本文分12个章节,全篇图文并茂!
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……
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1锂电池的概况(发展趋势、政策、产业园分布、企业名录)
新能源汽车的野蛮式成长,促使国家年发布了有关电动汽车发展路线图,以引导新能源汽车产业的发展
即:《节能与新能源汽车技术路线图》
主要内容“1+7”
汽车产业总体路线图
纯电动与插电式混合动力汽车产品路线图
Source:《节能与新能源汽车技术路线图》、中国锂电资源网
纯电动和插电式混合动力汽车技术路线图
Source:《节能与新能源汽车技术路线图》、中国锂电资源网
动力电池技术路线图
Source:《节能与新能源汽车技术路线图》、中国锂电资源网
全球各国新能源汽车补贴政策
美国
美国于奥巴马政府时期曾在年提出年实现累计销售万辆新能源汽车的目标,受制于油价处于低位,多数消费者不愿意购买新能源汽车。年美国政府将普通新能源汽车(车价少于4万5美元)最高免税额提高到1万美元以刺激消费,销量增长明显。
德国
年5月,德国联邦内阁日前正式通过决议,推出电动汽车补贴、减免税款等一系列优惠政策,以刺激电动汽车在德发展。
按照规定,自年5月18日起,在德购买纯电动汽车的消费者将获得欧元补贴,购买油电混合动力汽车可获欧元补贴。
法国
年,法国政府补贴政策开始执行;
补贴金额在年,年两次上调,针对不同排量的汽车有不等的补贴金额,最高可达欧元,消费者的购买成本逐级下降。
英国
英国的补贴政策始于年,规定英国消费者购买CO2排放量小于75克/公里的电动汽车,最高可以获得英镑的购车补贴,并免征汽车燃油税、汽车消费税等。公共充电设施建设稳步进行。年英国政府宣布补贴政策持续到年或者补贴数量累计达到5万辆,受此影响英国的新能源汽车销量开始快速增长。
韩国
韩国环境部年1月25日公布全国个城市可以享受新能源汽车补贴,年可以享受政府补贴的城市仅有31个,年新增家了70个城市。在购买方面,消费者在购买混合动力车时,将享受个人消费税、登记税、取得税、教育税等方面的减税优惠,购买一辆混动车型最多可节省万韩元(约合1.9万人民币)。而购买一辆纯电动车,各级政府补贴更是高达万韩元(约合14万元人民币),此外消费者还将享受万韩元(约合2.5万人民币)的税收减免优惠。
日本
日本20世纪末期主要提出新能源技术研发计划;
21世纪之后,明确新能源汽车发展战略;
年4月,日本经济产业省发布了《新一代汽车战略》,成为目前日本新能源汽车发展战略主要指导纲领。从不同类型车辆数量比重、电池性能及成本、充电站等方面提出战略目标值,如日本政府公布的“新一代汽车战略”中明确新一代汽车的发展目标:到年,“新一代汽车”的新车销量比例达50%,总保有量达到万辆;到年,这个比例要达到70%。
挪威
挪威和美国均是采用税收减免形式对消费者进行补贴:挪威年开始实行激励政策,对前5万辆新能源汽车免除道路税和购置税,消费者购买新能源汽车所需缴纳税款比购买同价格的普通汽车减少50%以上。
西班牙
西班牙规定电动乘用车可享高达5,欧元的补贴,电动卡车可享8,欧元的补贴,电动巴士可享20,欧元的补贴。
瑞典
瑞典对电动车补贴政策如下:二氧化碳排放量不超过50g/km的插电式混合动力车可享20,克朗(约合欧元)的补贴,纯电动车可享40,克朗(约合欧元)的补贴。
丹麦
丹麦规定市政单位及公司购买电动车可享受每辆车1,美元至3,美元的补贴。
比利时
比利时补贴政策为:在佛兰德斯购买电动车可享受5,欧元的补贴。这一补贴费用在各国中相对较高。
葡萄牙
葡萄牙规定纯电动车可享补贴2,欧元,插电式混合动力车可享1,欧元。
中国
年2月12日,四部委(财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委)联合发布了最新的《新能源汽车推广补贴方案及产品技术要求》。新补贴政策从年2月12日起开始实施,其中2月12日-6月11日为过渡期。在过渡期间内上牌的新能源乘用车和客车按此前标准的0.7倍补贴,新能源货车和专用车按照此前标准的0.4倍补贴。
2锂电池产业链
锂电池分类及应用
分类
名称
简介
锂电池应用
正极材料
钴酸锂电池
按正极材料分类
笔记本电脑等
三元电池
笔记本电脑等
磷酸铁锂电池
电动汽车等
电解质
液态锂电池
电解质为液态
电动汽车等
聚合物锂电池
电解质为固态聚合物
手机、笔记本电脑等消费电子
应用领域
储能电池
各种便携装置使用储能电池
手机、笔记本电脑等消费电子
动力电池
新能源汽车用锂电池
电动汽车等
外包装
(Pack)
铝壳锂电池
大部分方形电池外壳
手机
钢壳锂电池
大部分圆柱形电池外壳
笔记本电脑等
软包锂电池
包装材质为铝塑膜、热缩膜
手机、笔记本电脑等消费电子
形状
方形电池
标号6位数字:前两位为电池厚度,总监两位为宽度,后两位为长度。
笔记本电脑、移动电源等
圆柱型电池
标号5位数字:前两位表示直径;后两位为高度。
电动汽车等
3锂电池正极/负极材料(及特性)
部分主要锂电池企业及对应车企
比亚迪
