動力電池

　　特點(diǎn)

　　高能量（EV）和高功率（HEV）；

　　高能量密度；

　　高倍率部分荷電狀態(tài)下（HRPSOC）的循環(huán)使用（HEV）；

　　工作溫度范圍寬（一30 ~65℃）；

　　使用壽命長，要求5—10 年；

　　安全可靠。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　汽車和摩托車行業(yè)。主要是為發(fā)動機(jī)的起動點(diǎn)火和車載電子設(shè)備的使用提供電能；

　　工業(yè)電力系統(tǒng)。用于輸變電站、為動力機(jī)組提供合閘電流，為公共設(shè)施提供備用電源以及通訊用電源；

　　電動汽車和電動自行車行業(yè)。取代汽油和柴油，作為電動汽車或電動自行車的行駛動力電源。

　　鐵動力電池

　　鋰鐵電池是2000年后由美國永備公司所推出來并得到成功市場化的新型綠色高能化學(xué)電源,在應(yīng)用于需要的高能量高功率電源的電子設(shè)備和電動玩具方面,顯示了非常優(yōu)越的性能.在中等放電電流以上時(shí),鋰鐵電池的放電時(shí)間可達(dá)堿錳電池的6倍左右;而與鎳氫電池相比,其放電電壓平臺,儲存時(shí)間具有顯著優(yōu)勢.總的來說,鋰鐵電池具有以下突出優(yōu)點(diǎn):1,與咸錳電池的可互換性,在任何用途上都可以和堿性鋅錳電池相互換;2,具有更長的工作時(shí)間和更高更平的工作電壓,尤其是在中等電流以上放電;3,環(huán)保綠色電源,不使用任何汞,鉻,鉛等有毒物質(zhì);4,儲存性能好,放置期可以長達(dá)10年.一些重要參數(shù)如下:電池型號:LFB14505(AA)放電容量:大于2700mAh(在1000mA放電電流下)放電電壓:~1.45V(在200mA的放電電流下)儲存壽命:10年

　　動力電池的分類

　　鉛酸蓄電池

　　鎳鎘蓄電池

　　鎳氫蓄電池

　　鐵鎳蓄電池

　　鈉氯化鎳蓄電池

　　銀鋅蓄電池

　　鈉硫蓄電池

　　鋰蓄電池

　　空氣蓄電池（鋅空氣蓄電池、鋁空氣電池）

　　燃料蓄電池 燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，他的正極是氧電極,負(fù)極是氫或碳?xì)浠衔锘蛞掖嫉热剂想姌O。催化劑在正極催化氧的還原反應(yīng)，從外電路向氧電極反應(yīng)部位傳導(dǎo)電子；在負(fù)極催化燃料的氧化反應(yīng)，從反應(yīng)部位向外電路傳導(dǎo)電子；電解液輸送燃料電極和氧電極反應(yīng)產(chǎn)生的離子，并且阻止電子的傳遞。電子通過外電路作功，并形成電的回路。只要燃料和氧不斷地從裝置外部供給電池，就有放電產(chǎn)物不斷地從裝置向外排出（氫氧燃料電池）。

　　太陽能蓄電池

　　超容量電容器

　　飛輪電池

　　鈉硫電池。鈉硫電池的理論比容量可達(dá)760 W?h/kg，實(shí)際已達(dá)到300 W?h/kg，且充電持續(xù)里程長，循環(huán)壽命長。

　　負(fù)極的反應(yīng)物質(zhì)是熔融的鈉在負(fù)極腔內(nèi)，正極的反應(yīng)物質(zhì)是熔融的硫在正極腔內(nèi)。正極和負(fù)極之間用α―Al2O3電絕緣體密封。正極腔和負(fù)極腔之間有β―NaAl11O17陶瓷管電解質(zhì)。電解質(zhì)只能自由傳導(dǎo)離子，而對電子是絕緣體。當(dāng)外電路接通時(shí)，負(fù)極不斷產(chǎn)生鈉離子并放出電子，電子通過外電路移向正極，而鈉離子通過β―NaAl11O17電解質(zhì)和正極的反應(yīng)物質(zhì)生成鈉的硫化物。

