新能源汽车电池隔膜材料
❶ 目前新能源汽车电池上常见用于导热散热降温的材料有哪些
2018-07-03 1128 次浏览
动力电池是新能源汽车的核心部件,而电池隔膜在动力电池中的作用非常重要,主要是在狭小空间内将电池正负级板分隔开来,防止两极接触造成短路,却能保证电解液中的离子在正负极之间自由通过。因此,隔膜就成了保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。
电解液是为了隔绝燃烧来源,隔膜是为了提高耐热温度,而散热充分则是降低电池温度,避免积热过多引发电池热失控。如果说电池温度急剧升高到300℃,即使隔膜不融化收缩,电解液自身、电解液与正负极也会发生强烈化学反应,释放气体,形成内部高压而爆炸,所以采用适合的散热方式至关重要。
动力电池包风冷结构散热方式介绍
动力电池包风冷结构散热方式
1、在电池包一端加装散热风扇,另一端留出通风孔,使空气在电芯的缝隙间加速流动,带走电芯工作时产生的高热量。
2、在电极端顶部和底部各加上导热硅胶垫片,让顶部、底部不易散发的热量通过TIF导热硅胶片传导到金属外壳上散热,同时硅胶片的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的保护作用。
动力电池包液冷结构散热方式介绍
动力电池包液冷结构散热方式
1、电芯的热量通过导热硅胶片传递至液冷管,由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走,使整个电池包的温度统一,冷却液强大的比热容吸收电芯工作时产生的热量,使整个电池包在安全温度内运作。
2、导热硅胶片良好的绝缘性能和高回弹韧性,能有效避免电芯之间的震动摩擦破损问题,和电芯之间的短路隐患,是水冷方案的最佳辅助材料。
动力电池包自然对流散热方式介绍
动力电池包自然对流散热方式
1、此类电池组空间大,与空气接触良好,裸露部分能通过空气自然换热,底部不能自然换热部位通过散热器散热,导热硅胶片填充散热器与电池组中间空隙,导热、减震、绝缘。
2、加热片方案多应用于新能源汽车市场,启动前的电池预热加热片的热量通过导热硅胶片将热量传递给电池组,预热电池、导热硅胶片有良好的导热性能、绝缘性能、耐磨性能,能有效传热和防护电池组与加热片之间摩擦产生的磨损、短路等。
❷ 新能源车地盘托底会不会损伤电池
新能源汽车是以电能为驱动能源的,车上背负着巨大的动力电池。从构造上看,动力电池内部可分为正极材料、负极材料、电解液和电池隔膜。在这几种材料中,除了正极材料以外,其它三种材料都是会燃烧的,而且电解液的燃点非常低;而电池隔膜主要起着隔离电池正负极,避免电池短路的作用。
新能源汽车动力电池安放的部位主要以底盘为主,一些油改电车型则主要安放在后备箱位置。对于动力电池在底盘的新能源汽车而言,托底对动力电池造成损伤的可能性非常大。为尽可能地延长续驶里程,有些车企以减少离地间隙的方式来获得更大的电池容量。这样,这些新能源汽车在行驶时就更容易托底了。
❸ 新能源车底盘托底对电池有损伤吗
托底,就是指汽车在行驶过程中,底盘碰到路面或地面上的石头等凸起物。车辆托底,会在车辆底盘与托底时的碰撞物之间形成一种撞击力,因此,托底或多或少会对汽车底盘的撞击部位产生一定的损坏。
当前,新能源汽车动力电池安放的部位主要以底盘为主,一些油改电车型则主要安放在后备箱位置。对于动力电池在底盘的新能源汽车而言,托底对动力电池造成损伤的可能性非常大。为尽可能地延长续驶里程,有些车企以减少离地间隙的方式来获得更大的电池容量。这样,这些新能源汽车在行驶时就更容易托底了。像前段时间一辆自燃的蔚来ES8,就是因为放置在车底的动力电池受到碰撞造成的。
一般来说,托底常见于高速过坑、过减速带、上马路牙子,以及在烂路行驶时。因此,在过坑、过减速带以及在路况较差的道路上行驶时,一定要降低车速,以免车辆托底,造成电池受损,甚至引发燃烧事故。如果曾经发生过车辆托底,要立即与服务店联系,需求服务店帮助。
