نگاهی به توسعه صنعت باتری لیتیوم چین از منظر استانداردهای ملی باتری لیتیوم

قبل از سال 2013، اگرچه بسیاری از استانداردهای صنعت الزامات ایمنی باتری های لیتیوم را ارائه می دهند، از جمله الزامات حمل باتری های لیتیوم (UN38.3) ،الزامات ایمنی باتری های بسته قابل حمل (IEC 62133-2012)، مشخصات باتری تلفن همراه (GB / T18287-2013) ، و غیره ، اما این استانداردها یا اجباری نیستند یا به اندازه کافی جامع نیستند.

با وقوع مکرر حوادث، صنعت شروع به صدا کردن کرده است: وقت آن رسیده که صنعت را تنظیم کنیم."مطالب ایمنی برای باتری های لیتیوم یون و بسته های باتری برای محصولات الکترونیکی قابل حمل" (GB31241-2014) در یک ظهور طولانی مدت ظاهر شد، و صنعت باتری لیتیوم مخلوط بالاخره به یک تغییر وارد شد.

استانداردهای ملی برای باتری های لیتیوم اصلاحات فنی را در صنعت مجبور می کند

آزمایش استاندارد جدید GB31241 برای باتری های لیتیوم هیچ پوشش زاویه مرده ای را به دست نیاورده است.دستورالعمل های هشدار، دوام) ، همچنین به طور خاص آزمایشات مربوط به محیط بسته باتری و ایمنی بسته باتری را پیشنهاد می کند.و الزامات ایمنی مدار حفاظت از سیستم، سخت ترین استانداردهای اجباری ملی در آن زمان بودند. استانداردهای باتری لیتیوم بعدی نیز بر اساس این الگو اضافه، کسر و اصلاح شده اند.

برای شرکت های بزرگ تولید باتری لیتیوم، انتشار استاندارد ملی برای باتری های لیتیوم تأثیر کمی بر تولید شرکت ها دارد.زیرا تجهیزات تولید شرکت های بزرگ باتری لیتیوم نسبتاً برتر است.با این حال، برای کارخانه های باتری کوچک بدون تجهیزات تولید استاندارد،استانداردهای ملی برای باتری های لیتیوم الزامات تقریباً سختگیرانه ای را برای محصولات و فرآیندهای آنها مطرح می کنندمی توان گفت که استاندارد ملی برای باتری های لیتیوم اساسی ترین ضمانت برای ایمنی محصولات باتری لیتیوم است.این باعث می شود که صنعت تجهیزات خود را ارتقا دهد و پیشرفت های تکنولوژیکی داشته باشد..

برای اطمینان از استفاده ایمن از باتری های لیتیوم یون، تولید کنندگان طراحی دقیق و دقیق عملکرد ایمنی باتری را انجام داده اند تا با استانداردهای ایمنی ملی مطابقت داشته باشند:

1. امتحانات مختلف سوءاستفاده از محیط زیست را بگذرانید. آزمایشات سوءاستفاده از باتری را انجام دهید، مانند مدار کوتاه خارجی، شارژ بیش از حد، طب سوزنی، ضربه، سوختگی و غیره،برای بررسی عملکرد ایمنی باتریآزمایشات شوک دمایی و آزمایشات عملکرد مکانیکی مانند لرزش، سقوط و ضربه را انجام دهید تا محیط استفاده واقعی باتری را بررسی کنید. عملکرد در زیر.

دوم، تحقیق و توسعه از فیلم پیشرفته SEI استفاده می کند.فیلم SEI می تواند بخشی از یون های لیتیوم را مصرف کند و کارایی شارژ - تخلیه مواد الکترود را کاهش دهدمواد باعث آسیب می شود و عملکرد چرخه و عمر خدمت الکترود را به شدت بهبود می بخشد.

3تحقیق و توسعه الکترولیت های جدیداکثر باتری های لیتیوم یون تجاری از LiPF6 EC / DMC به عنوان الکترولیت استفاده می کنند زیرا رسانایی یونیک بالا و ثبات الکتروشیمی خوبی دارد.به دلیل مشکلات ایمنی باتری های لیتیوم یون الیکترولیت مایع مانند نشت و انفجار، تحقیقات در مورد الیکترولیت های جامد در دستور کار قرار گرفته است.

