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世行:到2050年电池金属产量须增加5倍以满足需求

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      世界银行周一报道,到2050年,石墨,锂和钴等电池金属的产量将必须增加近500%才能满足对清洁能源技术不断增长的需求。

    据这家全球贷款机构称,部署风能,太阳能和地热能以及向低碳经济过渡所需的储能将需要超过30亿吨的矿物和金属。

    在发展中国家发现了许多用于制造电动汽车电池的重要矿物。世界银行的目标是帮助这些国家以可持续的方式开采这些商品,以避免重大的生态破坏。

    开采世界所需的大量关键商品被视为实现《巴黎协定》目标的唯一途径。该协议旨在将全球变暖限制在2°C或更低。

    《针对气候行动的矿物》报告指出,世界将要求到2030年将全球温室气体的碳排放量减少50%,到2050年降至净零。

    这些发现证实了2017年发布的第一份报告的前提,该报告警告说,雄心勃勃的气候目标变得需要更多的矿物和金属。

   尽管可再生能源和能源存储技术需要更多的矿物质,但从开采到最终使用,其生产的碳足迹仅占化石燃料产生的温室气体排放量的6%。

   该报告还呼吁对矿物进行更多的回收和再利用,并指出,即使将铜和铝等矿物质的回收率提高了100%,仍不足以满足可再生能源技术和储能的需求。

   一些矿物,例如铜和钼,将用于多种技术中,而其他一些矿物,例如石墨和锂,可能仅用于电池存储。这意味着清洁能源技术部署的任何变化都可能对某些矿产的需求产生重大影响。

   世界银行警告说covid-19在全球市场造成破坏,而依赖矿产的发展中国家正在失去必要的财政收入。

   该银行指出,随着经济开始重新开放,他们将需要加强对气候智能采矿原则的承诺,以减轻负面影响。

   “Covid-19可能对可持续采矿造成额外的风险,这使得政府和公司对气候智能做法的承诺比以往任何时候都更加重要,”世界银行能源与采掘业全球总监兼基础设施区域总监Riccardo Puliti解释道。

   世界银行最新的预测与穆迪2月份的报告相呼应,表明绿色,社会和可持续性债券的发行预计今年将达到4000亿美元规模。与2019年创纪录的3230亿美元相比,增长了24%。

子弹都打不坏 不起火的锂电池诞生了?

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   前,据外媒报道,美国霍普金斯大学(Johns Hopkins)正在研发一款不会着火的新型锂离子电池,并取得突破。

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(图片来源:霍普金斯大学)

  为保证安全,锂离子电池必须封装在坚硬的圆柱形或多边形电池罩中,以隔离不稳定、易爆炸的成分。与现行锂离子电池不同,霍普金斯大学研发的新型电池很薄,但是柔韧而坚固,可浸在水中、被切割,甚至承受弹道冲击。相比不久前比亚迪发布的刀片电池,该新型电池似乎更安全。

  根据电池工作原理,液体电解质在两个电极之间传送电子,为设备提供电流。普通电解质含有机溶剂,虽然传送高效,但是也易燃。霍普金斯大学团队研发出一种新型电解质,采用可溶解在水中的锂盐作为溶剂,性能要优于普通有机溶剂。该电解质是一种聚合物基质,是一种可弯曲、柔软、类似透镜的电解质。

  在电极材料上,霍普金斯大学的电极采用一种柔性薄膜Kapton制成,此种薄膜通常用于航天设备,以防受极端温度影响。据悉,Kapton已经是一种成熟的材料,因此电池成本以及电池生产的复杂性也会有所降低。

  不过,该新型电池电解质的电压为4.1V,低于传统锂离子电池的电压。此外,该电池循环寿命也只能实现充电100次。霍普金斯大学团队希望将循环寿命增加到1000次以上。当然,该新型电池的电化学性能理论上可以做到更稳定,寿命也可以做到更长。

锂聚合物锂电池的特点

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  锂聚合物锂电池是指的全固态或凝胶太为电解液的锂离子电池。铝塑复合膜一般用作包装材料。
  锂电池一般称为铝壳电池,锂电池液体电解质,铝壳包装盒原料。
  锂聚合物锂电池比锂电池安全。锂聚合物锂电池是锂电池的替代品。相对于目前锂离子电池的不断增长,它具有小型、安全(不易爆炸)等优点。然而,由于所有工业链的更换必须是一定的时间,其工程成本(成本)在现阶段仍然相对较高,只有在高端电子产品(轻薄的计算机等)。
  预计未来5-10年,锂聚合物锂电池最终将取代目前的锂电池!事实上,在韩国和日本,锂聚合物锂离子电池的覆盖率已经达到了一定的水平,在电子设备制造业中兴盛。
锂聚合物锂电池的特点如下:

  1.在没有电池泄漏问题的情况下,充电电池中没有液态锂电池电解质,采用固态。

  2.可制造薄型充电电池:在体积上,薄厚度可以薄到。
  3.可充电的设计方法可以多种多样。
  4.充电电池可弯曲;聚合物充电电池可弯曲90上下。
  5.可制成单珠高压:液体电解质溶液中的可充电电池只能通过个电池串联获得高压,而聚合物充电电池由于没有液体,可以在单一内层制成双层。

  6.体积将是同样大小的锂离子电池的两倍。

  锂聚合物锂离子电池(锂聚合物,又称聚合物锂离子电池):一种新型高能、实用、薄、轻、安全系数高、成本低等显著优点。

  锂聚合物锂电池合物锂电池具有薄的特点,可以互相配合各种商品必须,使电池的所有外观和体积。这种可充电电池可以达到最小厚度。

 

简介选购锂电池技巧

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    一、有没有标示明确容量。无明确标示容量(如1000mAh或1000毫安培小时)的电池很有可能就是使用劣质电池或回收电池。市场上充斥的许多廉价的锂离子电池,就是使用回收电池心做的,价格虽然便宜,但是寿命短、品质不稳定,使用不慎可能会损坏手机。

 
  二、有没有保证待机时间。待机时间即电池装入手机后到下一次充电的连续使用时间。一般市场上销售的电池不能对顾客保证待机时间,这是因为动力锂电池品质不稳定的关系,所以待机时间很短。
 
  三、是否加装安全保护电路板。无保护电路板,则锂电池就有变形、漏液、的危险。在恶性削价竞争下,各家寻求低价位的保护电路板,或者根本省略了这个装置,使得市面上充斥着有危险的锂电池。消费者无法从外观分辨出来是否有保护电路板,因此选择有信誉的商家购买。

  四、检测带电工作
 
  在锂电池带电工作过程中,持续放电10分钟左右电池两极若不发烫,则证明电池保护板系统完善,一般带优质保护板的锂电池质量均比普通锂电池好。
 
 
 五、比较重量
 
锂电池的重量与容量是成正比的,如果是聚合物锂电池,重量相差太大的话,容量肯定就不足,但有些电池本身容量的大小存在差异。除此之外,还可以从外包装感知一下电池重量是否是比较沉,若厚重者则偏向于优质锂电池。
锂电池衰减后该如何?

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  锂电池衰减后该如何?

 长时间使用之后,电动车锂电池性能出现一定程度的衰减是正常的。目前国家规定,在保质期内,电池的性能出现衰减不得超过20%,否则,由厂家进行免费更换。

 
 一旦发现电池出现衰减现象,立即查看是否在质保期,测量衰减值是否在正常范围内。如果在质保范围内,衰减超过了百分之20%,可以申请到锂电池厂家免费更换电池,这是国家规定的。如果在质保期内没有超过20%,就是正常现象。
 
 如果车辆已经超出质保期,锂电池衰减并不严重,对使用的影响并不大的话,能继续使用就尽量不要更换电池,毕竟电池价格不菲。另外,选择的时候尽量购买大品牌质保期更长的车辆,更有保障,出了问题也会更好的服务,会少很多麻烦事。
 
 动力电池的衰减与整车设计、电池管理系统、驾驶习惯和充电方式等多种因素有关,因此要判断电池衰减程度不是一件容易的事。目前,国家制定了发展、推广电动车的宏伟计划,但对于电动车电池回收问题,还没有明确的政策。
解析电动车锂电池与铅酸蓄电池的区别

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  解析电动车锂电池与铅酸蓄电池的区别

    铅酸蓄电池是由浸渍在电解液中的正极板(二氧化铅PbO2)和负极板(海绵状纯铅Pb)组成的,电解液是硫酸(H2SO4)的水溶液。当蓄电池和负载接通放电时,正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成PbSO4,电解液中的H2SO4减少,相对密度下降。

 
 充电时按相反的方向变化:正极板上的PbSO4还原成过氧化铅PbO2;负极板上的PbSO4还原成绒状Pb;电解液中的硫酸增加,相对密度变大。如略去中间复杂的化学反应过程,可用下式表示:
 