比亚迪、腾势、广汽、长安、北汽等
CATL宁德时代
北汽、华晨宝马、吉利、一汽、南车时代、厦门金龙、郑州宇通、中通客车、广汽、上汽、长城、蔚来、奇瑞、魏牌、中车时代、五菱、东风、东南汽车、江铃、捷豹、路虎、大众、日产等
国轩高科
南京金龙、江淮汽车、安凯客车、中联重科、上海申沃、东风汽车、河北御捷、北汽、昌河、陆地方舟、南京汽车、奇瑞、郑州宇通、扬子江、中通等
中航锂电
东风汽车、河南少林、陆地方舟、南京金龙、四川野马、中通客车、重庆瑞驰等
万向A
上汽集团、奇瑞汽车、广汽集团、南京金龙、厦门金龙、宇通客车、上海申沃、南车时代等
力神
江淮、吉利、一汽、东风汽车、南京金龙、厦门金龙、中通客车、天津清源、中通、金华奥、开沃等
微宏动力
北汽福田、南车时代、陆地方舟、南京金龙、厦门金龙、中通客车、重庆恒通等
山东威能
南京金龙、上海申沃、中通客车、众泰汽车等
北京国能
五洲龙、常隆客车、郑州日产、苏州金龙、东风、中车时代、金龙、一汽、扬州亚星、力帆等
沃特玛
五洲龙、金龙、扬州亚星、郑州海马、中联重科、东风、中车时代、奇瑞、中通客车、一汽客车、中国重汽、扬子江、广通客车等
比克
猎豹、北汽、东风、海马、河北御捷、江南汽车、江铃汽车、野马汽车、国宏汽车、一汽、力帆等
孚能科技
北汽、江铃、长安、昌河等
松下(Panasonic)
大众、特斯拉、福特等
LG化学
现代、起亚、通用、雷诺、日产等
三星
宝马、大众等
注:部分数据可能不全、有变动及差异。
电池材料
特性/行业情况
正极材料
磷酸铁锂
(1)在客车方面为主要应用(政策层面在客车领域不允许用三元材料);
(2)磷酸铁锂材料成本相对三元材料较低;
(3)安全性方面,比三元材料较高。(三元锂材料在度左右发生分解,且会释放出氧分子;磷酸铁锂材料在度左右。)
钴酸锂
(1)结构稳定、容量比高、优良的工艺性能,有助于提高电池体积比容量;
(2)安全性差、成本非常高、循环寿命一般,材料稳定性不太好。
锰酸锂
(1)耐低温、倍率性能好、制备比较容易;
(2)材料本身不稳定,需配以其它材料混合使用、高温性能差、循环性能差、衰减快。
镍钴锰酸锂
(1)、自放电率低,无污染,与多种电解质有着良好的相容性,与LiCoO2相比价格便宜等。国内下一代动力电池主流材料。相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴,成本方面优势非常明显;在电化学性能和加工性能方面非常接近,使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂,安全性好。
(2)制备条件非常苛刻,商业化生产困难;热稳定性差,循环性能变差。
三元材料(LiNixCoyMn1-x-yO2)
(1)三元材料还有很大的提升空间。
(2)三元材料主要是由镍钴锰三者的聚合物构成,材料中镍钴锰三种元素的比例并不确定,通过改变三种元素的比例来改善电池的性能。
(3)国内的三元一般是部分的替代钴酸锂使用领域,与锰酸锂或者钴酸锂混合用于中低端的电子消费品,与锰酸锂混合应用于中低端动力市场。
(4)新能源汽车的高速发展,三元材料充当越来越重要的角色。国外企业特斯拉,三星等公司普遍采用三元材料作为锂电池正极材料。
镍含量越高,材料比容量越高。
镍含量越高,材料储存和开发难度越大。
镍含量越高,三元材料热稳定性越差。
镍含量升高会带来电解液匹配问题。
负极材料
天然石墨
来源丰富,经过改性后振实密度高,电化学性能稳定。
克容量不足,如纯度不够,副反应较多,倍率性能不是很好,充放电平台低。
GB/T-9锂离子电池石墨类负极材料
(负极石墨材料国家标准)
人造石墨
来源丰富,成本低,品相好。比容量可做到与理论接近,循环性能好。
中间相碳微球
(1)倍率充放电性能较好。锂离子在嵌入及脱嵌过程中,在材料表面极化小,降低极化电势,离子电导率和电子电导率匹配,不会在负极表面形成锂枝晶,提升电池的安全性能。
(2)生产制备过程中存在收率低、成本高以及对设备腐蚀严重以及环境污染等问题,限制了其应用前景。
软碳/硬碳
硬碳的容量高,软碳的倍率好。
无定形碳
/
钛酸锂
(1)零应变材料,循环性能好;放电电压平稳;可高倍率充电;电势高,不易产生枝晶。
(2)比容量比其他低;导电性差,放电计划严重,倍率性能不佳;振实密度低,容量小。
硅碳合金
能量容量大,但体积膨胀比较大。
常见负极材料的特性
/
比容量mAh/g
首次效率
循环寿命
安全性
快充特征
碳负极
天然石墨
-
90%
0次
一般
一般
人造石墨
-
93%
0次
一般
一般
中间想碳微球
-
94%
0次
一般
一般
石墨烯
-
30%
10次
一般
差
钛酸锂及其它
钛酸锂
-
99%
0次
优
优
硅
60%
次
差
差
锡
60%
次
差
差
4锂电池隔膜(及标准)
常见锂电池隔膜特性
种类
技术特点
优点
多层隔膜
PE/PP复合膜
兼具低闭孔温度和膜温度
有机/无机符合膜
无机纳米材料增强湿法PEG隔膜
耐热性好、内阻低
陶瓷涂层隔膜
聚烯烃等隔膜表面涂覆陶瓷涂层
耐热性好、内阻低
新型隔膜
PET无纺布隔膜;聚酰亚胺纳米纤隔膜;聚酰亚胺隔膜
熔点高、耐热性能优