锂离子电池正极材料课件.ppt

锂离子电池正极材料,1,PPT课件,* 锂离子电池工作原理,一、 锂离子电池回顾,2,PPT课件,*锂离子电池电极反应,电池反应: 6C+LiCoO2,正极反应: LiCoO2,Li1-xCoO2+xLi+xe-,负极反应: 6C+xLi+xe-,LixC6,Li1-xCoO2+ LixC6,3,PPT课件,* 锂离子电池的组成,电池,正极,负极,电解质,LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4,石墨系列、焦炭系列Si系Sn系列,有机溶剂电解质（液态）聚合物电解质（固态、凝胶）,4,PPT课件,1.工作电压高2.能量密度高3.自放电速率低4.循环寿命长5.无记忆效应6.环保,优点,锂离子电池,5,PPT课件,电极材料研究领域关注焦点,材料种类制备及处理方法材料的结构特征；材料的电化学特性；充放电循环时正极材料结构的稳定性。,6,PPT课件,Question具有什么样特征的材料可以作为电极材料？结构特征？电学特征？可用特性？,7,PPT课件,二、锂离子电池对正、负极材料的要求,(1) 具有稳定的层状或隧道的晶体结构。,(3) 有平稳的电压平台。,(2) 具有较高的比容量。,(4) 正、负极材料具有高的电位差。,(5) 具有较高的离子和电子扩散系数。,(6) 环境友好。,8,PPT课件,锂电关键技术-正极材料,商品化锂离子电池中正极材料（LiCoO2）的比容量远远小于负极材料，成为制约锂离子电池整体性能进一步提高的重要因素。,主要正极材料,Co-based LiCoO2,Mn-basedLiMn2O4,Ni-basedLiNiO2,PO4-basedLiMPO4,成本、安全、环保,容量、稳定性、制备条件,9,PPT课件,大多数可作为锂离子电池的活性正极材料是含锂的过渡金属化合物，而且以氧化物为主。 目前已用于锂离子电池规模生产的正极材料为LiCoO2。,三、锂离子电池正极材料,10,PPT课件,几种典型的锂离子电池正极材料,由小型电池向动力、储能大型电池发展；传统钴酸锂电池不安全、成本高、寿命短、有毒,磷酸铁锂型高性能锂离子电池：功率高、容量大、寿命长、成本低、环境友好、安全性好,11,PPT课件,1层状结构材料（ LiCoO2、 LiNiO2等）,12,PPT课件,（1）LiCoO2,工作区间： 锂脱出量 0.5，工作平台位于3.6V，比容量137 mAh/g，循环性能好。,当锂脱出量0.5 时，结构不稳定，需要充电保护。,理论比容量275mAh/g。,13,PPT课件,LiCoO2充放电过程中的结构相变,14,PPT课件,存在的主要问题,（1）实际比容量与理论值275 mAh/g有较大差距。,（2）资源匮乏，成本高。,（3）有一定毒害。,主要解决办法：,利用Ni、Al等元素掺杂替代，稳定结构，提高电位和比容量，降低成本。,15,PPT课件,层状LiCoO2在充放电循环过程中受到不同程度的破坏，导致严重的应变和缺陷密度增加，发生容量衰减 。从层状结构转变为立方尖晶石结构。,LiCoO2的改性,原因：,方法：,掺杂：B、Al、Mg、Ni、Cr、Mn、 Cu、Sn、Zn等。,包覆： MgO、 LiMn2O4、 SnO、Al2O3、 TiO2、ZrO2等。,16,PPT课件,（2）LiNiO2,具有与LiCoO2相同的结构，理论比容量为274mAh/g，实际可达到180mAh/g以上，远高于LiCoO2，不存在过充电现象，并具有价廉、无毒，等优点。,（1）制备困难。,存在的主要问题：,（2）结构不稳定，易生成Li1-yNi1+yO2。使得部分Ni位于Li层中，降低了Li离子的扩散效率和循环性能。,17,PPT课件,充放电曲线表现出明显的充放电平台，LixNiO2在充放电过程中经历了几个相变过程，每个平台对应一个相变过程。,六方（R1） 单斜（M） 六方（R2） 晶体破坏 充放电稳定性劣化严重,18,PPT课件,LiNi1yCoyO2与LiNiO2和LiCoO2一样，具有-NaFeO2 型层状结构（R-3m空间群），理论容量为275 mAh/g，作为锂离子电池正极材料兼有LiNiO2和LiCoO2的优点，比容量高，循环性能好，价格便宜，污染小，制备简单等。