化学动力电池项目在江宁滨江开发区动工建设,主要生产动力电池、储能电池和小型

  相比欧美电池厂,日韩电池企业对中国本土电池企业对危险更大更急迫。

  日前,总投资20亿美元的LG化学动力电池项目在江宁滨江开发区动工建设,主要生产动力电池、储能电池和小型电池,工厂规划建设电极、电芯生产线条。

  该项目一期预计将于2019年四季度开始实现量产,2023年实现全面达产。项目达产后,年产能可达32GWh,将成为LG化学规模最大的动力电池工厂。

  很显然,LG化学在南京建设规模最大的动力电池工厂,其意图是为了抢占日益增长的中国动力电池市场,而时间节点则是在2020年中国新能源汽车补贴完全退坡之后,与中国本土电池企业展开竞争,显示出清晰的战略规划。

  客观来看,LG化学敢如此大手笔的在中国扩建电池工厂,底气十足,这主要与其当前动力电池的市场需求日益增长有关。

  当前,LG化学的动力电池产品已经供应现代汽车、沃尔沃、通用、克莱斯勒、雷诺,奥迪,大众,戴姆勒等著名汽车制造产商。并且,补贴退坡和市场竞争加剧,众多中国主机厂也有可能成为LG化学的客户,进而进一步提升其市场份额。

  在此需求支撑之下,LG化学在动力电池产能供应和价格谈判方面更有优势。

  有消息称,由于电动车电池需求旺盛,LG化学正试图将其电池价格提高10%。一旦属实,则意味着大众、奥迪、保时捷和梅赛德斯奔驰均将受到电池价格上涨的影响。

  反观国内,在补贴退坡的压力之下,主机厂都对动力电池企业提出了10%-20%对电池降价要求,在原材料持续涨价的同时,本土动力电池企业的产品毛利率和盈利空间都将遭到进一步压缩。

  与此同时,本土动力电池企业还将面临三星,LG,松下等卷土重来的日韩电池企业的冲击和挑战,未来或将只有少数本土电池企业能够存活。

  据外媒报道,LG化学正把筹码押注在另外一项电池技术上,投资了一家专注于研发快充技术的电池公司Enevate。

  Enevate是一家专注于研发通过硅主导的锂离子电池的初创公司。它的系统被称为HD-Enetry技术。Enevate表示,他们的电池充电速度比传统电池快8倍、比“快速”锂离子电池快5倍多。与此同时,其电池的能量密度是传统电池的4倍。

  另外,Enevate的电池还能在低至零下40度的温度下工作。而寒冷的天气是EV目前面临的最大挑战之一,随着温度的下降,其效率出现明显下降。

  Enevate指出,他们的电池还能在再生制动条件下获得更快的充电速度,通过减慢车速或下坡时产生的电能补充能源。

  点评:快充是当前解决电池能量密度不高,电动车续航里程太短等问题最直接有效的技术,但难度也很大。尽管这家公司并没有详细透露其快充技术,但能够获得LG化学的投资也证明其技术的先进性,一旦技术成熟或将极大的提升LG化学的产品竞争力。

  据外媒报道,澳大利亚先进材料技术公司塔尔加资源公司(TalgaResources)公布了其在英国研发的石墨烯硅基锂离子电池负极的初步测试结果,该结构是由英国政府提供资助的“Safevolt”项目的第一个成功结果。

  在该项目中,塔尔加正研发一种高能量密度的石墨烯硅电池负极产品,称为TalnodeTM-Si,比其他商用石墨负极的能量密度明显更高。

  目前,塔尔加正在英国剑桥大学的麦克斯韦尔中心(MaxwellCentre)的电池材料工厂进一步测试和优化TalnodeTM-Si,正在准备该负极的临时样本,以便根据保密的材料转让协议交付给亚洲的终端客户。

