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那么什么是動力鋰電池呢,度娘的解釋是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池,當前可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。其中鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的,可極大的可滿足消費類需求,至此,鋰電池逐漸被人們所重視。
我們先來瞅瞅鋰電池的發展進程:
1、1970年代??松腗.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料,金屬鋰作為負極材料,制成首個鋰電池。
2、1980年,J. Goodenough 發現鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。
3、1982年伊利諾伊理工大學的R.R.Agarwal和J.R.Selman發現鋰離子具有嵌入石墨的特性,此過程是快速的,并且可逆。與此同時,采用金屬鋰制成的鋰電池,其安全隱患備受關注,因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。
4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發現錳尖晶石是優良的正極材料,具有低價、穩定和優良的導電、導鋰性能。其分解溫度高,且氧化性遠低于鈷酸鋰,即使出現短路、過充電,也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。
5、1989年,A.Manthiram和J.Goodenough發現采用聚合陰離子的正極將產生更高的電壓。
6、1991年索尼公司發布首個商用鋰離子電池。隨后,鋰離子電池革新了消費電子產品的面貌。
7、1996年Padhi和Goodenough發現具有橄欖石結構的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵,比傳統的正極材料更具優越性,因此已成為當前主流的正極材料。
1998年至今,業界把鋰離子電池也稱為鋰電池,但這兩種電池是不一樣的。鋰離子電池已經成為了業界主流。
既然成為了主流,鋰電池的產業鏈是如何呢?不難發現,鋰電池上游是鋰電池材料所需的礦產資源,中游為鋰電池生產廠商,包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、導電劑和粘合劑的生產等,下游主要是鋰電配套應用領域,目前已廣泛用于消費類電子產品、電動汽車、工業儲能。
據行業人士介紹,一輛電動車的三種原料消費量:45千克碳酸鋰、11千克鈷、50千克石墨。以特斯拉ModelS為例,測算了電動車中三種主要金屬元素的含量,同時按電動車年銷量增長100萬輛為基準,做原材料的消費增量敏感性分析,可得出碳酸鋰消費增量4.5萬噸,現消費量14萬噸/年;鈷消費增量1.1萬噸, 現消費量8萬噸/年;石墨消費增量5萬噸,消費量巨大但無準確數字。
相關數據顯示,當前全球鋰資源儲量約為1300萬噸,年開采量為3.5萬噸,預計還可開采371年。未來電動汽車中,鋰電成本占比最大,接近一半,而鋰電成本中,又以正極材料的價值量占比最大。
另外,動力鋰電池關鍵技術在電芯方面,主要是正極材料的研發,需要滿足高能量密度、循環性能好、安全可靠;隔膜技術壁壘較高的事多孔材料,決定電池的界面結構、內阻等,目前主要掌握在日韓企業手中;在電池Pack方面,關鍵技術為電池管理系統技術,要準確檢測、保護和控制電池系統,保持車與電池 的通信。
在2015全球電動汽車動力電池生產商排名TOP10 中,松下仍然是無可爭議的領軍者,鋰離子電池市場份額占據了40%。松下之所以占據市場統治地位,主要是因為它與特斯拉簽署了合作協議,后者在其車型 Model S 和 Model X 電池組容量需求非常大。除了為特斯拉供應電池外,松下也從大眾汽車等其他汽車制造商獲得了電池訂單。
國內的比亞迪排在第二位,2015年銷售了1652兆瓦時,占據 14% 的市場份額。如果比亞迪把在電動大巴上使用的電池銷量包括在統計中,無疑可以與松下在市場上一爭高下。
在國家新能源汽車重點研發的專項中,動力電池大概占到了25%,并在六個方面對動力電池研發進行支持,分別是新材料新體系、高比能鋰電池、高功率長壽命電池、動力電池系統、高比能二次電池和測試評估,這也無疑加速了鋰電池的發展,相信有一天在新能源領域會大力普及。
總結:受益于新能源汽車的高速增長,而動力電池是電動汽車的心臟,未來鋰電池產業鏈具備高增長屬性,也是新能源汽車產業發展的關鍵。新能源汽車能走多遠,最終取決于動力鋰電池。
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