,（3） LiNi1yCoyO2,19,PPT课件,LiNi1yCoyO2的电化学性能与其组成密切相关，Co的加入能够提高电化学循环稳定性。稳定性的提高； 但是Co的掺入量也不是越多越好，Co的加入往往降低首次比容量，而且增加了成本。因此，综合电极材料的容量、循环寿命和价格等诸多因素，一般认为，LiNi1yCoyO2 (0.1 y 0.3)最具商品化前景。,20,PPT课件,（4） LiNi1x-yCoyMnxO2,理论容量约为275 mAh/g。 在三元材料中，Mn始终保持+4价，没有电化学活性，Ni和Co为电化学活性，分别为+2价和+3价。,21,PPT课件,由于Mn的价态在充放电过程中保持不变，起到结构支撑作用，因此结构比较稳定，在充放电过程中，不会发生像LiNiO2的结构变化，因而具有很好的循环稳定性和安全性能。,22,PPT课件,LiCoO2， LiNi1yCoyO2和LiNi1x-yCoyMnxO2结构相同，各有优缺点： 1. LiCoO2工作电压高，充放电电压平稳，循环性能好；但实际容量较低另外，价格昂贵，有毒，污染环境。 2. 二元材料实际放电容量较高，可达175 mAh/g以上，但平台较低，合成困难（需在氧气气氛中进行），压实密度不高。 3. 三元材料结构稳定，循环性能好，安全，实际放电容量较高，可达160 mAh/g以上，但压实密度较低。,层状结构电极材料对比,23,PPT课件,LiMn2O4,2尖晶石结构材料,氧离子立方密堆积排列，Li+占据四面体位置，Mn3+/Mn4+占据八面体位置。,24,PPT课件,Mn2O4构成的尖晶石基本框架,空位形成的三维网络，成为Li+离子的输运通道。利于Li+离子脱嵌。,25,PPT课件,LiMn2O4在Li完全脱去时能够保持结构稳定，具有4V的电压平台，理论比容量为148mAh/g，实际可达到120mAh/g左右，略低于LiCoO2。资源丰富、价格低。,存在的主要问题：,结构热稳定性差，易形成氧缺位，使得循环性能较差。,26,PPT课件,主要解决办法,利用Co、Ni等元素掺杂替代，稳定结构，提高比容量和循环性能。,到目前为止，LiNiO2和LiMn2O4的研究虽有一些突破，有一些应用，但还有许多关键问题没有解决，在性能方面还与LiCoO2有着较大差距。目前LiCoO2仍是小型锂离子电池的主要正极材料。,27,PPT课件,3橄榄石相LiFePO4动力电池正极材料？,LiFePO4,FePO4,28,PPT课件,LiFePO4电池正极的工作原理,放电反应：FePO4 + Li+ + e- LiFePO4充电反应：LiFePO4 - Li+ - e- FePO4,A.K. Padhi, K.S. Nanjundaswamy, J.B. Goodenough, Journal of the Electrochemical Society, 144 (1997) 1188-1194.-First report,29,PPT课件,LiFePO4电池的优缺点,LiFePO4正极材料优缺点比较,30,PPT课件,LiFePO4正极材料研究进展,存在问题：1. 导电性差。LiFePO4的电导率为10-9 S/cm2. Li离子扩散速度慢。LiFePO4中扩散系数10-14- 10-16 m2s-1，在碳负极中扩散系数为10-11- 10-9 m2s-1,31,PPT课件,LiFePO4 材料改性之C-coating,直接碳包覆聚合物分解成碳包覆导电高分子复合,J. Kim, G. Cheruvally, J. Choi, J. Ahn, G. Cho, K. Kim, H. Ahn, Journal of Power Sources, 166 (2007) 211-218.,Ahna等人利用机械化学法制备碳包覆LiFePO4正极材料，包覆碳可以有效改善材料的电子电导率和材料的充放电容量。,(1)LiFePO4; (2)LiFePO4/C,32,PPT课件,黄云辉和Goodenough等人采用原位电沉积和原位化学聚合的方法制备的导电高分子复合的LiFePO4 ，用导电高分子取代碳黑和粘结剂，材料的倍率性能也得到了大幅度提高，10C 充电容量高达90 %。