❹ 锂电隔离膜B级品一般应用在那里
计数据显示,隔离膜是毛利率最高的锂电关键材料之一。在隔离膜国产化过程中,具有技术优势和市场先发优势的企业,更可能获得较大的收益。建议关注佛塑科技(金辉高科)、星源材质、格瑞恩、九九久和沧州明珠等公司。
电动汽车和储能电站将引发锂电需求剧增
按照应用领域的不同,锂离子电池可以分为消费电子电池、动力电池和储能电池三大类。消费电子电池主要用于移动电子设备,包括手机、笔记本电脑和其他小型数码产品。动力电池主要应用于电动工具、电动自行车和电动汽车。储能电池主要应用于计算机UPS(不间断电源)、通信基站UPS、家庭储能和电站储能。
在锂离子电池的下游市场结构中,手机、笔记本电脑(含平板电脑与电子书)和电动工具的份额目前位居前三,分别达到38%、32%和7%。手机和笔记本电脑需求的增长是目前拉动锂离子电池市场的主要动力。随着电动汽车和储能市场的逐步启动,动力锂离子电池需求的增长速度将远远超过消费电子市场。
据IIT预测,2011年全球锂离子市场规模约为11800亿日元,约合人民币980亿元,到2015年将达到约56000亿日元,约合人民币4650亿元。其中,增长主要来自于以电动汽车领域为主的动力电池。
隔离膜是毛利率最高的锂电关键材料
隔离膜是锂电四大关键材料之一
锂离子电池材料包括正极材料、负极材料、隔离膜、电解液、封装材料、保险丝、电池管理IC等材料。其中,正极材料、负极材料、隔离膜和电解液被称为四大关键材料。
隔离膜连接并隔开电池正负极材料,是电子的绝缘体,以防止出现短路,但允许锂离子通过,还可以在电池过热时,通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。隔离膜性能的优劣决定着电池的界面结构和内阻,进而影响着电池的容量、循环寿命、充放电电流密度等关键特性,因此隔离膜性能的优劣对于提高电池的综合性能起重要作用。
锂电隔离膜一般是由PE或PP基材通过机械拉伸法或化学法处理而成。在扫描电镜下可以观测到隔离膜上面的多孔结构。
2011年隔离膜市场规模约12亿美元
隔离膜是锂离子电池原材料中成本占比较大的一部分,一般占总体材料成本的10%-15%。在Toshiba生产的纯电动车20Ah电池产品中,隔离膜的成本占比为11%。
隔离膜在锂离子电池中的用量一般为0.04–0.05m2/Ah之间。隔离膜的用量大小主要取决于电芯设计结构和极片涂布重量。一般而言,叠片电芯的隔离膜用量大于卷绕电芯;极片涂布重量越大,单位容量的隔离膜用量越小。
2011年全球隔离膜市场规模约12亿美元。我国锂电产品已经占到全球约30%的市场份额,国内对锂电池隔膜的需求与日俱增。据中国化学与物理电源行业协会统计,2009年我国隔膜需求量超过1.2亿平方米;2010年全球产量3.51亿平方米,同比大幅增长。而随着电动车市场的启动,这一增长率未来将有大幅度提升的空间。据台湾工研院数据统计,预计到2013年,全球隔膜需求量可达5.63亿平方米,为2009年市场容量的1.76倍,产值约17亿美元。
国产化使具有先发优势的企业受益
隔离膜技术门槛高,日美厂商目前占据垄断地位
隔离膜依然是锂电产业链技术门槛最高的环节,其技术难点在于造孔的工程技术以及基体材料。其中造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、生产设备以及产品稳定性。基体材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等,以及添加剂。
隔离膜的性能要求较高。由于锂离子电池的电解液一般为有机溶剂体系,因而隔膜材料要对有机溶剂耐溶。此外,还要求有较好的拉伸强度,穿刺强度高,收缩率低,表面无静电,孔隙率高,孔径分布均匀,电解液浸润性好,耐电化学性能好,具有较低的闭孔温度和较高的破膜温度等。
目前市场化的锂离子电池隔膜大多是聚烯烃隔膜,以聚乙烯、聚丙烯为主,包括单层PE、单层PP、三层PP/PE/PP复合膜。