چهارمین، استخراج مواد کاتودی جدید باتری لیتیوم به عنوان هسته ی باتری لیتیوم، مواد کاتودی بیش از ۴۰ درصد از کل هزینه ی باتری لیتیوم را تشکیل می دهند.و عملکرد آن به طور مستقیم بر شاخص های عملکرد باتری الکترونیک لیتیوم تاثیر می گذاردبر اساس الزامات متمایز برای عملکرد باتری های لیتیوم، مواد کاتد باتری لیتیوم مختلف مناسب برای استفاده در زمینه های مختلف هستند.کارشناسان پیش بینی می کنند که اندازه بازار مواد کاتد باتری لیتیوم به 59.5 میلیارد یوآن تا سال 2020

باتری های لیتیومی که توسط مواد سه گانه تحت سلطه هستند در حال افزایش هستند

در زمینه گسترش سریع صنعت باتری لیتیوم، مواد کاتودی که شاخص های مهمی مانند تراکم انرژی را تعیین می کنند،طول عمر چرخه و ایمنی باتری های لیتیوم توجه زیادی از صنعت را به خود جلب کرده استدر حال حاضر، مواد آنود باتری های لیتیوم یون هنوز عمدتا از گرافیت ساخته شده اند، در حالی که صد مکتب تفکر در زمینه مواد کاتود رقابت می کنند.مواد مانند اکسید لیتیوم کوبالت، لیتیوم منگانات، لیتیوم نیکل کوبالت اکسید، لیتیوم فوسفات آهن، و غیره.

تا جایی که به مرحله فعلی مربوط است، باتری های لیتیوم فوسفات آهن هنوز در بازار موقعیت غالب را در اختیار دارند.یک دلیل مهم این است که مواد لیتیوم فوسفات آهن دارای یک ساختار پایدار olivine، که به طور نظری اجازه می دهد تمام لیتیوم در ساختار آزاد شود، و دارای برگشت پذیری بار-افزایش خوب است، عملکرد چرخه بسیار عالی است.دارای ثبات ردوکس اکسوترمیک بالا است.، و نرخ حفظ ظرفیت هنوز بعد از بیش از 300 چرخه شارژ و تخلیه بیش از 90٪ را به دست می آورد.و سازگاری بهتر از لیتیوم فوسفات آهن هستند، اما امنيتش ضعيفه

علاوه بر این، اکثر تولید کنندگان در این صنعت معتقدند که مواد سه گانه به جریان اصلی بازار آینده تبدیل خواهند شد.مواد سه گانه عملکرد بهتری در دمای پایین دارند.، و بهره وری تخلیه در درجه منفی سانتیگراد بسیار بالاتر از مواد دیگر است. همانطور که همه ما می دانیم، مدیریت دمای بالا راحت تر از دمای پایین،و آن را دشوار است برای تحقق طراحی مدیریت حرارتی از دمای پایین به دمای بالااز سوی دیگر، تراکم انرژی و بستر ولتاژ مواد سه گانه بالا است، که کمک زیادی برای بهبود محدوده کروز خودروهای الکتریکی است.باتری های لیتیوم فوسفات آهن در تحقیق و توسعه چگالی انرژی وارد یک گلوی فشرده شده اند.

در آینده، باتری های لیتیوم یون باید به سمت ایمنی بالا، تراکم انرژی بالا، عمر طولانی، قابلیت اطمینان بالا و هزینه کم توسعه یابند. در میان آنها، ایمنی اولویت اول است.سیاست جدید یارانه با تراکم انرژی باتری ها مرتبط است، که باعث می شود بسیاری از تولید کنندگان که به طور کورکورانه دنبال چگالی انرژی بالا هستند.

