一,、鋰電池
嚴格意義上說,鋰電池分為兩種:鋰金屬電池和鋰離子電池,。這是根據(jù)鋰存在的形態(tài)來定義的,,鋰金屬電池是用金屬鋰做電極,,而鋰離子電池則是以離子形態(tài)存在于電極。
鋰金屬電池通過金屬鋰的腐蝕或叫氧化來產(chǎn)生電能的,,用完就廢了,,不能充電,因此也稱一次電池,。鋰離子電池則是利用鋰離子的濃度差進行儲能和放電,,電池中不存在金屬鋰,因此也稱鋰二次電池,。目前所應用于手機,、相機、電動工具,、電動汽車,、儲能、通信基站等可充鋰電池,,均為鋰離子電池,。一般市場上大多數(shù)常用可見的鋰電池均為鋰離子電池,大家也習慣簡稱為鋰電池,,本文所稱鋰電池也主要指鋰離子電池,。
1、鋰電池分類
市場上習慣用的兩種分類方式:按極片材料分類和按產(chǎn)品外觀分類,。
A,、按極片材料分類
正極材料:磷酸鐵鋰電池(LFP)、鈷酸鋰電池(LCO),、錳酸鋰電池(LMO),、(二元電池:鎳錳酸鋰/鎳鈷酸鋰)、(三元:鎳鈷錳酸鋰電池(NCM),、鎳鈷鋁酸鋰電池(NCA))
負極材料:鈦酸鋰電池(LTO),、石墨烯電池、納米碳纖維電池
關(guān)于市場上的石墨烯概念,,主要是指石墨烯基電池,,即在極片中加入石墨烯漿料,或在隔膜上加入石墨烯涂層,。鎳酸鋰,、鎂基電池市場上基本不存在。
B,、按產(chǎn)品外觀分類
分為:圓柱,、軟包、方形,。
圓柱和方形外包裝多為鋼殼或者鋁殼,。軟包外包裝為鋁塑膜,,其實軟包也是一種方形,市場上習慣將鋁塑膜包裝的稱為軟包,,也有人將軟包電池稱為聚合物電池,。
對于圓柱形鋰離子電池,其型號一般為5位數(shù)字,。前兩位數(shù)字為電池的直徑,中間兩位數(shù)字為電池的高度,。單位為毫米。例如18650鋰電池,,它的直徑為18毫米,,高度為65毫米。
C,、按電解質(zhì)材料的不同
鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB),。
液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)(目前動力用電池多為此種)。聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替,,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì),。關(guān)于固態(tài)電池,,嚴格意義上的是指電極和電解質(zhì)均為固態(tài)的。
D,、按電池實用性能分類
功率型電池和能量型電池,。能量型電池以高能量密度為特點,主要用于高能量輸出,;功率型電池以高功率密度為特點,,主要用于瞬間高功率輸出、輸出的電池,。而功率能量型鋰電池是伴隨著插電式混合動力車的出現(xiàn)而出現(xiàn)的,。它要求電池儲存的能量較高,可以支持一段距離的純電行駛,,也要具備較好的功率特性,,在低電量的時候進入混合動力模式。
簡單理解,,能量型類似于馬拉松選手,,要有耐力,就是要求高容量,,對大電流放電性能要求不高;那么功率型就是短跑選手,,拼的是暴發(fā)力,,但耐力也要有,,不然容量太小就跑不遠。
2,、鋰電池材料構(gòu)成
四大主材:正極材料,、負極材料、隔膜,、電解液
輔材:NMP,、銅箔、鋁箔,、鋁殼蓋板,、導電劑、粘結(jié)劑,、其他(EMD)等,。
3、制作工藝
鋰電池的制造流程可分為電極制片,、電芯裝配,、激活檢測和電池組裝四個主要工序。其中,,電極制片又包括正極片和負極片制作,,主要環(huán)節(jié)包括配料、攪拌,、涂布,、輥壓、分切和極耳等步驟,。
4,、生產(chǎn)所需設備
按照鋰離子電池的生產(chǎn)流程,鋰電設備主要可以分為前端設備,、中端設備和后端設備,。
前端設備主要是針對電極制片工序,包括真空攪拌機,、涂布機,、輥壓機和分切機等。涂布工藝要求將攪拌后的漿料均勻地涂在金屬上,,厚度精確到3μm以下,,分切要需要保證切片表面不能存在任何毛刺,否則會對后續(xù)工藝產(chǎn)生很大影響,。因此,,前端設備是電池制造的核心設備,關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量,。
中端設備主要覆蓋電芯裝配工序,,主要包括卷繞機或疊片機,、電芯入殼機、注液機以及封口焊接等設備,。
后端設備主要覆蓋電芯激活化成,、分容檢測以及組裝成電池組等工藝。相對而言,,中后端設備如入殼,、封口、檢測等機器相對簡單,,技術(shù)要求不高,。
5、鋰電池應用
主要分為三大塊:數(shù)碼類,、動力類,、儲能類。
數(shù)碼類:手機,、平板,、筆記本電腦、電動玩具,、MP3/MP4,、耳機、充電寶,、航模,、移動電源等。
動力類:主要指電動交通工具,,電動自行車,、新能源汽車等。
儲能類:主要應用于基站電源,、清潔能源儲能,、電網(wǎng)電力儲能、家庭光儲系統(tǒng)等,。
6,、鋰電池相關(guān)參數(shù)及發(fā)展方向