现有的聚烯烃隔膜生产工艺分为干法和湿法两大类,同时干法又可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。
日美厂商目前占据垄断地位。日本旭化成、东燃化学和美国Celgard公司是隔离膜市场三大垄断巨头,全球市场份额各占约20%。
国内目前能够批量生产隔离膜的厂商有金辉高科、星源材质和格瑞恩。其产品品质与日美进口产品还有一些差距,产品多用于中低端锂离子电池。国内高端隔离膜和动力电池隔离膜几乎全部依靠进口。
隔离膜技术和市场发展趋势
隔膜技术的发展趋势是:主流是性价比优先,高端是性能和安全优先。在隔离膜技术上,未来几年将出现优胜劣汰的局面,工艺路线的成本控制将成为未来隔离膜产品竞争力的一个重点。动力电池领域,复合隔离膜仍然是近阶段较好的技术解决方案,多家企业瞄准这个领域,正在加紧研发。
锂离子电池用隔离膜的生产工艺主要有干法和湿法两种。干法工艺是由凝结核造成结晶缺陷或不加成核剂通过控制造成不均匀结晶,用机械外力造成结晶缺陷处破裂形成微孔的加工方式。湿法工艺是由不同相物质混合成均相混合物,然后进行抽提一种物质的加工方式。
干法的工序比较简单,固定资产投入小,可以做三层膜,成本较低。但是干法工艺参数较难控制,产品热收缩性大。干法隔离膜在小功率电池领域比较有优势。
湿法工艺工艺参数较易控制,可以做出热稳定性更高的隔离膜,产品热收缩性小。但是湿法工艺固定资产投入较大,只能做单层膜,工艺过程有污染,且成本略高一些。湿法隔离膜在大功率电池方面应用较有优势。
国内隔离膜市场的发展趋势:高毛利→低毛利→过渡竞争→优胜劣汰→市场洗牌→合理利润。目前隔离膜毛利率还在60%以上,接下来三年内,随着国内隔离膜产能的释放,毛利率水平会有所降低。
国产隔离膜具有较大的发展空间
对国产隔离膜的需求将大幅度增长。更高的性价比是市场永恒的追求,低价的隔离膜更受市场欢迎。国内锂离子电池市场的恶性竞争导致产能过剩和毛利率下降,部分中低端厂商生存艰难,急需更廉价的隔离膜。另外,隔离膜市场被日美厂商垄断也不利于国内锂电行业的自主发展。因此,在国产隔离膜达到产品性能基本要求的前提下,大部分的国内锂离子电芯厂商都更愿意采用国内产品。
国产隔离膜在国内市场的占比将快速上升。目前国内隔离膜用量80%依靠进口,对国产隔离膜的需求还有非常大的空间。随着隔离膜技术在国内进一步扩散,国产隔离膜的产量和国内市场份额将快速上升。预计2013年国产隔离膜在国内市场的份额可能将超过30%,2015年将超过40%。
具有先发优势的企业在进口替代中受益较大
隔离膜生产线建设周期和产品评估周期都比较长。其中,生产线从投建到完成调试,一般需要1.5-3年时间;客户对隔离膜样品的评估周期一般也需要0.5–1.5年时间。因此,从生产线投建到实现产品批量销售,一般需要大约2-4年时间。
已经实现批量销售的公司在隔离膜进口替代过程中收益较大,国产隔离膜的高毛利率水平应该还可以维持两三年。目前国内实现批量销售,具有市场先发优势的企业主要有金辉高科、星源材质和格瑞恩。而正在建设和已经建成正在调试生产线的厂家超过了三十家。我们预测,这些潜在的市场进入者实现隔离膜的批量生产能力后,国产隔离膜市场将变成供过于求的局面,隔离膜的毛利率可能在两三年后出现较大幅度下降。
国内隔离膜生产商产能情况
根据我们的统计,国内进入锂电隔离膜行业的企业已经有40家左右,其中大部分是近两年新进入的。已经介入隔离膜领域的上市公司有佛塑科技、沧州明珠、云天化、九九久、南洋科技、大东南等。
佛塑科技于2003年立项开发锂离子电池隔膜,经过近三年的研究开发,于2005年底项目正式投产。2006年初佛塑科技与比亚迪公司共同投资成立佛山市金辉高科光电材料有限公司。金辉高科公司2010年隔离膜产能规模达到2500万平米/年,国内市场占有率10%-20%;2011年下半年二期项目上马后,产能达到7000万平方米/年的水平;2012年底第三期项目投产,总产能规模将达到1.15亿平方米/年。