,J.B. Goodenough, Journal of Power Sources, 174 (2007) 996-1000.,导电高分子复合,33,PPT课件,PPy包覆PEG辅助,PPy包裹提高LiFePO4的电导率和循环性能PPy/PEG包覆可以提供有利的离子和电子的传输通道放电电容达到148mAh/g,A. Fedorkov, R. Orikov, A. Orik, I. Talian, A. Heile, H.-D. Wiemhfer, D. Kaniansky, H.F. Arlinghaus, Journal of Power Sources, 195 (2010) 3907-3912.,34,PPT课件,碳材料的加入影响,35,PPT课件,RuO2修饰的C-LiFePO4,Y.S. Hu, Y.G. Guo, R. Dominko, M. Gaberscek, J. Jamnik, J. Maier, Advanced Materials, 19 (2007) 1963-1966.,保持原有结构和形态修复不完全包覆的碳空位，提高电导率和比容量在高倍率表现出较好的电化学性能,36,PPT课件,LiFePO4 材料改性之金属掺杂,F. Croce, A. D Epifanio, J. Hassoun, A. Deptula, T. Olczac, B. Scrosati, Electrochemical and Solid-State Letters, 5 (2002) A47-A50.,金属掺杂不影响结构，反而可以控制材料粒径，提高材料电导率，进一步提到材料的倍率性能。金属的种类和掺杂量还有待进一步优化。,37,PPT课件,H. Liu, Q. Cao, L.J. Fu, C. Li, Y.P. Wu, H.Q. Wu, Electrochemistry Communications, 8 (2006) 1553-1557.,金属掺杂-提高电导率,Zn掺杂材料粒径在几百纳米；Zn掺杂有助于晶形结构改善，可以改善锂离子嵌入脱出通道；Zn掺杂有效降低充放电电荷转移电阻，提高了电池循环可逆性和充放电容量。,38,PPT课件,制备纳米级材料nanowire, nanoplate, nanobar.,增加Li+扩散通道，缩短Li+传输距离,LiFePO4 材料改性之纳米 LiFePO4,M. Konarova, I. Taniguchi, Journal of Power Sources, 195 (2010) 3661-3667.,高温溅射&机械化学法制备纳米级LiFePO4 材料，1C-60C充放电循环100h无衰减。,39,PPT课件,B. Kang, G. Ceder, Nature, 458 (2009) 190-193.,纳米 LiFePO4,粒径小于50nm，包覆层只有5nm。,Kang等人采用Li2CO3、FeC2O4*2H2O和NH4H2PO4为前躯体，机械化学法制备Li3PO4包覆纳米LiFePO4，在电池容量和稳定性，尤其是高倍率放电性能上都取得了较好的效果。,40,PPT课件,纳米化与碳/PPy包覆结合,C. Sun, S. Rajasekhara, J B. Goodenough, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2132,将材料纳米化，再将C/PPy包覆在材料表面，可以改善锂迁移能力和电子传导，材料具有更好的倍率性能。,41,PPT课件,问题与展望,包覆碳可以有效改善材料的电子电导率，减小颗粒尺寸，提高材料的充放电容量，但是它明显降低了材料的振实密度，最终降低了材料的体积能量密度和质量能量密度；掺杂其他金属或金属离子虽然可以提高材料的电导率，但是它在提高材料容量方面，效果不如包覆碳；美国的A123公司主要从事掺杂金属离子的LiFePO4材料的商品化运作，日本Sony公司发表了一系列关于LiFePO4材料的研究成果，并申请了近10项相关专利；国内的北大先行、湖南瑞翔、天津斯特兰、深圳比亚迪、台湾长园、台湾立凯电能(AL EES)等均在开展这类材料的产业化。我国现在已有一些工厂生产磷酸铁锂电池正极材料，生产各种不同容量的磷酸铁锂动力电池。