 充电
 
 PbO2+Pb+2H2SO4?2PbSO4+2H2O
 
 正极负极电解液放电正负极
 
 (1)正极板
 
 正极板的结构是板栅中填满铅膏,板栅是铅的合金,铅膏经生产时化成和使用后主要成分是α二氧化铅PbO2和β二氧化铅PbO2。
 
 (2)负极板
 
 负极板的结构也是板栅中填满铅膏,铅膏经生产时化成和使用后主要成分是海绵状(绒状)纯铅Pb。
 
 正常充、放电时,正负极板上参加电化学反应的物质统称活性物质,正极主要指PbO2和PbSO4,负极主要指纯铅Pb和PbSO4。
 
(3)隔板
 
 隔板是电动车锂离子电池的重要组成,不属于活性物质。隔板本身是多孔的绝缘材料,电解液能顺利穿过它。传统的隔板主要作用是防止正负极板短路,自从细玻璃纤维隔板(AGM)出现后,改善了铅酸蓄电池的性能,被广泛用于密封阀控电池。细玻璃纤维隔板具有防止正负极板短路、吸附储存电解液、提供氧气通路等功能。

 

锂离子电池结构组成和分类介绍

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  锂离子电池的结构组成:
  电极是电池的基本组成部分,有正极和负极组成。锂离子电池的电极材料主要包括:
  主要成分:即活性物质,是直接参加电化学反应的物质。锂离子电池的正极活性物质是锂脱嵌化合物,目前已使用有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元(镍钴锰酸锂)、磷酸亚铁锂等。负极活性物质主要有石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、新型合金和其他材料。次要成分:不直接参加电极反应,但可以改善电池的导电性能和加工性能。主要有集流体、粘接剂和导电剂等。
  锂离子电池按内部的材料组成可分为:
  化学类材料:钴酸锂(锰酸锂,镍酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂)、石墨类负极(人造石墨、天然石墨、MCMB、改性天然石墨)、隔膜、电解液、导电剂(石墨类:KS-6,SO;导电炭黑,如SuperP、乙炔黑、科琴黑等)、PVDF(聚偏二氟乙烯,其分子量30万~60万不等,是正极最常用的粘结剂)、NMP(N-甲基吡咯烷酮,良好的有机溶剂,能较快溶解PVDF)、草酸(用于铜箔的表面清洗及微腐蚀,增强基体与粘结剂之间的粘结附着力)、SBR(丁苯橡胶,乳胶型粘结剂,SBR与CMC混合一起使用作为负极材料的水性粘结剂)、CMC(羧甲基纤维素钠,果胶,与SBR混合使用,用于分散和增稠)、PTC(高分子正温度系数热敏电阻,超过某一温度绝缘,低于该温度电学导通)、高温胶纸(对极片两端和极耳进行机械与电学保护以及作为终止带使用)、铜箔(一般使用电解铜箔,负极集流体,单双面光铜箔一般配油性料,双面毛铜箔一般配水性料)、铝箔(压延铝箔,正极集流体)等;
锂离子电池
 
 

 

磷酸铁锂电池坐上5G“风口”

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   今年,磷酸铁锂电池不仅在新能源汽车市场大火,其在5G基站场景中的需求也大幅攀升。

   3月11日,中国铁塔股份有限公司(下称“中国铁塔”)发布《2020年备电用磷酸铁锂蓄电池组产品集约化电商采购项目采购公告》,将招标采购2GWh磷酸铁锂电池组产品。较早之前,中国移动通信集团有限公司也发布公告,计划采购不超过25.08亿元的通信用磷酸铁锂电池共计6.102亿Ah(规格3.2V)。

  公开资料显示,2020年新建及改造的5G基站磷酸铁锂需求量约10GWh。未来磷酸铁锂电池市场需求仍将持续增加。

  业内人士指出,与4G基站采用的铅酸蓄电池相较,磷酸铁锂电池在安全性、循环寿命、快速充放等方面具备明显优势,可减少对市电增容改造的依赖,降低网络建设和运营成本,是目前最适合国内5G基站储能电池的技术路线。

  “通信基站后备电源电池由磷酸铁锂电池逐步替代铅酸蓄电池是大势所趋。”中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇对此表示。

助力电动自行车动能升级 超威集团新型锂电池项目落地

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   随着锂电池技术水平的快速提升,锂电池成本也在持续下降。能量密度更高、质量更轻、污染更小、使用寿命更长的优势,使得锂电池在电动自行车等领域的正越来越受到业界的关注。

 