  点评:高镍三元搭配硅碳负极已经成为了动力电池企业工人共认的下一代锂电池材料体系,并且已经有多家电池企业实现了产业化,但硅的使用受到电池寿命和稳定性问题的阻碍,因此解决硅碳负极在使用过程中产生的膨胀和循环寿命衰减就成为了关键。

  美媒称,电动车以及手机和便携式电脑等大部分电子设备都使用锂离子电池。迄今,制造商不得不围绕商业电池的体积和形状设计产品。但是,研究人员现在研制出一种新方法,用3D打印的方式几乎可以生产任何形状的锂离子电池。研究人员在《美国化学学会应用能源材料》杂志上发表了这一研究成果。

  报道称,理论上,3D打印技术可以制造出几乎任何形状的整套设备,包括电池、构件和电子配件。但是,用于3D打印的聚合物如聚乳酸并非离子导体,这给打印电池造成了重大障碍。研究人员希望能够找到一套流程,使用便宜的3D打印机就能打印完整的锂离子电池。

  研究人员指出,第一代3D打印电池的能力大约比商业电池低两个数量级,因电力太低,还没有实际用途。但是,研究人员说他们已有若干提高电力的想法,比如用3D打印浆料替代聚乳酸基材料。

  点评:3D打印技术已经很成熟,成功的应用于多个领域,但用3D技术用来生产锂离子电池或许不太现实,用来打印一些锂电池模型或许更为合适。不过,研究人员也很诚实,坦言该技术还没有实际用途,这实际上也否定了用3D技术生产锂电池的可行性,否则将会有一大批企业倒闭出局。

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  电解质是干嘛的?通俗的讲,就是游泳池里面的“水”,让锂离子能够自由的游来游去,所以呢,离子电导率要高(游泳的阻力小),电子电导率要小(绝缘),化学稳定性要好(稳定压倒一切啊),热稳定性要好(都是为了安全),电位窗口要宽。基于这些原则,经过长期的工程探索,人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的电解质。有机溶剂有PC(碳酸丙烯酯),EC(碳酸乙烯酯),DMC(碳酸二甲酯),DEC(碳酸二乙酯),EMC(碳酸甲乙酯)等材料。电解质锂盐有LiPF6,LiBF4等材料。

  3.完善配套产业。引导和支持渤化集团等大型化工、能源企业开展技术改造,提升工业副产品安全制氢能力。加快天津市大陆制氢设备有限公司碱性水电解制氢设备的研发,降低制氢耗电量。积极对接北京科泰克科技责任有限公司等企业,加快引入35兆帕和70兆帕车载储氢瓶。加大加氢站核心装备(氢气压缩机、高压储氢罐、氢气加注机)生产企业的引进力度,鼓励上海氢枫能源技术有限公司等企业在本市探索加氢站与加油站、充电站合建的技术可行性。

  帅福得运营总监Jean-Baptiste Pernot表示:“我们的目标是,研发电池的性能水平远远超过现有水平,正考虑在电池能量密度方面提升50%。”

  4.打造滨海新区氢燃料新能源汽车产业园。重点吸引中国科学院大连化学物理研究所来津设立分所,充分利用渤化集团等企业充沛的工业副产氢资源,以及氢气“制储运”等产业链优势环节,推动加氢站的审批和建设。加快本市氢燃料电池车辆小规模示范运营,积极推动深圳国氢新能源科技有限公司、科陆集团有限公司、加拿大巴拉德动力系统公司等企业在津建设中国氢谷项目,加快推动力神电池与北京蓝吉新能源科技有限公司合作建设氢能燃料电池产业项目,吸引氢能领域龙头企业落地。引进北京、上海、江苏、广州等地氢燃料电池及整车制造企业,全面布局氢能和燃料电池全产业集群,打造氢燃料新能源汽车产业园、氢能智慧交通示范城市。(市发展改革委、市工业和信息化委、市科委、市市场监管委、市规划局等按职责分工负责)

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