国家政策利好,新能源汽车行业高速前行。2014 年被视为中国新能源汽车产业发展元年,受国家免征购置税、车船税、国家财政补贴,地方财政补贴、一线城市新能源专用车牌等一系列利好政策的影响,中国新能源汽车行业发展迅猛。根据统计,2016 年,中国新能源汽车累计生产 51.7 万辆,销量达 50.7 万辆,同比分别增长达 51.87% 和 53.13%。
目前,国内新能源汽车以纯电动乘用车和纯电动商用车为主,分别占新能源汽车构成的 48%和 33%。按照2012年发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020 年)》,到 2020 年纯电动汽车和插电式混合动力汽车产能力争达 200 万 辆、累计产销量超过 500 万辆。可以预计,未来新能源汽车发展将依然迅速。
动力电池潜力大,隔膜需求旺盛。新能源汽车爆发式增长,带动上游动力电池需求大增。目前新能源汽车不同车型所使用的动力电池容量差别较大,处于 10-250Kwh 之间。
一般纯电动乘用车和插电式混合动力商用车电池容量在 15-35Kwh 之间,而混合动力乘用车为 10-15Kwh,纯电动商用车电池容量较大,一般在 150Kwh-250Kwh 之间。锂电池每度电的隔膜需求量约为 20-25 平方米,不同电池因能量密度、正极材料差异而各自的隔膜用量不同。结合我国新能源汽车产销结构等因素,我们估算 2016 年我国锂电池的每度电隔膜需求量为 22.8 平方米。预计未来动力型锂电池将继续带动锂电池隔膜需求。
储能锂电池蓬勃发展,驱动隔膜消费增加。目前,铅酸电池在储能电池领域中占据主导地位,约占市场份额的 98%。由于铅酸电池产业带来的严重铅污染问题,国家出台相关政策限制其产能。储能锂电池则具有循环寿命长、能量密度大、能效高、绿色环保等优势,但由于生产成本过高,短期内尚且无法大规模取代铅酸电池。
目前,储能型锂电池的市场需求占比提高至 7%。技术的进步以及工艺的日渐完善,锂离子电池成本价 格逐步下降;光伏、风电装机量增加,储能电站建设步伐加快,储能型锂电池市场需求将会呈现高增长。预测算2017年储能方面锂电池隔膜需求量为 3.83Gwh, 按照 1Kwh 需要隔膜 25 平方米测算,预计 2017 年锂电隔膜需求量将达到 0.9 亿平方米,同比增速将保持 18%。
新能源汽车和储能应用大发展,将带动国内锂电池隔膜消费量高速前进。我们预计 2017-2020 年国内锂电池隔膜消费量将分别为 15.8 亿平方米、18.9 亿平方米、23.5 亿平方米和29.5 亿平方米,相比 2016 年年均复合增速为 21%,其中新能源汽车领域锂电池隔膜需求量年均复合增速为 32%。
锂离子电池具有能量密度高、转换效率高、循环寿命长、无记忆效应、无充放电、自放电率低、工作温度范围宽和环境友好等优点,因而成为电能的一个比较理想的载体,在各个领域得到广泛的应用。
一般而言,我们在使用锂离子电池的时候,会关注一些技术指标,作为衡量其性能“优劣”的主要因素。那么,哪些指标是我们需要在使用的时候,应该予以特别关注呢?
1.容量
这是大家比较关心的一个参数。智能手机早已普及,我们在使用智能手机的时候,最为担心的就是电量不足,需要频繁充电,有时还找不到地方充电。早期的功能机,正常使用情况下,满充的电池可以待机3~5天,一些产品甚至可以待机7天以上。可是到了智能机时代,待机时间就显得惨不忍睹了。这里面很重要的一个原因,就是手机的功耗越来越大,而电池的容量却没有同比例的增长。
容量的单位一般为“mAh”(毫安时)或“Ah”(安时),在使用时又有额定容量和实际容量的区别。额定容量是指满充的锂离子电池在实验室条件下(比较理想的温湿度环境),以某一特定的放电倍率(C-rate)放电到截止电压时,所能够提供的总的电量。实际容量一般都不等于额定容量,它与温度、湿度、充放电倍率等直接相关。一般情况下,实际容量比额定容量偏小一些,有时甚至比额定容量小很多,比如北方的冬季,如果在室外使用手机,电池容量会迅速下降。
锂离子电池的正负极材料
我们经常会看到磷酸铁锂,三元等专业的锂离子电池术语,这些都是根据锂离子电池正极材料来区分锂离子电池的类型。相对来讲,锂离子电池的正、负极材料对电池性能的影响比较大,是大家比较关心的方面。那么,当前市场上都有哪些常见的正负极材料呢?用他们做锂离子电池,又有哪些优缺点?
1.正极材料
首先,我们来看看正极材料,正极材料的选择,主要基于以下几个因素考虑:
1)具有较高的氧化还原反应电位,使锂离子电池达到较高的输出电压;
2)锂元素含量高,材料堆积密度高,使得锂离子电池具有较高的能量密度;
3)化学反应过程中的结构稳定性要好,使得锂离子电池具有长循环寿命;
4)电导率要高,使得锂离子电池具有良好的充放电倍率性能;
5)化学稳定性和热稳定性要好,不易分解和发热,使得锂离子电池具有良好的安全性;
6)价格便宜,使得锂离子电池的成本足够低;
7)制造工艺相对简单,便于大规模生产;
8)对环境的污染低,易于回收利用。
当前,锂离子电池的能量密度、充放电倍率、安全性等一些关键指标,主要受制于正极材料。