   作为传统电动自行车电池巨头,超威集团依托近年来在电动自行车电池领域积累的技术优势,加强电动自行车锂电池产品创新,近日将其创新成果转化落地。据悉,近日,超威集团新型动力锂电池项目签约仪式在浙江超威集团总部举行。该项目的主打产品是新型锰酸锂离子电池,已通过全生命周期验证及针刺实验,安全性能卓越,是轻型电动车的优质选择,未来市场空间达千亿元。

 

   值得注意的是,近年来,因看好电动轻型车市场,不少新能源汽车动力锂电池、消费类锂电池企业也开始向电动轻型车市场。超威集团作为传统电动自行车电池龙头企业,有着完善的市场渠道和长久以来的品牌效应,在保持电动自行车传统铅酸、镍氢等电池优势的基础上也在加大锂电池产品布局,自我完成产品替换,依托渠道、品牌等优势,积极参与锂电竞争。

   此次,超威集团新型锰酸锂离子电池项目的落地,一方面将增强超威集团在电动轻型车领域的竞争实力;另一方面,凭借超威集团在电动自行车领域多年的技术积累,其新型锰酸锂离子电池技术也将加快电动自行车领域“铅改锂”进程,推动电动自行车产业升级。

锂离子电池的技术发展及对电动车的助力 挑战在于电池材料及工艺

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   据外媒报道,新一代的电动车自10年前起开始出现在路面上。美国佐治亚理工学院的研究人员耗费了一年时间,追踪了近500名美国驾驶员的驾驶习惯,旨在确认电动车是否适合这类人群使用。

   研究人员发现,近三分之一的受访者表示,他(她)们可以用续航里程为100英里(约合160公里)的电动车完成其绝大部分出行活动。只有6%的情况所涉及的出行距离较远,可能需要用户将电量充满后再出行,或租用一辆汽油车。

   如今,电动车的发展情况更好了。许多电动车续航里程数已远不止200英里(约合320公里),某些大尺寸、高端车型的续航里程数甚至能达到近400公里。毕竟,仍有许多潜在的购车用户担心车辆在半途中电量耗尽。长续航版电池可缓解用户的“电动车里程数焦虑”,但“还有很多坑要填”。

   许多电动车所搭载的电池都是锂离子电池,该款产品是索尼公司于1991年实现商业化的电池设计,该类电池的特别之处在于其蓄能容量较高。目前,电动车车载电池的能量密度通常为200wh/kg,当代锂离子电池可将200 watt-hour的电势注入到1千克的电池套件(kit)中。该数据是旧款铅酸电池的5倍,研究人员们正在持续研究改进,旨在提升锂离子电池性能。

   锂离子电池的名字取自其内部的锂离子。但这类电池放电时,阳极会产生锂离子。然后,该锂离子将通过电池隔板(只有锂离子能通过)至电解液中,然后再扩散至阴极。阳极的电子将消失,沿着外部电路进入阴极。在该过程中产生的电流将被用于驱动电机。而在阴极位置,离子和电子重新结合。该情况将持续至用户通过充电线缆将车辆与充电设备连通时,整个流程将逆转。

   对于车辆这类重量敏感型应用而言,锂金属是化学元素周期表中最轻的一款金属,但该金属的(化学)反应性也较高。电芯的构建需要非常谨慎,避免瑕疵,否则将可能引发电池短路乃至于电池起火事故。阳极通常由富碳材料(carbon-rich material)组成,阴极内的锂金属通常容易被部分氧化,从而生成锂钴氧化物(lithium cobalt oxide)。

   而钴金属是最为昂贵的一款电池材料,电池制造商们都试图减少该材料的使用量。许多钴矿都位于刚果民主共和国,而采矿条件非常恶劣,甚至有使用童工的情况出现。业内的主流思路是减少电钴金属在锂电池内的使用量,同时调升镍和锰的用量,以便生产NMC电池(三元锂电池)。

   去年,中国最大的电池制造商——宁德时代开始量产NMC电池,其能量密度达到240wh/kg。而特斯拉等其他公司则希望进一步削减甚至摆脱对钴金属的依赖,但特斯拉却对其电池计划的明细内容守口如瓶。

   为降低电池材料的成本,随着宁德时代、特斯拉及其他对手的产能提升,这类电池的价格将稳步下滑。据彭博新能源财经透露,2012年锂电池的平均售价为1160美元/千瓦时(约合8204.68元/千瓦时)。到2024年,其售价将低于100美元/千瓦时(约合707.3元/千瓦时)(见图表)。届时,与内燃机车相比较,电动车的竞争优势将更大。

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