由于生产时间不长，规模还不大，造成供不应求的情况。这为LiFePO4电池的发展带来机遇，同时也面临巨大挑战。,磷酸铁锂动力电池价格更便宜应用更普遍,42,PPT课件,其他正极材料,V、Mo的高价氧化物层状二硫化物（TiS2、VSe2，MoS2）有机聚合物PAn（聚苯胺），PPy，PA（聚乙炔），PPP（聚对亚苯）,43,PPT课件,LiFePO4正极材料制备方法,44,PPT课件,45,PPT课件,负极材料是锂离子电池的主要组成部分，负极材料性能的好坏直接影响到锂离子电池的性能。高能便携电源的需求激增，加大了对锂离子小电池的需求，高容量、有着可靠循环性的负极材料成为人们研究的一个重点。大容量动力电池的的应用，加大了对电池材料，尤其是高性能负极材料的需求。,四、锂离子电池负极材料,46,PPT课件,47,PPT课件,From Lithium and Lithium Ion batteries, 2000 by D. MacArthur et al.,Optimizing the performance of graphite Vs. improving structureof pitch coke and hard carbons.,48,PPT课件,容量372 mAh/g for graphite and 550-650 mAh/g for non graphiteNon-carbon materials offer up to 1200-1400 mAh/g capacity可逆性Morphologies (particle size, shape, surface, pore structure etc.)Removing impurities, reducing reaction with electrolyteChanging cell design倍率性能Material microstructureElectrode porosity & conductivity (polarization)循环寿命Volumetric expansionBinding adhesion & conductivity安全性,49,PPT课件,（1）硅基合金负极材料 xLi + Si LixSi Li12Si17、Li13Si14、Li7Si3、Li22Si5等，其中Si完全嵌入锂时形成的合金Li4.4Si，其理论容量达4200mAh/g 缺点：体积变化大，造成合金的粉化，容量急剧下降 改性方法：引入非活性金属，如镍、镁、银等或者将Si纳米化,50,PPT课件,（2）锡基合金负极材料 锡与锂可以形成Li22Sn4的合金，理论容量994mAh/g xLi + MNy LixMNy 这种贮锂方式受空间间隙位置的限制，所以贮锂容量有限；对材料的结构和体积没有造成明显变化，所以循环性能好，如Cu6Sn5在嵌锂的第1步形成与Li2CuSn相关的相xLi + MNy LixM + yN 贮锂相在非常小的尺寸范围内，均匀分散于非活性基体内的结构,51,PPT课件,锡基合金负极材料,52,PPT课件,（3）钛酸锂负极材料,Good cyclability: no SEI;High safety: no Li deposition;High energy density: 90-100Wh/kg.Problems: (1) High voltage (1.5 V); (2) Low capacity (150 mAh/g).,53,PPT课件,（4）碳负极材料,石墨类碳负极材料人造石墨天然石墨 非石墨类碳负极材料软碳硬碳,54,PPT课件,石墨类碳负极材料,导电性好，结晶度较高，具有良好的层状结构，适合锂的嵌入脱嵌充放电比容量可达300 mAh/g以上，充放电效率在90以上，不可逆容量低于50 mAh/g 锂在石墨中脱嵌反应发生在00.25V左右(VsLi+/Li)，具有良好的充放电电位平台,55,PPT课件,人造石墨,人造石墨是将易石墨化炭(如沥青焦炭)在N2气氛中于19002800经高温石墨化处理制得。常见人造石墨有中间相碳微球(MCMB)、石墨化碳纤维。