1. 锂电池定义
锂电池是一类由锂金属或者锂合金作为正/负极材料,使用非水电解质溶液的电池。
近年来,随着环境保护、节能减排政策的实施,在碳达峰、碳中和、原油价格上升等因素的影响下,新能源车获得了前所未有的发展,新能源汽车的市场占有率逐步提高,锂电池作为新能源汽车动力电池的首先,也对应的获得了飞速发展。
锂电池和其他电池相比,锂电池具有高储存能量密度(是铅酸电池的6-7倍)、使用寿命长、额定电压高、高低温适应性强等优点。最重要的是自放电率低,这是锂电池最突出的优势之一。
锂电池的缺陷是使用锂电池安全性较差,容易发生爆炸,由于锂金属的化学特性比较活泼,使得锂金属的加工、保存、使用对环境要求特别高,生产成本也较高。
锂电池的应用领域主要是新能源汽车、电动自行车、手机、笔记本电脑、储能、相机、电动工具等领域。
2. 锂电池的分类
1) 根据锂电池的实用性能分类
根据锂电池的实用性能可分为普通储能容量型和动力倍率型。动力倍率型有着高密度,高功率输出的特点。动力倍率型电池随着电动混合动力车的出现而增大。它要求电池储存高动能,可以适用于纯电动汽车的距离,还具有良好的输出功率特性,在低功耗模式下进入油电混合模式。像18650圆柱形动力电池可分为3C倍率和5C倍率,指自身的放电电流可以达自身容量的3倍和5倍。有的厂家生产的优质3C电池放电倍率甚至可以达5C,5C倍率的可以达8C。储能型有着高密度、大容量等特点,一般用于对放电电流要求不高的用电设备上。他们二者的区别在放电电流和容量上的区别。
2) 根据电解质材料分类
锂电池分为锂离子锂电池(Li-ion)和聚合物锂电池(Li-PO)。锂离子电池的原材料为电解液(液体或胶体);聚合物锂电池的原材料为电解质有高分子电解质(固态或胶态)和有机电解液。
3) 按商品类型分类
分为:圆柱、软包、方形。圆柱形和方形的外包装经常用铝或铝制。软包外包装是铝塑胶薄膜,软包电池的形状不像圆柱形和方形电池固定的,可以按照需求进行定制,软包电池也被称为聚合物锂电池。圆柱形锂离子电池的规格由五位数字组成,前两位是直径的,中间两位是高度(长度)。最后一位0代表圆柱形,单位是毫米。例如,18650锂离子电池直径为18毫米,高度为65毫米,圆柱体电池。
4) 根据电极材料
电池正极材料:目前已使用有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元(镍钴锰酸锂)、磷酸亚铁锂等。负极活性物质主要有石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、新型合金和其他材料。次要成分:不直接参加电极反应,但可以改善电池的导电性能和加工性能。主要有集流体、粘接剂和导电剂等。
3. 我国锂电池发展历程
第一阶段:20世纪90年代,1998年天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。在此阶段,我国在锂电池产业的企业数量仍然比较少,而且研究的领域基本以消费类电子产品为主。
第二阶段:2001-2008,随着新能源汽车的产业加速,深圳比亚迪、天津力神等企业逐步进入锂电池产业,我国的锂电池产业开始了快速发展阶段。
第三阶段:2009-2016,在全球新能源汽车的大力推广下,中国的新能源汽车也开始爆发式增长,再加上移动设备数量快速增长,锂电池的需求也快速攀升,我国锂电池产业保持稳健增长势头。
第四阶段:2016至今,国家持续出台利好政策,市场需求也不断增加,2019年中国已经占到世界锂电池总产能的73%。同时技术的突破也极大地拓展了锂电池的应用范围,在电动汽车领域,万向集团为上海世博会提供了电动汽车和混合动力汽车用锂离子电池;在电网储能技术领域,我国第一个兆瓦级电池储能电站全部投产后将成为世界上最大的锂离子电池储能电站。
未来,锂电池的安全性能将大幅提升,成为重要的储能设备,我国也会将这股发展势头保持下去,成为真正的储能强国!