沧州明珠于2011年7月12日发布非公开发行预案,募集资金投建2000万平方米锂电池隔膜项目,有望在2012年实现部分投产。锂电池隔膜业务将优化公司产品结构,促进公司向新材料、新能源市场的升级转型,实现高端锂电池隔膜替代进口,提升公司的盈利能力。
云天化通过和川大慧成科技公司合作,已建成第一条1500万平方米高性能隔膜生产线,未来3-5年,计划形成2亿平方米的生产能力,将成为公司新盈利增长点。
九九久于2011年3月11日发布关于投资建设锂电池隔膜项目的公告,计划建设两条隔离膜生产线,达到年产1320万平方米的规模。该项目建设周期约为一年半,预计在2012年底可以开始试产,2013年可以投产。
南洋科技于2010年8月份投资建设锂电池隔离膜项目,拟达到年产1500万平方米的规模。该项目预计在2012年投入生产。
大东南于2011年1月31日公告称,拟通过非公开发行募集资金,用于年产6000万平方米锂电池隔膜项目、超薄电容膜和太阳能电池封装材料项目。7月7日,公司公告称增发项目已获证监会通过。预计锂电池隔离膜项目在2013年投产。
锂电隔离膜行业投资建议
在隔离膜国产化过程中,具有技术优势和市场先发优势的企业,更可能获得较大的收益。建议关注佛塑科技(金辉高科)、星源材质、格瑞恩、九九久和沧州明珠等公司。
❺ 锂电池四大关键材料毛利润分别是多少
负极材料:技术成熟,产业转向国内
负极材料作为锂电池的四大关键材料之一,决定了锂电池充放电效率、循环寿命等性能。锂电池负极材料国内技术成熟,碳材料种类繁多,成本比重最低,在5-10%左右。现阶段负极材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、无定型碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其他材料。
目前负极材料以碳素材料为主,占锂电池成本较低,在国内基本全面实现产业化。负极材料产业集中度高,从区域看,中国和日本是全球主要的产销国,日本以三菱化学、日立化成(HitachiChemical)、JFE化学、吴羽化工(Kureha)等企业承担了该国主要负极材料的产能。出于为接近资源、降低制造成本的考虑,日本的主要负极材料企业也纷纷将产能转移到石墨资源丰富的中国。
电解液:六氟磷酸锂国产化产能不断向中国转移
电解液作为带动锂离子流动的载体,对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要,是锂离子电池获得高电压、高比能的保证,对锂电池的运行和安全性具有举足轻重的作用。电解液成本中电解质比重最大,也是电解液中技术壁垒最高的环节。
六氟磷酸锂以其独特的性能优势成为目前最广泛的电解质。着眼全球,过去锂电池电解液一直都是日韩厂商的天下(2011年日本瑞星化工、森田化学和关东电化是六氟磷酸锂的主要生产商,占全球产能的55%左右),但是随着中国技术的提高以及国内需求的日益增速,尤其是六氟磷酸锂国产化后,电解液产能不断向中国转移。
隔膜材料:国内技术实现突破,进口替代日趋明显
隔膜在成本构成上仅次于正极材料,占20-30%,隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能。
目前市场上大规模使用的隔膜主要有单层聚乙烯膜(PE膜)、单层聚丙烯膜(PP膜)和3层PP/PE/PP符合面膜。这些隔膜的制备工艺主要是干法和湿法两种。受益于下游新能源汽车动力电池需求的提升,全球锂离子电池隔膜产业发展迅速。但国产隔膜主要集中于低端的干法隔膜产品领域,量产批次均匀性、稳定性较差,在质量上难以有效应用到动力锂电池上,目前我国在锂电池隔膜仍处于进口替代的阶段。
❻ 千亿锂电池隔膜龙头跌停,到底发生了什么
