鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1116次 | 2021年05月17日
水基鋅電池有望替代鋰離子電池
關(guān)于電池來說,體積小、容量大、壽命長、安全性高、制造成本低等都是理想的素質(zhì)要求,但集這些特性于一身的電池目前還難以找到。就拿消費(fèi)電子產(chǎn)品中廣泛使用的鋰離子電池來說,雖然在容量、體積、壽命等方面可圈可點(diǎn),但其爆炸風(fēng)險(xiǎn)卻讓許多人詬病。
而此次美國馬里蘭大學(xué)、陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院研究人員組成的研究小組,將傳統(tǒng)的鋅電池技術(shù)與水電池技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)出了容量更大、安全性更高的可充電電池。他們使用新型的含水電解質(zhì),替代傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的易燃有機(jī)電解質(zhì),大大提高了電池的安全性;而通過添加金屬鋅以及在電解液中添加鹽,則有效提高了電池的能量密度。研究人員指出,鋅電池是一種安全且生產(chǎn)成本相對較低的電池,但能量密度低,壽命也短,因而并不完美。新型水基鋅電池則克服了傳統(tǒng)鋅電池的這些缺點(diǎn),不僅大大提高了電池的能量密度,電池壽命也延長了許多。而與鋰離子電池相比,水基鋅電池不僅可在能量密度方面與其一較高下,而且安全得多,不會(huì)有爆炸或引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。研究人員對新型水基鋅電池的商業(yè)化前景充滿信心。他們表示,新型電池最終不僅可用于消費(fèi)電子產(chǎn)品,成為鋰離子電池的有力競爭者,還可在太空、深海等極端環(huán)境下使用,在特種航天、深海探測以及特種領(lǐng)域都有用武之地。由于我國動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)化起步較晚,目前尚未達(dá)到日本松下、韓國三星和LG等國際公司的競爭水平,因此一直沒能進(jìn)入特斯拉、豐田、福特等全球大型車企的供應(yīng)體系。隨著CATL先后成為寶馬、大眾的供應(yīng)商,國產(chǎn)命運(yùn)正在改寫,未來我國的動(dòng)力鋰電池將在新能源車需求爆發(fā)以及國內(nèi)成本優(yōu)勢的合力下登上世界舞臺。
需求爆發(fā)是國內(nèi)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的基礎(chǔ)。過去三年,國內(nèi)新能源車產(chǎn)銷量順利完成30萬輛、50萬輛以及70萬輛的目標(biāo),復(fù)合上升超50%。種種跡象表明,政策層面正堅(jiān)定地朝2020年200萬輛新能源車的銷售目標(biāo)奮進(jìn),未來三年行業(yè)產(chǎn)銷仍將保持40%以上的高上升,為國內(nèi)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2020年若要完成200萬輛的目標(biāo),今年的總銷量需在百萬輛以上,由此測算對動(dòng)力鋰電池的需求拉動(dòng)將達(dá)到50GWh,同比上升40%。
成本領(lǐng)先奠定國內(nèi)動(dòng)力鋰電池在國際市場的競爭力。目前動(dòng)力鋰電池在整車中的成本占比高達(dá)50%,考慮到新能源車相比傳統(tǒng)燃油車還不具備經(jīng)濟(jì)性,未來對整車成本的控制依賴于動(dòng)力鋰電池成本的下降。而電池成本的降低又依托于國內(nèi)數(shù)碼3C時(shí)代延續(xù)下來的電池產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ),假如我們沒有正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液等完善的中上游環(huán)節(jié),成本優(yōu)勢的實(shí)現(xiàn)便無從說起。這些中上游環(huán)節(jié)普遍具有技術(shù)壁壘低、資源約束弱(即便是鈷,長期供需也會(huì)逆轉(zhuǎn))的特點(diǎn),因此只有規(guī)模化才能提升效率、降低成本,而這正是我國制造的擅長之處。
根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)多晶硅、電池片、組件、硅片等制造環(huán)節(jié)的產(chǎn)量全球占比已分別達(dá)到48%、68%、74%、86%。動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)在完成全球產(chǎn)量的占領(lǐng)之前,國內(nèi)必先經(jīng)歷數(shù)輪集中度的提高,行業(yè)持續(xù)洗牌,這一過程將伴隨著行業(yè)競爭格局的改善及龍頭盈利的提升。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)前三名市場份額2017年相比2016年均有明顯提升。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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