动力电池发展现状与趋势.ppt

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1、动力电池国内外发展现状与趋势发展机遇与政府规划由于世界各地汽车产业的蓬勃发展，石油资源已经表现了供应不足、价格高涨的现象，国际能源结构也因此发生了重大变化，能源需求大幅度增加。世界能源需求量不断增大减少对石油的依赖程度及环保要求目前我国原油消费60％用于交通，如何降低交通用油有重要意义。2009年我国石油对外依存度提高2.5个百分点，已到达53%。发展锂电池新能源应用势在必行。燃油汽车污染严重，发展电动清洁汽车，是保护环境的必然要求中国石油总需求供需缺口污染全球变暖发展中国家发达国家交通发展战略动力电池电池电池是一种能量转化装置，充电时，电能转化为化学能贮存起来，放电时，化学能转化为电能

2、。一次电池，电池的反应是不可逆的；二次电池，电池的反应可逆，可以多次重复充放电水果电池组成电池的三种主要成分：正极、负极、电解液（正负极不能直接接触）电池发展史最早的电池-----巴格达土瓶约公元前250—公元250年高能量密度---Highenergydensity高功率性能---Hignpowerdensity高安全性能---Hignsafetycharacteristics低自放电率---Lowself-dischargerate长循环寿命---Goodcycleperformance快速充电能力---Quickchargeacceptance较宽的高温性能---Goodperfor

3、manceinthewideoftemperature环境友好---Environment-friendly电池的性能要求水果电池不符合这些要求，所以不是真正的电池电池分类---一次电池又称原电池，或干电池，反应不可逆或者或者可逆反应很难进行，电池放电后不能重复充电使用。电池分类---二次电池二次电池：能够充放电多次重复使用的电池主流动力电池发展史第一代第二代第三代第一代铅酸电池正极：二氧化铅负极：海绵铅电解液：硫酸工作电压：2V优点：原料易得，价格相对低廉；高倍率放电性能良好；温度性能良好,可在-40～＋60℃的环境下工作；适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应；废旧电池容易回收,有利

4、于保护环境.缺点：比能量低,一般为30～40Wh/kg；使用寿命不及Cd/Ni电池；制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备.铅酸电池的主要优缺点铅酸电池的结构第二代镍氢电池镍氢电池以储氢合金为负极材料，氢氧化镍为正极材料，电解液是含氢氧化锂（LiOH）的氢氧化钾（KOH）水溶液。电池放电时，负极的金属氢化物被氧化生成金属合金，正极的羟基氧化镍（NiOOH）被还原成氢氧化镍，充电过程相反。标准电压：1.2V镍氢电池的结构优势与铅酸电池比，能量密度有大幅度高，重量能量密度65Wh/kg，体积能量密度都有所提高200Wh/L功率密度高，可大电流充放电低温放电特性好循环寿命（提高到1000次）

5、环保，无污染技术比较锂离子电池成熟缺点正常工作温度范围-15~40°C，高温性能较差工作电压低，工作电压范围1.0V~1.4V价格比铅酸电池、镍镉电池贵，但是性能比锂离子电池差镍氢电池的主要优缺点目前市场上销售的混合动力汽车，主要以镍氢电池作为动力电源。在HEV所用的动力电池中，镍氢动力电池的技术仍是最成熟，综合性能最高的。纯电动方面，较小的比能量使得镍氢电池续航能力较低，优势不比锂离子电池。镍氢电池主要应用主要应用领域——混合动力汽车第三代锂离子电池比能量高电压平台高循环性能好无记忆效应环保，无污染锂电池优点锂离子电池在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，产生了电流，该反应

6、具有高度的可逆性，被形象地称为“摇椅电池”（RockingChairBatteries）。目前最有潜力的电动汽车动力电池宏观----微观锂离子电池的结构锂离子电池内部结构锂电池成本解析正极材料——电动汽车跃动的心正极部分层状结构材料(LiCoO2,NCM,NCA等)尖晶石结构材料(LiMn2O4等)橄榄石结构材料(LiFePO4)一些新材料（未来发展方向）日韩等国家推崇三元和锰锂材料中国，美国推崇铁锂材料磷酸铁锂材料LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。优点价格低廉，降价空间大热稳定性高，安全性好循环

7、性能好比容量高环保，无污染电导率低→倍率性能差低温性能差材料制备技术难度高困难！！固有缺点体积能量比低电压偏低3.2V，且电压平台太平解决路径-----1.表面碳包覆，提高导电率2.优化掺杂3.低温添加剂，改善低温性能010203040506070120130140150160Capacity(mAh/g)CycleNumber0.1C0.5C1C2C5C10C复合碳源成膜催化剂优化掺杂02040608010011012