　　新能源汽車價(jià)格過高成為推廣主要瓶頸

　　新能源汽車因其節(jié)能和環(huán)保的特性被看好，但是其產(chǎn)業(yè)化面臨最大問題是居高不下的銷售價(jià)格。從國外混合動力汽車看，同類型的混合動力和燃油型豐田凱美瑞差價(jià)達(dá)到8-10萬元，而國內(nèi)比亞迪純電動車型E6與同類型的燃油車的差價(jià)更是高達(dá)20多萬。雖然新能源汽車后期的運(yùn)營和維護(hù)成本低廉可以逐步填平一次購置的差價(jià)，但是高額購置價(jià)格無疑成為阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的重要障礙。

　　新能源汽車價(jià)格之高源于動力鋰電池

　　新能源汽車主要由電池驅(qū)動系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)及組裝等部分組成。其中電機(jī)、電控及組裝和傳統(tǒng)汽車基本相同，差價(jià)的原因在于電池驅(qū)動系統(tǒng)。從新能源汽車的成本構(gòu)成看，電池驅(qū)動系統(tǒng)占據(jù)了新能源汽車成本的30-45%，而動力鋰電池又占據(jù)電池驅(qū)動系統(tǒng)約75-85%的成本構(gòu)成。

　　解決新能源汽車高價(jià)格的核心是降低動力鋰電池一次采購成本。目前市場上已經(jīng)商業(yè)化的動力鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和三元材料電池等，中國市場以磷酸鐵鋰為主，日韓大多選擇錳酸鋰和三元材料的混合電池體系。賽迪經(jīng)智統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示目前國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池售價(jià)約在3-4元/Wh，錳酸鋰和三元材料電池約在4-5元/Wh?？紤]不同類型新能源汽車的電池容量，插電式混合動力汽車的電池容量是10-16KWh，純電動汽車的電池容量24-60KWh，純電動大巴的電池容量一般是200-400Kwh，對應(yīng)電池售價(jià)在3-5萬元、7-18萬元和60-120萬元水平，如此高昂的電池價(jià)格是新能源汽車價(jià)格居高不下的主要原因。

　　電池成本降低之路：規(guī)?；突厥召Y源化先行

　　降低電池成本，一直都是產(chǎn)業(yè)內(nèi)重要的解決方向。除了電池體系改善和使用壽命提升帶來成本降低外，當(dāng)前主要的降成本方案是規(guī)模化和回收資源化。以全球新能源汽車最為成功的企業(yè)特斯拉來看，其使用18650圓柱電池(電池型號：直徑65mm，長度650mm)因規(guī)模擴(kuò)大從2007年到2012年成本約下降了40%左右。未來隨著新能源汽車的普及動力電池的規(guī)?；a(chǎn)，電池成本會進(jìn)一步降低到2元/Wh以下，從而達(dá)到《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中2015年的規(guī)劃目標(biāo)。

　　在資源化利用上，動力鋰電池目前還存在回收體系不完善，回收價(jià)值偏弱的問題。雖然國內(nèi)目前也涌現(xiàn)出了像格林美和湖南邦普等大型回收企業(yè)，但是動力鋰電池回收存在回收成本高、回收產(chǎn)業(yè)鏈不完善的問題。動力鋰電池的回收資源化需要充分借鑒鉛酸電池回收利用的經(jīng)驗(yàn)。鉛酸電池建立了完備的回收網(wǎng)點(diǎn)和回收產(chǎn)業(yè)鏈，一般鉛酸電池在回收時(shí)具備30%的回收價(jià)值。

　　動力鋰電池再利用：電池成本降低的新路徑

　　動力鋰電池再利用是指介于新能源汽車和動力鋰電池資源化的中間環(huán)節(jié)，通過對汽車使用后的動力電池進(jìn)行拆解、檢測和分類后的二次使用，實(shí)現(xiàn)動力電池梯級，從而實(shí)現(xiàn)動力電池30-60%的成本降低目的。一般來說，新能源汽車對動力鋰電池報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)是電池容量低于80%，如果剩余容量還在70-80%電池直接進(jìn)行資源化回收是極大的浪費(fèi)，做好動力鋰電池再利用對電池成本的降低尤為重要。

　　國家政策支持動力鋰電池在利用的產(chǎn)業(yè)化探索。2012年7月出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》明確提出“制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。”國家從規(guī)劃層面給動力電池再利用提供了方向。

