聚合物鋰電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)
導(dǎo)讀:本文主要介紹聚合物鋰電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)。
聚合物鋰電池是順應(yīng)IT產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,在二十世紀(jì)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(chǎn)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(shù)制作,工藝與技術(shù)成熟;后段用聚合物鋰離子電池相對成熟的軟包裝技術(shù)。因而與真聚合物電池相比有明顯的成本優(yōu)勢。
2、所用設(shè)備也相對簡單與成熟,故也能減少投資與生產(chǎn)維護(hù)成本。
3、采用液態(tài)極片滾壓技術(shù),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(nèi)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(jù)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(chǎn)
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(chǎn)業(yè)化
4、2000日本Sony與Sanyo公司聚合物電池批量生產(chǎn)
5、2002年中國聚合物鋰離子電池產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模
聚合物鋰電池研究前沿
1、高導(dǎo)電性與高強(qiáng)度聚合物電解質(zhì)膜的研究;
2、納米無機(jī)填料的應(yīng)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(dǎo)率;
4、各種新型添加劑的研究,提高應(yīng)用范圍。
5、阻燃型聚合物電解質(zhì)膜的開發(fā)
6、多元電解質(zhì)鹽復(fù)合應(yīng)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(dǎo)電性能的超級碳黑添加劑;8、改善膜結(jié)構(gòu)與機(jī)械強(qiáng)度的填料等。
9、超級導(dǎo)電氣相碳纖維材料的研究;
10、集流體的研究,如薄型化與網(wǎng)格分布優(yōu)化等。
11、聚合物多孔隔膜的研究在國內(nèi)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(diǎn)
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(jìn)與優(yōu)化,設(shè)備的改進(jìn)等。
15、正負(fù)極漿料的高效分散劑材料應(yīng)用研究。
聚合物鋰電池工藝研究進(jìn)展
1、電池薄型化研究:
超薄電池應(yīng)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(shù);微電極裝配工藝;
2、大電池結(jié)構(gòu)工藝:
Z-型折疊電池結(jié)構(gòu)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(guān)電子保護(hù)與充放電平衡工藝的研究。
高性能全固態(tài)鋰離子電池結(jié)構(gòu)一直是努力的目標(biāo)。
聚合物鋰電池產(chǎn)業(yè)形勢
1996 年美國Bellcore開發(fā)可批量生產(chǎn)Hybrid類聚合物鋰離子電池產(chǎn)品來,這一產(chǎn)業(yè)開始興旺。
后來較多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)加入這一行業(yè),產(chǎn)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(chǎn)量都達(dá)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(chǎn)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(chǎn)。
中國產(chǎn)能目前已達(dá)到年產(chǎn)8000萬只的規(guī)模。
可見,盡管國內(nèi)聚合物鋰離子電池行業(yè)呈現(xiàn)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(guān)的企業(yè)與行業(yè)組織引起重視。
由于移動電子產(chǎn)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(chǎn)量為14億只,2004年約為18億只,據(jù)估計2008年這一產(chǎn)量將達(dá)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(jù)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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