带你全方位了解锂电池

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：Li+MnO2=LiMnO2该反应为氧化还原反应，放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。现在锂电池已经成为了主流。

锂金属电池：

锂电池基本原理  放电反应：Li+MnO2=LiMnO2

锂离子电池：

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电负极上发生的反应为：6C+XLi++Xe- = LixC6

充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。

放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

负极:负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。

充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6

2.发展前景:

全球锂电池市场发展前景调查：2013将达278亿美元

全球新能源汽车产业将在技术不断成熟、政府扶持政策不断落地的大背景下呈现出快速产业化的趋势，另外，电动工具、电动自行车、新能源等产业也将在低碳经济的背景下保持快速发展的势头。

预计到2013 年全球锂离子电池产业规模将达到278.1 亿美元，2015 年，新能源汽车的产业化应用将带动全球锂离子电池的产业规模达到523.2 亿美元。

赛迪报告认为，就中国市场而言，得益于动力锂离子电池的快速发展，2013 年锂离子电池整体市场规模将达到741.7 亿元，同比增长33.2％，并且未来三年市场规模增速均会保持在30％以上，到2015 年，整个中国锂离子电池的市场规模将突破1000 亿元，达到1251.5 亿元。

中国产业洞察网数据显示：电池产值2010年在5000多亿元，这并不包括太阳能电池，2012年达到了7000亿元左右，预计到2015年将突破1万亿元。而现在家电行业不过七八千亿元左右。现在全国有1.2亿辆新能源汽车，1.5亿辆电动自行车，50万个充电站，都在用电池，还包括飞机、坦克等都离不开电池。

金沙江创投创始人伍伸俊接受采访时表示，中国是当今全球新能源汽车最活跃、发展前景最大的市场。大的市场需要好的技术，大的市场需要好的制造基地。“对投资人来说这刚刚是一个起点，这是一个朝阳产业。”

因为有技术，而且中国现在的市场让波士顿电池看好中国，投资中国。一位不愿具名的业内人士表示，波士顿电池投资中国其实是一种变相的“圈地”，但不是狭义的圈一块地，而是看中中国市场，看是否能在中国打开市场，能否占有市场份额。

“现在各地都在推新能源汽车，十城千辆计划下，试点城市的配套措施都不一样。”波士顿电池首席运营官杜钰堂告诉记者，“目前的政策，从政府、使用者、制造商角度讲都没有问题，现在全中国都有亮点在发生。”  [引自中国产业洞察网]

3.前沿资讯

我国车用高能量型锂电池技术获突破

近日，据科技部网站介绍，该项目研发产品单体电池能量密度达到138.6瓦时/公斤，功率密度达到915.6瓦/公斤，循环1200次后的容量保持率为94.1%，成果已开始应用于批量生产的50安时能量型动力电池上。

其中，针对电动汽车用38.4伏/50安时电池模块能量密度达到121瓦时/公斤，功率密度达到800瓦/公斤。

科技部网站介绍，该项目在国产化生产制造装备方面也取得了重要进展，开发了全自动密闭的自动加料系统、能自动装夹电池的电池化成工装夹具，极大提升了电池一致性，电芯配组率大于95%，在满足汽车应用高要求方面迈出了重要一步。

事实上，在锂电池技术突飞猛进的背景下，将拉动锂电池产业的迅猛发展。据全球知名咨询公司FrostSullivan预测，锂电池未来的前景十分可观，到2015年中国动力锂电池产能将达到39亿安时，而到时中国的电动车需求在12万辆左右，需消耗锂电池约9亿安时。锂电池产业进入千亿时代。

木头或可造钠电池：或取代锂电池

据英国《经济学家》杂志网站近日报道，美国马里兰大学的李腾(音译)和胡良兵(音译)两位博士开展的一项最新研究，可能很快会让木头作为高科技应用的先进材料。他们的实验表明，倘若能有效地利用木材，就可以成功地制造出钠电池，取代目前的锂电池，大幅降低电池的制造成本。

锂和钠在化学性质上十分类似，只不过钠离子的“块头”是锂离子的5倍。鉴于电池正是通过让离子在阴极和阳极之间来回穿梭来工作的，离子越大，这种穿梭造成的破坏越大，进而缩短电池的寿命，因而钠离子失去了制造电池的资格。但工程师们仍然希望设计出商用的钠电池，因为钠的储量远比锂丰富。

李腾和胡良兵想知道，是否可以通过使用更柔韧的材料做电池框架来减少对电极的损害。这类框架也会与电极之间传递电流，一般由金属制成，因此十分坚硬。但他们认为，经过处理的木头也可以很好地承担这一传导任务，并为由于离子的进进出出而不断膨胀、缩小的电极提供更好的支撑。

他们使用黄松木薄片对这一想法进行了测试。他们先用碳纤维管包裹薄片，以提高其导电能力。然后在每块薄片上加了一薄层锡(锡是锂或钠电池阳极的理想材料)，再将薄片浸入含有钠离子的电解液中，并让得到的电池进行了400次充放电循环。为了便于比较，他们也用铜块制造了同样的电池。

