聚合物鋰電池技術與產業(yè)
導讀:本文主要介紹聚合物鋰電池技術與產業(yè)。
聚合物鋰電池是順應IT產業(yè)迅速發(fā)展,在二十世紀末發(fā)展起來的新型高能二次(可充電)電池。它具有重量輕、體積小、不會漏液、不會爆炸、無污染的優(yōu)良特性,是高端便攜式電子產品必選電源。
為什么用聚合物鋰電池?
1、綜合了LIB與LIP的優(yōu)勢,前段工藝采用LIB技術制作,工藝與技術成熟;后段用聚合物鋰離子電池相對成熟的軟包裝技術。因而與真聚合物電池相比有明顯的成本優(yōu)勢。
2、所用設備也相對簡單與成熟,故也能減少投資與生產維護成本。
3、采用液態(tài)極片滾壓技術,制作高密度極片,因而同型號電池的體積能量密度相對較高。有優(yōu)勢。
4、可采用水性極片,工藝與材料成本優(yōu)勢。
5、聚合物鋰電池安全性能好。
6、厚度小,能做得更薄-可做到1mm以下。
7、重量輕,較同等容量的鋼殼鋰電輕40%,較鋁殼電池輕20%。
8、容量大,較同等尺寸規(guī)格的鋼殼鋰電池容量高10~15%
9、內阻小,可小于10mΩ,是高倍率放電電源理想選擇。
10、形狀可定制,根據客戶需求量身定做,充分利用空間,提升容量。
11、放電特性佳放電平穩(wěn),放電平臺高,循環(huán)壽命更長。
發(fā)展歷程
1、1990年代初日本SONY公司商業(yè)化批量生產
2、1996年聚合物鋰離子電池在美國商業(yè)化
3、1998年中國聚合物鋰離子電池產業(yè)化
4、2000日本Sony與Sanyo公司聚合物電池批量生產
5、2002年中國聚合物鋰離子電池產業(yè)初具規(guī)模
聚合物鋰電池研究前沿
1、高導電性與高強度聚合物電解質膜的研究;
2、納米無機填料的應用研究,如納米SiO2和TiO2等;
3、改性聚合物骨架的研究,以提高膜的室溫電導率;
4、各種新型添加劑的研究,提高應用范圍。
5、阻燃型聚合物電解質膜的開發(fā)
6、多元電解質鹽復合應用的研究。
7、各種添加劑研究,如電解液的成膜添加劑,改善安全性添加劑;改善電極導電性能的超級碳黑添加劑;8、改善膜結構與機械強度的填料等。
9、超級導電氣相碳纖維材料的研究;
10、集流體的研究,如薄型化與網格分布優(yōu)化等。
11、聚合物多孔隔膜的研究在國內正在起步
12、電解液與電極相容性的研究也是一個研究熱點
13、電極工藝研究,如電極制作工藝的低成本化條件研究。
14、陰極漿料的制漿均勻性研究,如制作工序的改進與優(yōu)化,設備的改進等。
15、正負極漿料的高效分散劑材料應用研究。
聚合物鋰電池工藝研究進展
1、電池薄型化研究:
超薄電池應用于智能卡,如IC卡等,低于0.4mm以下的薄電池;
微米級甚至更薄電極的制備,如印刷與真空鍍電極,激光濺射電極;
超薄高性能包裝材料及技術;微電極裝配工藝;
2、大電池結構工藝:
Z-型折疊電池結構工藝(兼顧高能量與高功率密度);
多電池的篩選與串并組合,以及相關電子保護與充放電平衡工藝的研究。
高性能全固態(tài)鋰離子電池結構一直是努力的目標。
聚合物鋰電池產業(yè)形勢
1996 年美國Bellcore開發(fā)可批量生產Hybrid類聚合物鋰離子電池產品來,這一產業(yè)開始興旺。
后來較多研究機構和企業(yè)加入這一行業(yè),產業(yè)得以增長。
2000年,聚合物鋰離子電池在日本和美國商業(yè)開發(fā)迅速發(fā)展。
以Sony公司為首的日本聚合物鋰離子電池企業(yè)每年的產量都達到兩千萬只以上,占世界市場份額50%以上;
中國的聚合物鋰離子電池從1998年開始產業(yè)化。目前有越來越多的企業(yè)加入聚合物鋰離子電池的開發(fā)與生產。
中國產能目前已達到年產8000萬只的規(guī)模。
可見,盡管國內聚合物鋰離子電池行業(yè)呈現方興未艾的勢態(tài),但同時也面臨不容樂觀的形勢與極大的挑戰(zhàn),需要相關的企業(yè)與行業(yè)組織引起重視。
由于移動電子產品市場在近幾年快速增長,拉動鋰離子電池的需求迅速增長,2003年全球鋰離子電池的產量為14億只,2004年約為18億只,據估計2008年這一產量將達到23億只,增加約30%,但總價值的增長卻很緩慢,僅從48億美金增加到52億美金,只有8%左右的增長。據行業(yè)統(tǒng)計,鋰離子電池市場售價每年以15%以上的幅度下降。
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