,MCMB,56,PPT课件,MCMB的优点,球状颗粒，便于紧密堆积可制成高密度电极光滑的表面，低比表面积，可逆容量高球形片层结构，便于锂离子在球的各个方向迁出，可以大倍率充放电,57,PPT课件,石墨化碳纤维,表面和电解液之间的浸润性能非常好由于嵌锂过程主要发生在石墨的端面，从而具有径向结构的炭纤维极有利于锂离子快速扩散，因而具有优良的大电流充放电性能 放电容量大，优化时可逆容量达315 mAh/g，不可逆容量仅为10 mAh/g，首次的充放电效率达97%,58,PPT课件,天然石墨,无定形石墨形石墨纯度低，石墨晶面间距(d002)为0.336 nm。主要为2H晶面排序结构，即按ABAB顺序排列，可逆比容量仅260 mAh/g，不可逆比容量在100 mAh/g以上 。鳞片石墨晶面间距(d002)为0335 nm，主要为2H+3R晶面排序结构，即石墨层按ABAB及ABCABC两种顺序排列。含碳99以上的鳞片石墨，可逆容量可达300350 mAh/g,59,PPT课件,天然石墨的球形化 克服天然石墨缺陷提高天然石墨的振实密度,深圳BTR公司的球形天然石墨首次放电容量达360 mAh/g以上，充放电效率达86%以上,60,PPT课件,球形石墨表面包覆改性,61,PPT课件,非石墨类碳负极材料,没有明显的(d002)面衍射峰，均为无定形结构，由石墨微晶和无定形区组成 无定形区中存在大量的微孔结构 ,微孔可作为可逆贮锂的“仓库”，可逆容量在合适的热处理条件下，均大于372 mAh/g，有的甚至超过1000 mAh/g 可以细分为软碳和硬碳,62,PPT课件,软碳,软碳即易石墨化碳，是指在2000以上的高温下能石墨化的无定形碳 结晶度(即石墨化度)低，晶粒尺寸小，晶面间距(d002)较大，与电解液的相容性好 首次充放电的不可逆容量较高，输出电压较低，无明显的充放电平台电位 常见的软碳有石油焦、针状焦等,63,PPT课件,硬碳,难石墨化碳，是高分子聚合物的热解碳，这类碳在3000的高温也难以石墨化 。硬碳有树脂碳(如酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇等)、有机聚合物热解碳(PVA，PVC，PVDF，PAN等)、碳黑(乙炔黑) 聚糠醇树脂碳已经被日本Sony公司已用作锂离子电池负极材料，比容量可达400 mAh/g，其晶面间距(d002)适当，有利于锂的嵌入而不会引起结构显著膨胀，具有很好的充放电循环性能,64,PPT课件,碳纳米管,HRTEM images of MWNTs.,G.X. Wang et al. / Journal of Power Sources 119121 (2003) 1623,65,PPT课件,（5）负极材料小结,锂离子电池负极材料基本上都是石墨类碳负极材料，对石墨类碳负极材料进行表面包覆，增加与电解液的相容性，减少不可逆容量，是目前应用研究的一个热点 氧化物负极材料钛酸锂，对其进行掺杂，提高电子、离子传导性是目前应用研究的一个热点 非石墨类碳材料和合金和其它氧化物负极材料，虽然容量很高，但是循环稳定性问题一直未能解决，对其的改性研究仍在探索中，得到大规模的实际应用尚需时日、,66,PPT课件,（1）电 解 液 目前我国已有10多家企业生产锂离子电解液，但绝大多数企业主要从事溶剂提纯和电解液配制，而电解质盐、添加剂等关键材料大部分依靠进口。LiPF6的95%以上由日本几家企业生产，电解质锂盐的供应已开始制约我国锂离子电池产业的发展。,五、 其它组成简介,67,PPT课件,动力锂离子电池用新型锂盐产业化,LiFSI的突出优点： 热稳定性比LiPF6好，如上右图TGA曲线，在150oC未分解。 在使用温度范围内，LiFSI电解液的电导率比相应LiPF6高，满足动力锂离子电池大电流快速充放电要求。 国内权威单位测试表明：低温电导率高（-50oC达到1mS cm-1），解决动力锂离子电池低温性能瓶颈。,名称：双（氟磺酰）亚胺锂结构式：LiN(SO2F)2简称：LiFSI性状：白色固体粉末；含量：大于99.5； 杂质：Cl-含量小于5 ppm。,68,PPT课件,（3） 隔 膜目前，世界上仅日本、美国能大规模生产锂离子电池隔膜，我国已有几家企业能生产单层膜，但与美、日产品相比，还存在质量均匀性和稳定性问题。