　　新能源汽車動力鋰電池再利用領(lǐng)域主要瞄準(zhǔn)ICT領(lǐng)域、家庭以及可再生能源發(fā)電儲能等領(lǐng)域。雖然動力鋰電池再利用實(shí)踐在國內(nèi)還未開展，但是在日本、美國已經(jīng)有多年的示范經(jīng)驗(yàn)。日韓從新能源汽車發(fā)展伊始就開始著力動力電池再利用的研究，這些前期研究工作給我國開展電池再利用研究提供了很好的借鑒。

　　多方合作建立新型的動力鋰電池再利用商業(yè)模式

　　動力鋰電池再利用商業(yè)模式需要建立多方面的合作機(jī)制。首先是動力鋰電池的回收需要遵循“誰制造誰回收”責(zé)任體制，通過推行回收責(zé)任制建立回收利用網(wǎng)絡(luò)，保證再利用電池來源。再利用核心主要包括電池回收、電池評價(jià)和二次再裝配利用等環(huán)節(jié)，由于再回收和新能源汽車運(yùn)營中的電池運(yùn)營商密切相關(guān)，建議由運(yùn)營商、汽車廠和電池企業(yè)合資建立電池服務(wù)模塊，承擔(dān)動力鋰電池的再利用業(yè)務(wù)，對再裝配電池可以考慮通過電池租賃或者零售等方式應(yīng)用在終端客戶上。

　　動力鋰電池再利用商業(yè)模式

　　動力鋰電池再利用終端主要瞄準(zhǔn)家庭儲能、店鋪、新能源分布式發(fā)電、防災(zāi)據(jù)點(diǎn)以及通訊基站應(yīng)用等領(lǐng)域。儲能領(lǐng)域應(yīng)用對能量密度的要求不高，但是對循環(huán)壽命和價(jià)格要求相對較為苛刻，考慮電池回收、轉(zhuǎn)換及運(yùn)輸?shù)榷嘀爻杀?，車用廢舊電池實(shí)際的回收價(jià)值將不到新電池成本的10%，在價(jià)格上可以滿足儲能的要求，但是循環(huán)壽命的驗(yàn)證還需要在電池設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮，保證在儲能利用環(huán)節(jié)的壽命要求。

　　動力鋰電池再利用的基礎(chǔ)研究是電池再利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，需要政府部門整合資源推進(jìn)再回收示范工程實(shí)踐。由于我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈條中各自為戰(zhàn)的態(tài)勢，車企、電池企業(yè)或者運(yùn)營商主動牽頭從事電池再利用的研究具有較大的難度，通過政府組織示范工程推進(jìn)我國動力電池再利用的標(biāo)準(zhǔn)建立和應(yīng)用實(shí)踐尤為重要。此外，我國從奧運(yùn)會、世博會以及各地最早運(yùn)營的示范項(xiàng)目的新能源汽車電池逐漸進(jìn)入淘汰期，如何結(jié)合這些淘汰電池進(jìn)行再利用應(yīng)用實(shí)踐也更為迫切。

　　動力電池再利用業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)所在

　　動力電池再利用和回收都是我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈考慮較少的環(huán)節(jié)，而漸行漸近的新能源汽車產(chǎn)業(yè)化帶來的巨量動力鋰電池處理已經(jīng)成為急迫解決的問題。據(jù)賽迪經(jīng)智研究結(jié)果，預(yù)計(jì)2015年，動力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量約在2-4萬噸左右，到2020年前后，我國新能源汽車動力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12-17萬噸的規(guī)模。如此巨大的電池回收量需要提前進(jìn)行動力鋰電池再利用業(yè)務(wù)的研究和商業(yè)模式的摸索。

　　動力鋰電池再利用獲益空間的不確定。雖然從目前動力鋰電池企業(yè)提供的電池?cái)?shù)據(jù)顯示，新能源汽車淘汰的電池還將保留70-80%的有效能量，而且在成本上具備較強(qiáng)的優(yōu)勢，但是電池在利用領(lǐng)域主要集中儲能領(lǐng)域還面臨諸多挑戰(zhàn)。我國的儲能電池目前還是集中在通訊基站儲能和大型數(shù)據(jù)中心、銀行等UPS儲能，而且主流儲能方式還是鉛酸電池，這些領(lǐng)域動力鋰電池再利用的替代還存在不確定性。此外針對新能源儲能，還受限于國家在新能源分布式發(fā)電領(lǐng)域的支持力度。

