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磷酸鐵鋰電池包需求暴增，提高鋰電低溫性能和回收成關(guān)鍵
磷酸鐵鋰電池包需求暴增，提高鋰電低溫性能和回收成關(guān)鍵。新能源汽車產(chǎn)業(yè)在最近幾年迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，因此鋰電池產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了快速增長(zhǎng)。但是，在鋰電高速發(fā)展下，一系列問(wèn)題就浮現(xiàn)出來(lái)，如果磷酸鐵鋰電池包低溫性能差、回收利用成痛點(diǎn)等等。
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一、磷酸鐵鋰電池包需求暴增：
全球磷酸鐵鋰電池材料市場(chǎng)在2014年-2020年期間的年增長(zhǎng)幅度預(yù)計(jì)可以達(dá)到30%，其中最主要的原因在于工業(yè)電池、電動(dòng)巴士以及電動(dòng)汽車得到了進(jìn)一步的廣泛應(yīng)用。此外預(yù)計(jì)從2020年開(kāi)始，磷酸鐵鋰電池包還將進(jìn)一步取代微混合動(dòng)力汽車上的傳統(tǒng)鉛酸電池這將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)磷酸鐵鋰電池的廣泛應(yīng)用?？偠灾姿徼F鋰電池的市場(chǎng)需求預(yù)計(jì)將從2015年的25000噸到2020年時(shí)增長(zhǎng)到100000噸。
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二、提高鋰電池低溫性能問(wèn)題：
覺(jué)得整個(gè)思路是從正極、負(fù)極、電液、粘結(jié)劑四塊提高磷酸鐵鋰電池包的低溫性能
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正極方面：現(xiàn)在都是納米化，它的粒徑、電阻力，AB平面軸長(zhǎng)大小三方面會(huì)影響到整個(gè)電池低溫的特性。通過(guò)三種工藝制備了磷酸鐵鋰，從我們整個(gè)制備的條件來(lái)講，不同的磷酸鐵鋰工藝納米化跟包覆，我們從AB面的軸長(zhǎng)來(lái)看，AB面軸長(zhǎng)的增大使得鋰離子遷移通道會(huì)變大，將有利于提高電池倍率的性能。不同工藝對(duì)正極也有不同的影響，100到200納米粒徑磷酸鐵鋰做出的電池低溫放電特性比較好，在-20度可以釋放94%，也就是粒徑的納米化縮短了遷移的路徑，也提高了低溫放電的性能，因?yàn)榱姿徼F鋰放電主要是跟正極有關(guān)。
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負(fù)極方面：考慮充電特性，鋰電池低溫充電主要是負(fù)極影響，包括粒徑大小還有負(fù)極的間距變化，選取了三種不同的人造石墨作為負(fù)極，來(lái)研究不同的層間距和粒徑對(duì)低溫特性的影響。從三種材料來(lái)看，層間距大的顆粒石墨，從阻抗來(lái)講，本體阻抗和離子遷移阻抗比較小一點(diǎn)。
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充電方面，冬天低溫下放電問(wèn)題不大，主要是低溫充電。因?yàn)樵跈M流比方面，1C或者0.5C的橫流比非常關(guān)鍵，到恒壓需要非常長(zhǎng)時(shí)間，通過(guò)改進(jìn)三種不同石墨的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中一種在-20度充電恒流比有比較大的改善，從40%提高到70%多，層間距的增大，還有粒徑的減小。
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電解液：在-20度，-30度下電解液結(jié)冰，黏度增大，形成性能惡化。電解液從三方面：溶劑，鋰鹽，添加劑。不同鋰鹽對(duì)低溫的充放電的特性有一定的影響。固定溶劑體系和鋰鹽基礎(chǔ)上，低溫添加劑可以使放電容量從85%提高到90%，也就是說(shuō)，整個(gè)電解液體系中，溶劑、鋰鹽還有添加劑都對(duì)我們的動(dòng)力電池低溫特性有一定的影響，包括其他的材料體系一樣適用?！?/div>
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粘結(jié)劑：有三種，兩種點(diǎn)狀，一種線狀的。-20度充放電情況下，兩種點(diǎn)狀大概做了70多到80的循環(huán)以后，整個(gè)極片是有粘結(jié)劑失效的現(xiàn)狀，而采用線狀的粘結(jié)劑不會(huì)存在這個(gè)問(wèn)題。在整個(gè)體系上，從正極、負(fù)極、電解液到粘結(jié)劑的改善以后，我們?cè)诹姿徼F鋰電池包單體這塊做得比較好的效果，一個(gè)是充電特性，-20、-30、-40度溫度下0.5C充電恒流比可以達(dá)到62.9%，-20度溫度下放電可以放出94%，這是倍率跟循環(huán)的一些特性。
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從總體上講，新能源汽車在北方的正常運(yùn)營(yíng)，低溫條件下不只是電池單體能夠解決充電問(wèn)題，要通過(guò)pack還有BMS整個(gè)循環(huán)電池的涉獵，還有保障模式的創(chuàng)新，加起來(lái)才能充分保障新能源汽車在北方低溫正常運(yùn)營(yíng)。
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三、動(dòng)力鋰電池回收成痛點(diǎn)：
鋰電池報(bào)廢以后，如何對(duì)其進(jìn)行回收利用，成為了未來(lái)新能源汽車電池行業(yè)面臨的主要問(wèn)題?，F(xiàn)實(shí)情況是，動(dòng)力電池的回收進(jìn)程相對(duì)緩慢?；厥绽弥械募夹g(shù)和環(huán)保問(wèn)題尚未解決、回收模式不明確、產(chǎn)業(yè)鏈不夠完整、回收渠道窄等。
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在回收技術(shù)方面，由于電池型號(hào)龐雜、技術(shù)路線不統(tǒng)一，必然導(dǎo)致分選成本高、拆解難度大，所以并非每個(gè)企業(yè)都可以進(jìn)行回收利用。另外，快速檢測(cè)手段不完善、再次集成的良品率低等問(wèn)題，也會(huì)嚴(yán)重影響動(dòng)力電池回收企業(yè)的積極性。
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要實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池的梯次利用，需要建立動(dòng)力電池全生命周期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電池的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。報(bào)廢汽車拆解企業(yè)要與汽車生產(chǎn)企業(yè)、動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、回收利用企業(yè)建立合作網(wǎng)絡(luò)。再生利用嚴(yán)格遵守環(huán)保法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。
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磷酸鐵鋰電池包由于其能量密度高、體積小重量輕、高溫性能好、安全環(huán)保、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，優(yōu)于其他儲(chǔ)能電池類型，被廣泛的企業(yè)所接受。未來(lái)鋰電池?zé)岫戎粫?huì)只增不減。在技術(shù)和回收方面，也會(huì)研發(fā)出一套完美的解決方案，使得鋰電池性能優(yōu)勢(shì)不斷完善。
