加工定制:否 | 品牌:APPLE/苹果 | 型号:thisis型号 |
产品名称:thisis产品名称 | 适用范围:thisis适用范围 | 标准电压:标准电压4671 |
额定容量:额定容量4329 | 产品认证:产品认证5046 | 特色服务:特色服务7595 |
订货号:订货号2212 | 最小包装数:最小包装数7856 | 物料编号:物料编号4459 |
全球锂电池隔膜产量速增长,湿法隔膜占据主导地位。在锂电池下游市场不断扩张的带动下,全球锂电池隔膜增速不断提。根据相关数据统计,2015 年全球锂电池隔膜 产量为 12.9 亿平方米,同比增长 31.5%。2010-2015 年,锂电池隔膜产量年均复合增速达 20.87%。未来行业有望继续保持较增速,工锂电预计 2016 年整体产量增速 达到 29%。从产量结构来看,2015 年全球湿法隔膜占比为 65%,相较于 2014 年同比 上升 4 个***点。这表明湿法工艺在全球锂电池隔膜产业的主导地位十分稳固。
近年来,中国和韩国企业逐步掌握干法隔膜制备工艺并持续扩大产能,行业的市场格局有所变化。2016 年日本、韩国、美国等5 家隔膜企业的***为 62%,相较于 2015 年的 68%下降 6 个***点,行业集中度有所分散。
中国锂电池隔膜崛起,湿法占比低于全球水平。由于行业的巨大需求,国内涉足隔膜产业的企业不断增加,生产技术也取得长足进步,加快了中国隔膜国产化进程。据工锂电统计,2015 年中国锂电隔膜销量达到 6.28 亿平方米,同比增长 49.5%,预计 2016 年将达到8.15 亿平方米,同比增长 29.8%。2010-2015 年,我国锂电池隔膜销量年均复合增速达 62.7%。
同期,我国锂电池隔膜市场规模年均复合增速为 38.4%。在产能结构上,我国锂电池隔膜仍以干法工艺为主,2015 年湿法隔膜占比为 38%,虽较 2014 年同比上升 6个***点,但仍远低于全球 68%的平均水平。目前我国锂电池隔膜生产企业纷纷加码湿法工艺,预计未来我国湿法隔膜产能占比将大幅提升。
μA和μC的差为锂离子电池的开路电压(高电压值),当这个电压值在Eg区间内,就能够***电解液正常工作。“正常工作”的意思是:锂离子电池通过电解液在正负极间来回运动,但不会与电解液发生氧化还原反应,从而***电池结构的稳定性。而正负极材料的电化学势造成电解液工作非正常有两种形式:
1、当负极的电化学势高于电解液低电子未占有能级时,负极的电子会被电解液夺取,因而电解液被氧化,反应产物在负极材料颗粒表面形成“固液界面层”,从而导致负极可能遭到破坏。
2、当正极的电化学势低于电解液高电子占有能级时,电解液中的电子会被正极夺取,从而被电解液氧化,反应产物在正极材料颗粒表面形成“固液界面层”,从而导致正极可能遭到破坏。
但是,这种正极或者负极遭到破坏的可能性却因为“固液界面层”的存在而阻止了电子在电解液和正负极间的进一步运动,反而保护了电极材料,这就是说,程度较轻的“固液界面层”是“保护性”的。这种保护性的前提是:正负极电化学势可以略微超过Eg区间,但不能超出太多。比如,现在的锂离子电池负极材料之所以大多选用石墨,就是因为石墨相对于Li/Li+电极的电化学势约为0.2V,略微超出了Eg区间(1V~4.5V),但因为有“保护性”的“固液界面层”,使得电解液不被进一步还原,从而停止了极化反应的继续发展。但是,5V高电压正极材料超出了现在商用有机电解液的Eg区间太多,因而在充放电过程中极易被氧化,随着充放电次数的增加,容量下降,寿命减少。
现在明白了锂离子电池的开路电压之所以选择为4.2V,是因为现有商用锂电池电解液Eg区间为1V~4.5V,如果开路电压设定为4.5V或许可以提高锂电池输出的电能,但也加大了电池过充的风险,而过充的危害有相当多的资料已经说明,这里就不再多说了。
根据上述原理,人们要想通过提高电压值来提升锂电池的能量密度,只有两条道路可寻,一是找到可与高电压值正极材料匹配的电解液,二是对电池进行保护性的表面改性。
高电压锂离子电池主要材料及工艺进展现状
高电压锂离子电池的性能主要是由活性材料和电解液的结构和性质所决定的,其中正极材料是最关键的核心材料,电解液的匹配作用也十分重要。以下主要分析目前高电压正极材料的研究和应用现状。
1.高压钴酸锂材料的研究现状
目前研究和应用***的高电压正极材料是钴酸锂,它具有二维层状结构,α-NaFeO2型,更适合于锂离子的嵌入和脱出。钴酸锂的理论能量密度274mAh/g,其具有生产工艺简单且电化学性质稳定等优点,因此***较高。钴酸锂材料在实际应用中只有部分的锂离子能够可逆的进行嵌入和脱出,其实际能量密度大约为167mAh/g(工作电压为4.35V)。提升其工作电压可以***提高其能量密度,例如将工作电压由4.2V提升至4.35V其能量密度可以增加16%左右。但是在高电压下锂离子多次从材料中嵌入和脱出会使钴酸锂的结构从三方晶系到单斜晶系发生转变,此时钴酸锂材料不再具有嵌入和脱出锂离子的能力,同时正极材料的颗粒发生松动并从集流体上脱落,导致电池的内阻变大,电化学性能变差。目前钴酸锂正极材料的改性,主要还是从掺杂和包覆2个方面对材料的晶体结构稳定性和界面稳定性进行提升。
目前钴酸锂高电压材料在高能量密度电池中已批量使用,如高端手机电池厂家对电池性能的要求越来越高,其中主要体现在对能量密度的更高要求,例如以碳作为负极的4.35V手机电池能量密度要求在660Wh/L左右,4.4V手机电池已达到740Wh/L左右,这就要求正极材料具有更高的压实密度、更高的空量发挥,以及在高压实和高电压下的材料结构具有更好的的稳定性。但钴酸锂电极材料存在钴资源匮乏且价格昂贵等缺点,此外钴离子具有一定的毒性,这些缺陷限制了其在动力电池中的广泛应用。