　　應(yīng)用

　　由于鎳鎘電池（Ni－Cd）中的鎘有毒，使廢電池處理復(fù)雜，環(huán)境受到污染，因此它將逐漸被用儲氫合金做成的鎳氫充電電池（Ni－MH）所替代。從電池電量來講，相同大小的鎳氫充電電池電量比鎳鎘電池高約1.5～2倍，且無鎘的污染，現(xiàn)已經(jīng)廣泛地用于移動通訊、筆記本計(jì)算機(jī)等各種小型便攜式的電子設(shè)備。 鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量儲備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對環(huán)境無污染。 目前，更大容量的鎳氫電池已經(jīng)開始用于汽油/電動混合動力汽車上，利用鎳氫電池可快速充放電過程，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，發(fā)電機(jī)所發(fā)的電可儲存在車載的鎳氫電池中，當(dāng)車低速行駛時(shí)，通常會比高速行駛狀態(tài)消耗大量的汽油，因此為了節(jié)省汽油，此時(shí)可以利用車載的鎳氫電池驅(qū)動電動機(jī)來代替內(nèi)燃機(jī)工作，這樣既保證了汽車正常行駛，又節(jié)省了大量的汽油。

　　動力電池隔膜

　　在全球重點(diǎn)發(fā)展電動車、儲能電池等新能源產(chǎn)業(yè)的今天，鋰電池做為公認(rèn)的理想儲能元件，得到了更高的關(guān)注。我國也在動力電池領(lǐng)域投入了巨大的資金和政策支持，已經(jīng)涌現(xiàn)了比亞迪、比克、力神、中航鋰電等全球電池行業(yè)引人注目的骨干企業(yè)。正極材料、負(fù)極材料、電池隔膜、電解液是鋰電池最重要的四項(xiàng)原材料，鋰電池隔膜由于投資風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)門檻高，一直未能實(shí)現(xiàn)國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)，成為制約我國鋰電池行業(yè)發(fā)展的瓶頸，特別是在對安全性、一致性要求更高的動力鋰離子電池領(lǐng)域，更是我國從鋰電池生產(chǎn)大國到鋰電池生產(chǎn)強(qiáng)國難以逾越的障礙。

　　鋰電隔膜的主要生產(chǎn)工藝可分為干法和濕法兩大類。車用動力電池容量大，安全性要求高，這也要求隔膜具有更高的強(qiáng)度、保液能力及安全溫度。干法工藝可以采用多層復(fù)合的形式，該種隔膜具有結(jié)構(gòu)安全、孔隙均勻、透氣性好、耐高溫性好等諸多優(yōu)勢，完全滿足于動力鋰電池的嚴(yán)格要求，目前國內(nèi)外眾多的動力電池廠商均認(rèn)可該種工藝的隔膜是動力鋰電池的應(yīng)用方向。

　　目前全球鋰電池產(chǎn)能急速擴(kuò)張，做為主要材料的鋰電池隔膜產(chǎn)能增長速度呈現(xiàn)滯后的局面，已經(jīng)有眾多的電池廠家不同程度的表示了隔膜緊缺，隔膜材料產(chǎn)能的提高不僅對我國鋰電池乃至世界鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是一個(gè)迫切的要求。因而，在國內(nèi)盡快的涌現(xiàn)出更多的星源材質(zhì)一樣的民族企業(yè)是完善我國鋰電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提升我國鋰電池生產(chǎn)企業(yè)競爭和可持續(xù)發(fā)展能力的重要舉措，也是關(guān)乎我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　優(yōu)勢

　　超長壽命，長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次，而山東海霸能源集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電（5小時(shí)率）使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”，最多也就1~1.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達(dá)到7－8年。綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。

　　使用安全，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會產(chǎn)生爆炸對消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產(chǎn)生爆炸。

　　可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動電流可達(dá)2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。

　　耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃~500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

　　大容量。

　　無記憶效應(yīng)。

　　體積小、重量輕 。