蔚来率先推出搭载固态电池的电动汽车,这让不少液态电池隔膜的企业股价遭受到了跌停。主要的冲击原因就是,蔚来召开了最新的新品发布会,发布会上,蔚来董事长李斌表示,其公司的第一款轿车ET7将采用固态电池,这也将成为首次量产,并且大规模使用的固态电池汽车了。而由于固态电池使用的是固态电解质,不想液态电池需要隔膜,所以该消息一出,锂电池的隔膜厂商股价就出现了暴跌,连龙头股恩捷股份都遭遇了跌停,其他中小型厂商的股价更是一言难尽,市场似乎对这次固态电池的使用尤其敏感。
其实前一段时间,就有知名私募经济投资者表示,现在新能源和锂电池已经不是投资的最佳机会了,现在的价格性价比太低了,虽然这些行业长期来看,前景较好,但短期来看,其泡沫化太严重,不排除出现大回调的可能。市场对一些新能源题材的股票炒作得太过了,现在投机者太多,可能一个负面消息,就会一哄而散,股价就会开始大跌了。
❼ 锂电池的主要材料是什么
锂金属或锂合金和非水电解质溶液。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。
拓展资料:
锂金属电池:
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
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。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)
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
参考资料:
网络 锂电池
❽ 新能源汽车电池需要散热吗
动力电池是新能源电池的核心,电池隔膜的作用也很重要,主要是在狭小空间内将电池正负级板分隔开来,防止两极接触造成短路,却能保证电解液中的离子在正负极之间自由通过。因此,隔膜就成了保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。
电解液是为了隔绝燃烧来源,隔膜是为了提高耐热温度,而散热充分则是降低电池温度,避免积热过多引发电池热失控。如果说电池温度急剧升高到300℃,即使隔膜不融化收缩,电解液自身、电解液与正负极也会发生强烈化学反应,释放气体,形成内部高压而爆炸,所以采用适合的散热方式至关重要。
动力电池包风冷结构散热方式
1、在电池包一端加装散热风扇,另一端留出通风孔,使空气在电芯的缝隙间加速流动,带走电芯工作时产生的高热量;
2、在电极端顶部和底部各加上导热硅胶垫片,让顶部、底部不易散发的热量通过TIF导热硅胶片传导到金属外壳上散热,同时硅胶片的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的保护作用。
动力电池包液冷结构散热方式
1、电芯的热量通过导热硅胶片传递至液冷管,由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走,使整个电池包的温度统一,冷却液强大的比热容吸收电芯工作时产生的热量,使整个电池包在安全温度内运作。
2、导热硅胶片良好的绝缘性能和高回弹韧性,能有效避免电芯之间的震动摩擦破损问题,和电芯之间的短路隐患,是水冷方案的最佳辅助材料。
动力电池包自然对流散热方式
1、此类电池组空间大,与空气接触良好,裸露部分能通过空气自然换热,底部不能自然换热部位通过散热器散热,导热硅胶片填充散热器与电池组中间空隙,导热、减震、绝缘。
2、加热片方案多应用于新能源汽车市场,启动前的电池预热加热片的热量通过导热硅胶片将热量传递给电池组,预热电池、导热硅胶片有良好的导热性能、绝缘性能、耐磨性能,能有效传热和防护电池组与加热片之间摩擦产生的磨损、短路等。
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❿ 进口锂电池隔膜基膜大量出售要怎么弄
感觉现在进口锂电池,如果客人要求的规格不高的话,用得上也很难的,但是一般客人采购的话,也很担心买到假货吧。