《动力锂电池发展概要课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动力锂电池发展概要课件（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020/9/19,动力锂电池发展概要,2020/9/19,一、发展电动汽车用动力电池的意义 二、汽车用动力锂电池市场分析 三、新能源汽车发展的政策 四、锂电池技术背景,2020/9/19,一、发展电动汽车用动力电池的意义,2020/9/19,1、减少对石油的依赖程度,中国石油总需求供需缺口,数据表明，以目前的开采速度计算，全球石油储量可供生产46年，对于我国而言，石油储藏量仅占世界的1.1%，仅够开采10年。 2013年我国石油消费量达4.9亿吨，对外依存度57.39% ，预计2014年将近60% 。 目前，我国原油消费60用于交通用油，所以如何降低交通用油量，减少对原油进口的依赖程度有重要
2、的意义。 因此发展锂电池新能源应用势在必行。,2005 年-2013 年我国原油进出口及对外依存度情况 单位：万吨,中国气象局举行新闻发布会称，2013年以来，全国平均雾霾日数为4.7天，较常年同期（2.4天）偏多2.3天，中国平均雾霾天数为52年来最多。,2、减少对石油的依赖程度,2020/9/19,3、减少CO2的排放量，减缓全球温室效应,中国目前是世界上最大的CO2排放国，占世界总排放量的29%，中国面临着巨大的碳减排压力。 从OICA的统计数据来看，汽车尾气排放已占据CO2排放总量的16，因此，推广使用清洁能源汽车，是势在必行的一项重大举措。,汽车占CO2排放量的16,From：OIC
3、A,2020/9/19,4、发展电动汽车用动力电池的经济意义 电池是目前新能源汽车技术和成本上最大的瓶颈，同时也是新能源汽车产业链中利润最丰厚的一环，而且丰厚利润将长期维持； 动力电池行业从无到有，市场容量从目前的几十亿到2018年的约325亿，未来几年是十几倍的增长，巨大的增长空间将使整个产业链受益。 电动汽车将带动与产业配套的相关设备产业飞速发展，如充电站，充电适配器，大功率充电设备连接器等。,2020/9/19,二、汽车用动力锂电池市场分析,2020/9/19,目前全球锂电池主要满足手机，笔记本电脑，PDA等电子产品 需求，市场规模为50亿美元。 未来5年、10年左右，电动汽车将推动锂电
4、池市场规模达约110、 550亿美元规模。,全球锂电池市场规模（亿美元）预测 From： IIT 中信建设研发部,1、全球锂电池市场规模和增长趋势,2020/9/19,国内已经有完整的锂电池产业链，比亚迪、力神、万向、国轩等在动力电池关键的电池组成领域并不落后国外厂商（比亚迪全球第一个推出商用插电式混合动力汽车F3DM），产业整体的规模和技术竞争力并不明显落后于国外。 动力电池和电动汽车目前面临的最大挑战是降低成本，中国企业在降低电池制造成本中能发挥比日、美企业更大的作用。 中国汽车产业在传统的发动机技术上与国外差距大，资产沉淀少，政府和企业有更大动力推动电动汽车产业的发展。,2020/9/1
5、9,From：IIT报告,上述数据表明，在2003年2018年锂电池产业将保持较好的增长态势，到2018年 锂电池产业的产值将达到320亿美元。锂电池市场未来的增长主要来源于电动汽 车等动力锂电池领域、笔记本电脑等小型锂电领域对锂电池需求的快速增长， 其中2018年电动汽车领域的锂电池产值将占50以上，超过160亿美元。,全球锂电池的产值增长趋势,节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020） 电池成本：2015年 2元/Wh，2020年 1.5元/Wh,电动车产业未来的发展,据JD.power公司数据分析，到2020年全球电动汽车市场将达到1.5万亿美金（约合10万亿人民币）,单位：万辆
6、,电动车产业未来的发展,2020/9/19,全球动力锂电池的总容量需求增长趋势,From：IIT报告,20102013年全球动力锂电池汽车对锂电池的总容量需求的复合增长率为116， 20132018年的复合增长率将保持在26，2009年小型锂电的总容量需求约为 48亿Wh，预计2018年动力锂电池的总容量需求将达到350亿Wh，增长约6.3倍。,2014年国产动力锂离子电池,2020/9/19,2014上半年我国新能源汽车生产20692辆，销售20477辆，比上年同期分别增长2.3倍和2.2倍，产销量已超过2013全年数量。其中纯电动汽车产销分别完成12185辆和11777辆，插电式混合动力汽
7、车产销分别完成8507辆和8700辆。,2、2014年上半年新能源汽车现状,2014上半年我国新能源汽车销售20477辆，比上年同期增长2.2倍，销量已超过2013全年数量，在新能源汽车销量的组成中，轿车占绝大多数为77%，客车其次站22%。其中纯电动汽车销量突破万辆大关，达到了11777辆销量，插电式混合动力汽车销量也达到了8700辆。,1、比亚迪新能源车销量达到了6748辆，占新能源汽车总销量的41%，其中纯电动车型销量为1391辆，占纯电动车型总销量的11.8%;混合动力车型销量为5357辆，占混合动力总销量的61.6%。 2、奇瑞新能源汽车今年上半年销量达到了3302辆，占新能源汽车总
8、销量的20%。,2020/9/19,三、新能源汽车发展的政策,2020/9/19,1、各国政府新能源汽车政策,2020/9/19,1.十城千辆工程 由科技部、财政部、发改委、工业和信息化部于2009年元月共同启动，主要内容是，通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，涉及这些大中城市的公交、出租、 公务、市政、邮政等领域，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10。 2. 新能源汽车补贴政策 中国政府在2010年3月底推出私人补贴标准，补贴金额从3000到60000元不等， 被列入工信部“节能和新能源汽车产品
9、公告”的1.6升和以下排量乘用车都将进入补贴范围，这些符合规定的节能小车预计能得到约3000元的补贴，新能源车的补贴范围以纯电动车和插入式电动车为主。纯电动车的补助从3万到6万元， 插入式电动车的补助从1.5万元到5万元。,2、中国对新能源汽车的政策,2020/9/19,3. 汽车产业调整和振兴规划 我国2009年3月发布的汽车产业调整和振兴规划中，对发展新能源汽车制定了大致目标：未来三年，中国将形成50万辆纯电动混合动力和普通型混合动力新能源汽车产能。到2012年，新生产汽车中将有10是节能与新能源汽车，新能源汽车产值有望达到5000亿元。 汽车产业调整和振兴规划明确提出，要“实施新能源汽车