适用于车用动力电池的三层结构隔膜和陶瓷/塑料复合膜尚不能生产，全部依赖进口。,69,PPT课件,谁掌握了磷酸铁锂及其电池核心技术，谁就掌控了动力与储能领域的先机！,专 利,原始专利 (J.B. Goodenough)碳包覆专利 (加拿大魁北克水电公司)碳热还原 (美国Valence公司)纳米技术 (美国A123公司),技 术,草酸亚铁、磷酸铁、磷酸二氢锂、液相低温结晶法,市 场,正在形成中,六、磷酸铁锂正极材料发展与展望,70,PPT课件,磷酸铁锂市场分析,北美：加拿大Phostech公司最早生产磷酸铁锂材料；美国A123 公司、Valence公司。日本：三井公司、索尼公司。 中国台湾：长园科技、鸿运电子、立凯电能、大同科技。中国：国内近两年涌现了不少磷酸铁锂材料的生产厂家（含中试或试产）：天津斯特兰、北大先行、青岛乾运、山西力之源、苏州恒正、浙江超威、湖南瑞翔、湖南浩润、深圳比亚迪、余姚金和、宁波杉杉、广州鹏辉、新乡八化等。目前现状：处行业的萌芽阶段，性能不稳定，产量也不高，主要是由于国内高性能磷酸铁锂正极材料的生产技术不够成熟，缺少自主知识产权，制约磷酸铁锂电池发展，目前国内外磷酸铁锂动力电池刚刚起步。,71,PPT课件,磷酸铁锂：市场需求剧增，受到投资者的追捧,中投顾问：2008-2010年中国新能源汽车产业分析及投资咨询报告，预计2012年中国磷酸铁锂需求5.2万吨（100亿元，只计算了新能源汽车，未计算电动工具和电动自行车）。日信证券研究报告：磷酸铁锂的蛋糕有多大？ 仅对混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动代步车4个领域的电池需求进行测算。保守地按照10-20%的渗透率计算，磷酸铁锂电池全球的市场规模达280亿元，磷酸铁锂需求量达6万吨。A123认为：2010年，全球磷酸铁锂的供给缺口达到10万吨。目前产量与产能：2008年全球磷酸铁锂的产能约为1万吨，实际产量不到5000吨，下游需求是当前产能的10倍以上。,72,PPT课件,原始专利： 为美国得州大学John B. Goodenough教授所拥有（US Patent 5,910,382），目前该专利加拿大Phostech公司（德国南方化学控 股子公司）拥有授权，在工业七国有效。 碳包覆专利： M. Armand等2001年申请，主要技术是采用碳作为添加剂合成磷 酸铁锂，有效地改善了磷酸铁锂的导电性能，提高了材料的可逆容 量和大电流充放电性能。该专利加拿大Phostech公司拥有授权。离子掺杂改性专利： 2002年MIT的Chiang等申请，主要技术是采用离子（Nb5+、Mn2+） 掺杂的方式合成改性磷酸铁锂，大大改进了材料的导电性能，在此 技术基础上，成立了A123公司。,专利与技术,磷酸铁锂发展的关键与瓶颈,73,PPT课件,如何面对新的挑战?,现在锂离子电池的产业化，关键核心技术缺乏，投资盲目、建设重复，模式单一。美国奥巴马政府，投资24亿美元用于锂离子研发；德国紧随其后。日本NEDO提出锂离子能量密度：2015年将达到500Wh/kg, 2030年将达到700Wh/kg。未来5年投资220亿日元研究车用/储能Li电池,74,PPT课件,八 : 锂电池市场分析,爱尔兰Research and Markets近日发布了锂电池的市场预测。该公司表示，目前包括中国大陆、香港、台湾地区在内中国锂电池产量为全球最大规模。在全球锂电池总产量中，中国大陆占16.9，中国台湾地区占6.9 中国化学与物理电源行业协会表示，2006年中国大陆的锂充电电池产量为9亿5000万个。2007年达到10亿个，比上年增加11。该协会还预测，几乎所有厂商都将在今后两年内把产量最多提高50。,1. 锂电池亚太地区市场分析,75,PPT课件,Research and Markets认为，今后更多的厂商将开始生产锂聚合物充电电池。锂聚合物充电电池与锂离子充电电池相比，形状能够简单地进行定制，而且具有容量大、安全性高等特点。因此，随着锂聚合物充电电池的价格逐渐降低到锂离子充电电池的价格水平，锂离子电池很可能被锂聚合物电池取代。 从用途来看，汽车用产品备受关注。