锂离子开展概述.docx

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1、锂离子开展概述、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂等企业能消费。2007年度，江苏国泰锂电池电解液的产量为2490t，已经到达世界第二的程度。目前，华荣化工、日本宇部、韩国三星是全球锂电池电解液产能最大的3家企业。江苏国泰的锂电池电解液业务已经佔营业利润的30%，开展成为公司利润新的增长点。而2020年度公司新增产能投产后，华荣化工锂电池电解液的产能将到达3000t/年度。巨化股份拥有六氟磷酸锂全套消费技术，并供给六氟磷酸锂上游原料无水氟化氢，巨化股份公司网站和巨化股份在浙江衢州统筹的招商引资工程中都有六氟磷酸锂工程，锂离子电池的兴隆将拉动上游电解液六氟磷酸锂的氟化工产业链，巨化股份正迎

2、来机遇。据估算每辆新型动力汽车需碳酸锂约为30kg,假设2020年度起全球新增1%的乘用车使用锂电池,此后逐年度递增1%。按2007年度全球产销规模约5000万辆为基数,依此推算,每年度新增碳酸锂需求将达数万吨。目前全球碳酸锂供需根本平衡,如因新型动力电池而出现需求的跳跃式增长,碳酸锂的供需平衡将被彻底打破，市场规模的急剧扩大,将给现有碳酸锂消费企业带来革命性变化。2.4隔离膜隔离膜材料佔锂离子电池本钱的1/3左右。锂离子电池隔离膜一般采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)单层微孔膜,和由PP和PE復合的多层微孔膜作为隔离膜,以聚丙烯为例,其原料本钱约8千元/吨,而将其加工成隔膜后,其价值可到达3

3、00万元/吨,大幅升值几百倍。2.5电池保护IC锂电池在使用经过中，过充电、过放电和过电流都会影响电池使用寿命和性能，严重者会导致锂电池燃烧、爆炸，现已出现手机锂电池爆炸致人伤亡的案例，经常出现IT和手机厂家召回锂电池产品的事件。所以每块锂电池都要安装一块平安保护板，由一块专用IC和假设干个外部元件组成，通过保护环路有效监测并防止对电池产生损害，防止过充、过放和短路造成的燃烧、爆炸等危险。由于每个锂离子电池中都要安装一片电池保护IC，锂电池保护IC市场大得惊人，每年度有几十亿美元的市场，专业的微电子消费商士兰微集团是消费锂电池保护电路芯片的龙头企业，公司消费的锂电池保护用集成电路，可比日本理光

4、的产品媲美，而价格却低得多，市场潜力很大。由于锂离子电池能量密度高，因此难以确保电池的平安性。在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，因内压上升而产生自燃或者破裂的危险；反之，在过度放电状态下，电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化，因此降低可充电次数。锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流短路保护和过放电保护，要求过充电保护高精细度、保护IC功耗低、高耐压和零伏可充电等特性。士兰微已开发了SA1412型号双节锂电池保护电路、SA45141型号3节或者4节锂电池保护电路、SC8261G型号单节锂电池保护电路、SC121型号内置延时电容单节锂电池保护电路、SC82

5、01型号单节锂电池保护电路、SC8821型号内置MOSFET的单节锂电池保护芯片，其中SA1412是锂电池保护用集成电路。当锂电池处于过放电、过充电和过电流时，对锂电池起到保护作用。SC8821是内置MOSFET的单节锂电池保护芯片，为防止锂电池因过充电、过放电、电流过大导致电池寿命缩短或者电池被损坏而设计的，SC8821具有高准确度的电压检测与时间延迟功能。锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要，否那么严重者会导致燃烧、爆炸，致人伤亡，所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池，锂电池保护电路芯片是每一块锂电池的保护神，市场前景非常广阔。3锂电池开展的障碍锂离子电池也存在许多缺

6、陷：循环寿命短，充电电路复杂，对电池内部保护电路的要求很高等，尤其对全密封铝壳封装的锂离子电池来讲，在其平安保护的设计上存在一个极其致命的缺陷。3.1资源紧缺地壳中锂元素的比例约为0.0065%，其丰度在各种元素中居第27位。海水中锂的总储量达2600亿t，但浓度太小，提炼困难。世界盐湖锂资源主要分布在智利、阿根廷、中国及美国。花岗伟晶岩锂矿床主要分布在澳大利亚、加拿大、芬兰、中国、津巴布韦、南非和刚果。印度和法国也发现伟晶岩锂矿床，但是不具有商业开发价值，目前世界上只有少数国家拥有可经济开发利用的锂资源。中南大学化学电源与材料研究所所长唐有根表示，即便是锂的本钱和平安性的问题全部解决了，今后

7、用锂电池替代汽油的话，也知足不了全部需求，因为这相当于用一种紧缺的资源去替代另一种紧缺的资源。3.2冶炼污染锂离子电池中含有的六氟磷酸锂、聚丙二乙烯(醇)等化学物质会对环境造成有机污染。其含有的鈷等重金属元素，也会对环境会造成危害，尤其是鈷，含量相对较高，属于稀有贵重金属，具有很高的回收价值。固然锂电池本身的污染并不严重，但锂金属在提取冶炼经过中，对环境的污染不亚于汽油产生的污染。金属锂的工业消费方法主要有熔盐电解法和真空热复原法。熔盐电解法系采用氯化锂为原料，在熔融电解槽内电解时分解为金属锂和氯气，在阴极析出锂，在阳极析出氯气。电解进展时，氯化锂离解为锂离子，向阴极挪动并放电，形成的金属锂通