10、战略，推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化；掌握新能源汽车的专用发动机和动力模块（电机、电池及管理系统等）的优化设计技术、规模生产工艺和成本控制技术；三年内建立动力模块生产体系，形成10亿安时（Ah）车用高性能单体动力电池生产能力这对国内动力电池生产企业及电池管理系统供应商提出了不小的挑战。,2020/9/19,4、2013年新能源汽车政策 4.1、示范城市或区域须满足以下条件：（1）.20132015年，特大型城市或重点区域新能源汽车累计推广量不低于10000辆，其他城市或区域累计推广量不低于5000辆。（2）.推广应用的车辆中外地品牌数量不得低于30%。不得设置或变相设
11、置障碍限制采购外地品牌车辆。（3）.政府机关、公共机构等领域车辆采购要向新能源汽车倾斜，新增或更新的公交、公务、物流、环卫车辆中新能源汽车比例不低于30%。（4）.地方政府对新能源汽车车辆购置、公交车运营、配套设施建设等方面已出台具体明确的政策措施。（5）.相关城市须接受年度考核评估，未能完成年度推广目标的将予以淘汰。,1,2,3,5,7,8,9,10,新政策导向,4,6,扩大试点区域,推广目标提高,推广城市设淘汰机制,中央财政直补车企,公交采购向新能源倾斜,乘用车补贴看里程,推行补贴退出机制,新增燃料电池车补贴,破除地方保护主义,中型纯电动车获补贴,政策导向,2020/9/19,4.2、纯电
12、动乘用车、插电式混合动力（含增程式）乘用车推广应用补助标准（单位：万元/辆）,2020/9/19,4.3、纯电动客车、插电式混合动力（含增程式）客车推广应用补助标准（单位：万元/辆）（超级电容、钛酸锂快充纯电动客车定额补贴15万元。 ）,4.4、纯电动专用车（主要是：邮政、物流、环卫等）推广应用补助标准：按电池容量每千瓦时补贴2000元，每辆车补贴总额不超过15万。,4.5、燃料电池车推广应用补助标准（单位：万元/辆）,2020/9/19,四、锂电池技术背景,2020/9/19,1、动力电池分类（从材料来分类）,2020/9/19,（1）定义 锂电池的全称应该叫锂离子电池（简称LIB），在20
13、世纪90年代 初索尼公司将锂电池产业化。它以碳为负极，以含锂的化合物作 正极；在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是 锂离子电池名称的由来。 （2）内部结构 锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜等组成。 正极：由含锂的过渡金属氧化物组成，常用的 材料有钴酸锂、 锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。 负极：石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒 电解液：一种有机电解液，大部分是由六氟磷酸锂（LiFL6）加上有机溶剂配成。（六氟磷酸锂由五氯化磷和溶解在无水氟化氢中的氟化锂反应结晶而成）,2、锂电池,2020/9/19,隔膜：一种特殊的复合膜，它的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时能
14、够允许锂离子通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前主要是聚乙烯（PE）或者聚丙烯（PP）微孔膜。 （3）工作原理 当外部电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。当电池放电时，机理与充电是刚好是相反的，以LiFePO4为例，其化学反应方程式为：,2020/9/19,（4）锂电池分类,聚合物锂电池和锂离子电池主要区别在电解质，锂离子电池的电解质是液态的，聚合物电池的电解质是胶体型、或者固态聚合物。聚合物锂电池的反应原理和锂离子电池一样，
15、一般以软包的形式，形状可塑性强；锂离子电池一般做成圆柱形或者方形。从安全角度来讲，聚合物锂电池比锂离子电池更安全。,2020/9/19,（5）锂电池产业链,在上游原材料中，正极材料是锂电池中最为关键的原材料， 直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的1/3左右。,2020/9/19,3、正极材料磷酸铁锂,磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP，也叫锂铁磷）电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，其工作原理和锂离子电池是一样的。 LiFePO4正确的化学式为LiMPO4，（M 可以是任何金属，如 Fe，Co，Mn，Ti等）。 其物理结
16、构为橄榄石结构，从结构来看，可以用在锂离子电 池的正极材料还有AyMPO4, Li 1-xMFePO4, LiFePO4.MO等都 可以做正极材料。 其特色是不含贵重元素，原料价格低且磷，铁，锂在地球上 的资源含量丰富，供料不会存在很大问题。 除具有锂电池的共性特点外，还有一些特有的优点，比如其 工作电压适中（3.2V），容量大(170mAh/g)，高放电功率，可 快速充电且循环寿命长（高达2000次），在高温与高热环境 下的稳定性高。,2020/9/19,（1）、磷酸铁锂工作原理图,宏观图,微观结构图,LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过 聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中 的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。,2020/9/19,（2）磷酸铁锂的优点分析 a、LiFePO4电池的标称电压是3.2 V（稳定的放电平台）、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V ; b、比容量大，高效率输出：标准放电为25C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20