随着对高效率且有害物质低排放的汽车的需求扩大，混合动力车用锂电池市场有望形成。另外，中国的厂商正在计划扩大便携式产品用小型锂电池的生产，此类电池的生产预计仍将是今后几年的主力。,76,PPT课件,根据市场研究机构IIT于2007年3月发表的报告指出，除笔记本电脑及手机等传统主要应用外，电动工具、其它消费性电子产品、轻型电动车与电动汽车等新应用，已为锂电池注入高度成长的动力，并将成为2016年锂电池总产值挑战100亿美元的主要推手。 前述新兴应用的兴起，除了加速锂电池需求扩张之外，更有助于锂电池产业跳脱笔记本电脑、手机等消费性电子产品的单一产业循环影响。,77,PPT课件,据IIT等研究机构推估: 2008年锂电池市场需求量约28.7亿颗，年增率将超过20%。2016年锂电池总需求量更可望突破50亿颗。 此外台湾能元公司指出，根据市场研究机构对主要电池现有产能及产能扩充计划的调查发现，主要电池品牌及电池组厂皆已积极扩展生产规模；但以目前所知的电池厂产能扩张的速度与未来需求成长的幅度相较，可更进一步预测近年锂电池市场将持续出现供货吃紧现象。,78,PPT课件,2. 锂电需求后劲十足，耐高温、高密度是未来发展方向,Frost & Sullivan预计，锂电池的全球市场今后将大幅增长，2013年供货量将达到近39亿9000万块。该公司的调查数据显示，目前锂电池的全球供货量约为17亿6000万块。销售额为58亿9000万美元。 锂电池能源密度的提高以及轻量化是今后需求扩大的关键。尤其近年来可进行多重任务处理的普通消费者用“小配件（Gadget）”的市场扩大，使得对能源密度高且重量小的锂电池的需求增大。,79,PPT课件,另外，配备高能效电池的产业用便携设备的需求增加也将推动锂电池市场的增长。由于认识到在消费类产品中使用锂电池的好处，因此预计在产业用设备中的使用量将增加。预计消费类产品用锂电池市场已经成熟，而面向产业及车载的市场今后57年内还持续增长。 锂电池目前所面临的安全性问题可能会影响到锂电池的增长。锂电池在130以上的高温下有爆炸的危险。但是，Frost & Sullivan预测，该问题在今后23年内将得到解决，可以耐高温的锂电池将面世。,80,PPT课件,3.铁锂电池市场分析,（1）铁锂电池概述:磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。磷酸铁锂电池的优点在于，安全、价格便宜、环保。首先，磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。它和其他磷酸盐的安全性能也基本一样，用磷酸铁锂做电池，不用担心爆炸问题。,81,PPT课件,其次，稳定性高，高温充电的容量稳定性好，储存性能好。这点是最大的优点，在所有知道的材料中也是最好的。此外，整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。并且磷酸盐采用磷酸源和锂源以及铁源为材料，这些材料都十分便宜。 目前比亚迪股份有限公司，浙江万向动力电池开发有限公司、北大先行技术有限公司、恒正科技(苏州)有限公司、天津斯特兰能源科技有限公司都拥有比较成熟“铁电池”技术，并且这些公司在今年都进入了批量生产的阶段，未来有望成为笔记本电脑、电动玩具、电动工具的能源替代品,82,PPT课件,（2） 铁锂电池期待技术变产品,磷酸铁锂目前只能在动力电池领域发展。由于现在磷酸铁锂最主要的问题是容量偏低，从容量上看磷酸铁锂没有前途，在特定的电池领域使用较有优势，但在手机、电子产品上的小容量的电池将很难发展起来。中国一家手机制造商目前正在尝试使用磷酸铁锂电池，但就目前的效果看还不是很好，待机时间过短是最大问题，该技术在小型容量电池的应用还处于实验阶段。,83,PPT课件,虽然发展范围有所限制，但比亚迪将“铁电池”推出，大胆地尝试了将技术转化为产品;将自己的电池放入自产的汽车中，显然这种商业运作模式比起专门生产电池的制造企业“铁电池”将更有用武之地。磷酸铁锂材料的作为新能源动力电池能否随着多家生产企业的商业运作乘风破浪，实现真正推向市场，让人更加期待。,84,PPT课件,1993-2008 年全球各类电池的市场份额统计和预测,85,PPT课件,