得到的木框电池并不完美。其初始电容为339毫安小时/克，经过400次充放电循环后下降到145毫安小时/克，然而，以初步开发的模型来说，这并不算太坏。而且，其性能远胜铜框电池，后者的初始电容仅为50毫安小时/克，经过100次充放电循环后就下降到了22毫安小时/克。这一结果表明，木头似乎可以用来制作电池框架。

不过，人们并不会很快在手机或手提电脑中看到木框电池，这也并非这两名研究人员的初衷。他们的研究将用于大块头钠离子电池的开发，这些电池可以在夜间存储太阳能发电站提供的电力。

目前，廉价的存储设备是太阳能这块能源拼图上缺失的一块，很多科学家的解决方案都集中在制造越来越复杂的人造材料。如果这块拼图由一种最古老的材料而非时髦的新材料填满，或许会让人大跌眼镜

科研人员用废弃稻壳制造锂电池

不能吃但富含二氧化硅的稻壳可用于生产智能手机的电池

大米是全球过半人口的主食。根据国际大米研究所的数据，2010年，单是中国便生产了超过1.97亿公吨的大米。

不过大米总重量中的20%属于不可食用的稻壳，而韩国的一组研究人员想要好好利用这种废品，想要将它转化成为硅。他们的相关研究论文本周刊登在《美国国家科学院院刊》上面。

硅最广为人知的地方在于其在半导体中的使用，不过随着智能手机和混合动力汽车对电池的需求不断增长，研究人员希望用硅来替代锂离子电池两极中的石墨。找到像稻壳这样的廉价硅来源会有助于提高这些经过改进的电池的成本效率。

“从经济角度来看，我想那会是可行的方案。”Jang Wook Choi指出，“制造电池所需的稻壳要远远少于脱籽过程中产生的稻壳量。因此，稻壳供应量会非常充足。”

锂电需求爆发或在明年

电动车 电动车革命或将提前

美国特斯拉（Tesla）2013年一季报首次实现主营业务盈利，ModelS型电动车一季度销量达4,900辆，销量及盈利状况均超出市场之前预期，对电动车产业可谓具有里程碑式的意义。Tesla的成功使市场在现有技术水平之下重新审视电动车的性能。以最为核心的续航里程为例，Tesla展示出在现有的锂电池技术基础上，可以通过改善电池管理系统在实现良好安全性的同时达到优异的续航里程，ModelS85KWH车型最高续航能力已可达到近480公里，较此前市场上已知最高的电动车续航里程数（比亚迪E6，300公里）提高60%，且与传统燃油车600公里上下的续航里程相比已非遥不可及。但产业爆发仍依赖于成本的进一步降低，而成本的下降将是一个稍漫长的过程。如果Tesla的技术、设计理念、商业模式等，能够实现在全球电动车领域的扩散，那么纯电动时代的“锂”想将有望提前到来。

储能 后备电源锂电攻城略地

储能市场包括大型电力储能、家庭储能、后备电源储能等。其中大型电力储能对储能系统要求高，技术路径尚待明确；而家庭储能、后备电源储能等领域则具有容量相对较小、对能量密度、体积能量比、安全性要求均相对较低等特点，总体来讲其对电池性能要求相对较低。现有技术条件下，锂电池在后备电源储能领域的性价比已经显著提高，因此，后备电源和家庭储能（需要补贴）领域，是现阶段锂电池应用更为适合的领域。而其中储能，特别是后备电源储能领域中，凭借优异的性能和日益提升的性价比，锂电池已经如预期般迅速攻城略地，实现着对传统铅酸市场的全面替代。

策略 关注将华丽转身的天齐锂业

华泰证券认为，随着国内盐湖、矿山等边际供给的补充，并引发电池级碳酸锂环节原材料结构出现调整，未来锂产品价格走势或出现一定强弱分化——“锂精矿>电池级碳酸锂（氢氧化锂）>工业级碳酸锂”；重点推荐向国际锂资源巨头华丽转身的天齐锂业，其控股股东天齐集团成功收购全球最大的锂矿石供应商泰利森，并承诺于年内将其注入天齐锂业，泰利森坐拥全球最好的锂矿山（其资源价值约为80亿人民币），为全球锂资源寡头之一；天齐锂业增发价格上提的概率较大，维持“增持”评级。

性能  锂电池性能全面超越铅酸

通讯领域对电池的要求即：安全稳定、节能环保。而实际应用中，铅酸电池爆炸、着火情况较多（与锂电池通过技术改进压缩成本不同，前者的价格下降存在偷工减料情况，存在一定安全隐患），在中国联通内部测试中，锂电已在供电系统中通过了短路、针刺、挤压及跌落等反复的测试，安全稳定性优于铅酸。节能环保方面，使用锂电一个基站每年约可节约7200度电。锂电还可解决中心机房高层承重和占地面积问题（体积小、重量轻），因而节省的加固费用较为可观：如采用高压直流和磷酸铁锂电池系统，投资为36万元，采用UPS和阀控密封供电系统投资为63万元，减少了设备投资在40%以上；再考虑锂电对工作环境温度的适应范围宽，基站的空调电费及场地租金的节省，使用锂电每年节省运营费用25%-40%。

需求  锂电需求爆发或在明年