8、过熔盐逐渐上升到电解槽外表或者到锂采集室。在阳极析出的氯气通过熔盐上升至出口排出或者采集。该法的最大缺点是电解时产生氯气污染严重，且产品质量不易控制，消费本钱高。3.3平安问题专家认为，市场上多半使用的高容量锂电池由于化学成分的不同，在发生质量问题时，容易出现爆炸伤人事故。而相对平安的是镍氢和镍鎘电池。锂元素过于活泼，它使用时不太平安，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来经过改良型的锂离子电池，参加了能抑制锂元素活泼的成分，进而使锂电进步平安标准和高效。在锂电池开展经过中，因为采用的正负极材料及其配方不同，出现过爆炸、燃烧等不平安现象。主要是负极采用金属锂，经循环后产生枝晶，致使短路，出现

9、燃烧爆炸；而正极材料采用鈷酸锂或者镍鈷锂等，其化学活泼性较高，在石墨负极的配合下，一旦出现高温，容易发生爆炸燃烧。儘管实际发生的概率在十万分之一或者百万分之一以上，但由于以手机及笔记本电脑等为主的电子消费品数量极大，使用范围极广，因此累计发生的平安事故绝对数量使人们感觉很多。由于这些电子消费品是人们日常生活相伴，不可或者缺的用品，一旦发生平安问题，影响很大，致使人们谈锂电池色变。这种在电子数码产品中使用的锂电池的平安问题形成一种成见，开场影响电动助力车用锂电池。锂离子电池的平安设计过分依赖其内部电子平安保护芯片，而没有设置必要的物理平安保护措施。在充电和使用的经过中，一旦出现其平安保护芯片失效

10、的故障，后果是不堪设想的，轻那么出现电池内部气体积聚引起电池体涨鼓现象，重那么可能因为发生电池内部短路等等异常而导致电池爆炸的悲剧发生。3.4本钱问题相对于铅酸蓄电池，锂电池用于电动助力车的本钱较高是一个突出的特点，也是影响锂电池大规模替代铅酸蓄电池用于电动助力车的关键。锂电池的正极材料、负极材料、集流体、隔膜、电解质等主材价格比铅酸蓄电池高出很多，其组装辅材和外部电路系统本钱那么是铅酸蓄电池几乎没有的。固然锂电池由于能量远高于铅酸蓄电池，因此单位功率的原辅材料本钱并没有表现出来的本钱差距那麼大，但是二者的材料本钱差距确实存在，而且差距以倍数计。由于制作工艺的原因，锂电池的人工本钱比拟高。在制

11、造本钱中，锂电池的人工本钱佔40%以上，而铅酸蓄电池的人工本钱一般为10%20%。锂电池在消费中大局部经过是不可逆的，而铅酸蓄电池是可逆修復的，因此锂电池的总体合格率较低。铅酸蓄电池使用之后的回收价值在40%以上，而锂电池的回收价值几乎是零。4锂电池的市场前景目前动力电池主要是镍氢电池和锂电池2种形式，混合动力电池目前多采用镍氢材料，但由于镍氢电池的一些技术性能已经接近理论极限值，因此并不被认为是将来的开展方向。相对而言，锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量密度大、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，得到广泛的认可。自从商业化以来，锂离子电池不断攻城略地，已在便携式电器如手提电

12、脑、摄像机、挪动通讯中得到普遍应用。锂电池电解液目前主要用于手机、数码相机、手提电脑等电子产品和矿灯，约佔锂离子全部使用量的90%；已经独霸手机和手提电脑等高端市场，成为各类电子产品的主力电源。电子产品、矿灯等用锂电池的需求将保持每年度10%的稳定增长。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开场试用。雷天锂离子动力电池与汽车产业巨头一汽集团合作，重点开发锂离子电动商务中巴、锂离子电动豪华大巴、锂离子电动城市大巴3种车型，并在长春和无锡消费基地投产，方案2020年度大批量消费。安装雷天锂离子动力电池的大客车，充电20min即可以130km时速行驶300km左右路程，而每行驶100km耗电仅18

13、度。日本及海外汽车厂商纷纷开场在乘用车上采用锂离子充电电池。在日本国内厂商中，丰田汽车、富士重工业、三菱汽车已经决定采用，而在欧美，戴姆勒也表示采用。德国奥迪、美国通用汽车也准备在2020年度采用。在目前的混合动力汽车及将来的电动汽车改采用或者将采用的电池中，存在着镍氢电池与锂电池之争。与锂电池相比，镍氢电池具有续航才能缺乏和不能外插式充电等缺陷。市场分析人士认为，随着锂电池技术的进步，和大规模制造导致本钱降低，将来有可能替代镍氢产品成为HEV动力电池的主流。锂电池代表的是混合动力汽车动力电池的将来，而目前从本钱和商业化的角度看，更现实的选择是镍氢电池。镍氢动力电池刚刚进入成熟期，是目前混合动

14、力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系，全球已经批量消费的混合动力汽车全部采用镍氢动力电池体系。现有混合动力电池99%的市场份额为镍氢动力电池，商业化的代表是丰田的普锐斯。预计，到2020年度前，非镍氢混合动力电池的佔有市场份额不到20%，镍氢混合动力电池的市场前景看好。在将来的810年度，镍氢动力电池仍是新型混合动力汽车的动力电池体系的主导产品。有关专家曾乐观地预期，至2016年度锂离子电池市场总产值有望挑战100亿美元。预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。其将来的市场前景特别广阔，被视为21世纪开展的理想能源。作为伯克希尔哈撒韦公司的董事长，世界股神沃伦巴菲特就曾剑指新能源动力。2020年度9月巴菲特旗下的中美能源宣布以2.32亿美元购入比亚迪约2.25亿股，锂电池的魅力由此可见一斑。