鋰電池產(chǎn)業(yè)概況及其在儲(chǔ)能中的應(yīng)用

摘要：近年來鋰電池的利用率越來越高，因此，研究鋰電池產(chǎn)業(yè)具有重要的意義。本文從鋰電池的工作原理出發(fā)，分析了目前鋰電池產(chǎn)業(yè)的概述，并探討了鋰電池在儲(chǔ)能中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋰電池 電動(dòng)汽車 儲(chǔ)能 正極

一、前言

目前，隨著電動(dòng)車市場的不斷擴(kuò)大，鋰電池利用率也越來越高。電動(dòng)汽車市場傾向于使用鋰電池作為動(dòng)力，因?yàn)殇囯姵赜兄T多優(yōu)點(diǎn)，并且成本低。所以電動(dòng)車市場的發(fā)展帶動(dòng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。因此，研究鋰電池產(chǎn)業(yè)，并分析其在儲(chǔ)能中的應(yīng)用有非常重要的意義。

二、鋰電池工作原理

鋰電池的組成主要包括以下幾部分：正極、負(fù)極、電解質(zhì)、正負(fù)極引線、隔膜、安全閥、中心端子、絕緣材料、電池殼等等。其中正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜是最重要的組成部分，可以有效的決定性能和價(jià)格。其工作原理如圖：

鋰電池用作儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：儲(chǔ)能的密度非常高，比能量達(dá)到120Wh/kg次；鋰電池的自放電率較少；電壓的平臺(tái)非常高，達(dá)到3.6V；無記憶效應(yīng)。另外，鋰電池技術(shù)越來越成熟，正負(fù)極材料成本逐漸降低，所以鋰電池的成本將進(jìn)一步降低。

鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：電池設(shè)計(jì)方面，正極次啊了理性性能及一致性方面，隔膜材料供應(yīng)方面，高性能電解液合成技術(shù)，單體電池制造技術(shù)方面，電池組管理與保護(hù)技術(shù)方面。

三、鋰電池產(chǎn)業(yè)概述

中國、日本和韓國是世界三大鋰電池生產(chǎn)的國家，其產(chǎn)量占到全世界產(chǎn)量的90%以上。我國主要是四大鋰電池企業(yè)，包括天津力神、比亞迪、比克、ATL等。這四個(gè)鋰電池企業(yè)只有比亞迪涉及相關(guān)材料的研發(fā)生產(chǎn)，其它的主要以電芯和pack為主?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面進(jìn)行分析：

（一）鋰礦概述

從現(xiàn)在已經(jīng)探明的儲(chǔ)量來看，鋰資源集中在中國、阿根廷、智利以及維多利亞。最為豐富的是維多利亞。而我國鋰礦產(chǎn)業(yè)方面，生產(chǎn)工藝需要進(jìn)一步成熟，才能有效的保障生產(chǎn)。

（二）正極材料

分析碳酸鐵鋰產(chǎn)能，其主要生產(chǎn)廠商來自于美國的Valence、天津斯特蘭以及A123。國內(nèi)碳酸鐵鋰正極材料產(chǎn)能規(guī)模逐漸擴(kuò)大，市場份額也逐年增多。目前，我國中信國安主要生產(chǎn)鋰電池正極材料鈷酸鋰和錳酸鋰。

（三）負(fù)極材料

鋰離子電池的負(fù)極材料現(xiàn)在主要還是以碳材料為主，包括天然石墨、中間相碳微球以及人工石墨等等。目前，我國生產(chǎn)負(fù)極材料的企業(yè)包括上海杉杉、長沙海容、深圳斯諾、深圳貝特瑞等等。

（四）電解液

聚合物電解質(zhì)是未來發(fā)展方向，分為全固態(tài)電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)。凝膠聚合物電解質(zhì)的研究主要集中在PEO基、PVDF基、PAN基等領(lǐng)域，通過溶解對應(yīng)的聚合物冷卻后得到，在室溫下變成彈性凝膠，離子電導(dǎo)率與液態(tài)電解液在同一水平。

四、鋰電池在儲(chǔ)能中的應(yīng)用

（一）鋰電池應(yīng)用及市場前景

鋰電池的應(yīng)用范圍非常廣，其應(yīng)用前景被普遍看好。其應(yīng)用前景主要可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：第一，鋰電池的使用可以有效的滿足新能源并網(wǎng)的需求。采用鋰電池可以有效的改善電能的質(zhì)量，做到消峰填谷，保障新能源連續(xù)發(fā)電。第二，鋰電池分布式儲(chǔ)能，應(yīng)用于工廠，樓宇中，其主要目的是可以有效的消峰填谷。第三，目前電動(dòng)車的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是現(xiàn)在環(huán)保放在重要的位置上，電動(dòng)車安全環(huán)保，大有替代柴油汽油車的趨勢。而電動(dòng)車需要充電，這就需要鋰電池應(yīng)用于電動(dòng)車充電站內(nèi)，同時(shí)鋰電池用于電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能電池。第四，偏遠(yuǎn)地區(qū)供電困難，可以采用鋰電池。第五，可以用于電網(wǎng)側(cè)，比如變電站儲(chǔ)能，以此來有效的減小電網(wǎng)擴(kuò)容投資。

另外，鋰電池儲(chǔ)能市場前景也被普遍看好，每年的使用率也逐漸的增多。根據(jù)中金公司的研究，2020年底我國儲(chǔ)能電池總?cè)萘窟_(dá)到1260萬千瓦。

（二）鋰電池在儲(chǔ)能應(yīng)用中的發(fā)展方向

高比容量、低成本、高壽命方向是下一代鋰電池的發(fā)展方向。目前來看，鋰電池性能指標(biāo)能夠滿足市場需要，但在未來要在安全性，使用壽命，經(jīng)濟(jì)方面多下功夫。同時(shí)技術(shù)方面需要解決以下幾個(gè)問題：第一，一致性制造技術(shù)；第二，高比能力鋰電池正極材料的進(jìn)一步研究；第三，安全性及使用壽命；第四，熱量管理技術(shù)；第五，系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控及均衡技術(shù)方面等等。

五、結(jié)語

總之，目前鋰電池儲(chǔ)能行業(yè)在技術(shù)上，應(yīng)用上，市場前景上都處于上升階段，如何有效的保障鋰電池的技術(shù)更新，更加有效的滿足市場需要是需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方。在未來隨著技術(shù)水平的提升，成本的逐漸下降，鋰電池在儲(chǔ)能應(yīng)用上將得到更大的空間，市場前景非常好。

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（作者簡介：陳強(qiáng)，本科學(xué)歷，中國著名新能源，新材料專家，致力于鋰材料，鋰電池及其相關(guān)產(chǎn)品的研究、開發(fā)，已經(jīng)獲得幾十項(xiàng)國內(nèi)外專利，是中國鋰電池研發(fā)領(lǐng)域的代表人物。單位：天津中能鋰業(yè)有限公司。）