با فرض تضمین امنیت، کاهش هزینه ها و بهبود عملکرد تنها راه حل است. برخی از تولیدکنندگان باتری با افزایش اندازه باتری، تراکم انرژی را افزایش می دهند.در شرایط فعلی، تراکم انرژی سیستم باتری لیتیوم 21700 می تواند به حدود 300Wh/kg برسد، که 20٪ بالاتر از 250Wh/kg سیستم باتری لیتیوم 18650 است.افزایش ظرفیت سلول باتری به این معنی است که همان انرژی تعداد سلول های مورد نیاز کاهش می یابد.، به طوری که اگرچه وزن و هزینه یک سلول افزایش می یابد، وزن و هزینه سیستم باتری PACK کاهش می یابد.

با این حال، افزایش کورکورانه اندازه باتری یک راه حل طولانی مدت نیست. در وضعیت فعلی هنر، تراکم انرژی بالا و عمر چرخه بالا در همان زمان قابل دستیابی نیست.تخمین زده می شود که برای هر 10 درصد افزایش ظرفیت، عمر چرخه باتری حدود 20٪ کاهش می یابد؛ نرخ شارژ-افزایش 30 ~ 40٪ کاهش می یابد؛ در عین حال، باتری حدود 20٪ افزایش درجه حرارت خواهد داشت.اگر شما همچنان به افزایش اندازهبنابراین اولویت اصلی هدایت صنعت برای درک صحیح از باتری های لیتیوم سه گانه است.از دنبال کردن کورکورانه تراکم انرژی بالا اجتناب کنید، و بهبود ایمنی.

توسعه وسایل نقلیه الکتریکی از انتظارات عقب مانده است و باتری های لیتیوم انتخاب ایده آل برای فناوری ذخیره انرژی می شوند

بر اساس "پلان توسعه صنعت خودروهای صرفه جویی در انرژی و انرژی جدید (2012-2020) "، برنامه ریزی شده است تا سال 2020،ظرفیت تولیدی خودروهای الکتریکی خالص و خودروهای هیبریدی پلاگین به 2 میلیون نفر خواهد رسید، و تولید و فروش تجمعی بیش از 5 میلیون خواهد بود. در زمینه سیاست جدید دو نقطه انرژی و تحول صنعت خودرو،محصولات خودروهای انرژی جدید داخلی در یک جریان بی پایان ظاهر می شوند و به سرعت به روز می شوند، اما عملکرد هزینه آنها هنوز نمی تواند به طور کامل نیازهای واقعی را برآورده کند، و هزینه وسایل نقلیه الکتریکی، به ویژه هزینه باتری، هنوز هم از بار مصرف کنندگان عادی فراتر می رود..با کاهش یارانه های خودروهای انرژی جدید و تحت تاثیر عوامل مانند کاهش رشد اقتصادی، اصطکاک های تجاری چین و آمریکا و ضعف تقاضا داخلی،وضعيت خجالت آور "ماشين هاي جديد خوب فروخته مي شوند"، اما سودآور نیست" در سه ماهه سوم ادامه یافت.

به طور کلی، پسماند محصولات ناشی از ضعف بازار، بیشتر شرکت های خودروهای انرژی جدید را آزار می دهد.بسیاری از شرکت های جدید خودرو در کشور هنوز در مرحله "ppt" تولید خودرو هستند.در مواجهه با تشدید سیاست های یارانه ای، افزایش محدوده سفر و تراکم انرژی باتری،عدم امکان تولید انبوه و تحویل منجر به مشکلات مالی شده است.. یک مشکل بزرگ. می توان دید که توسعه وسایل نقلیه الکتریکی داخلی هنوز هم از انتظارات مردم چین عقب مانده است. با "جنگ بزرگ" مارک های خارجی،رقابت در بازار خودروهای انرژی جدید داخلی در آینده شدیدتر خواهد شد..

در زمینه ذخیره سازی انرژی، تسلط باتری های لیتیوم یون به طور محکم تاسیس شده است.استاندارد ملی "باتری های لیتیوم یون برای ذخیره انرژی قدرت" (GB/T 36280-2018) منتشر شد و در ژانویه 2019 اجرا خواهد شد.انتظار می رود صنعت ذخیره سازی انرژی به سرعت توسعه یابد زیرا فناوری باتری باعث کاهش هزینه باتری های لیتیوم و افزایش تراکم انرژی می شود.