2022有色锂电行业研究框架PDF
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。其中,锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
工作原理:锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li+ 从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡。放电时则相反, Li+ 从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。在正常充放电情况下,锂离子在层状结构的碳材料和层状结 构氧化物的层间嵌入和脱出,一般只引起层面间距变化, 不破坏晶体结构,在充放电过程中,负极材料的化学结构基本不变。因此,从充放电反应的可逆性看,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。
锂电池的产业链包括上游的原材料行业(碳酸锂、镍、钴等)、中游的电池零部件行业(正极负极、隔膜、电解液等)以及下游的锂电池制造行业(应用端)。除了新能源汽车的应用,锂电池作为新型储能设备,近几年工程机械、船舶等市场也在加速锂电化,这些领域所处的发展阶段比新能源汽车更早,发展空间更大,对于维持锂电池长期需求起到较强的支撑作用。
报告节选内容如下: