2022-05-13 22:15:34, 默克分析化学 默克生命科学
号外号外!最近“宁王”要反,股票跌的那叫一个惨呐,可惜绿电创业未半,而中道崩殂。
瞎说,默克带着锂电解决方案进场了,且看锂电未来新发展
1.1碳中和计划
在全球变暖的大背景下,碳中和逐渐成为全球共识,进入加速发展期。如下图所示,自2019年以来,全球范围内,主要的国家、经济体都发布了碳中和计划。中国成立了高规格的碳达峰、碳中和领导小组,“碳中和“与”碳达峰“在国内正如火如荼地进行。
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从能源结构转型的角度看,全球主要经济体试图构建新能源经济链,碳中和目标主要围绕两方面,一是在发电侧使用风电、光电等清洁电能,二是在用能侧实现电气化替代,因此现阶段交通行业电动化成为节能减排的主要途径,动力电池是新能源车产业核心环节。
1.2锂电池技术浅析
如同其他电池一样,锂电池主要由三部分组成:两个电极(正极与负极)和导电的电解液。如图所示,锂离子电池的充放电主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电时,Li+ 从正极脱嵌,经过电解液嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
常用的正极材料有两种结构。LiCoO2具有分层菱形结构,该结构使得Li+二维扩散与金属离子平面平行。另外,LiMnO4具有便于Li+三维扩散的尖晶石结构。LiCoO2及其复合金属化合物(Ni-或者Al-替代)由于其良好的性能是目前应用广泛的正极材料。相对于LiCoO2,Mn基尖晶石结构的材料性能要略差一些,但成本较低。常用的电解质材料包括LiBF4,LiPF4。电极材料的选择对电池性能的优化至关重要,新型的正极材料包括符合金属氧化物,如LiMn1.5Ni0.5O4;金属磷化物,如LiCoPO4。氧化物如Li4Ti5O12 和SnO2 也可以用作负极材料的替代产品。
目前在车用动力源方面,主要有四种技术路线:锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用,而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。
能源补给方面,锂离子电池、超级电容适用于纯电动汽车,但是需要外部充电,而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注,铝空气电池则需要补充铝板和电解液。就目前来看,锂离子电池在未来相当长的一段时间内还是要占据主要发展空间的。
就动力电池而言,目前,我国主要以三元锂电池和磷酸铁锂电池应用为主,在系统集成技术及能力方面取得较大进展和突破。采用磷酸铁锂材料的动力电池系统的能量密度达到90Wh/kg,采用三元材料(18650圆柱形动力电池)的动力电池系统的能量密度达到110Wh/kg。
三元和磷酸铁锂电池目前齐头并进。磷酸铁锂电池和三元锂电池各具优势,磷酸铁锂电池的正极使 用磷酸铁锂(LiFePO4),而三元锂电池的正极使用镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(Al)三 种材料。三元锂电池表现出比磷酸铁锂电池更高的能量密度(更长的车辆续航),但镍元素使得 三元锂电池在高温下稳定性较差(分解温度约 200℃),相对来说会更容易自燃;但是由于包含了稀有金属材料, 三元锂电池的成本也较磷酸铁锂更高,对上游材料价格的波动更敏感。与之相比,磷酸铁锂电池 具有成本低、热稳定性强(分解温度约 600℃)和电循环寿命长的优势。但磷酸铁锂电池的能量 密度目前还不及三元锂电池,在低温下性能较差。
项目 | 能量密度 | 热稳定性 | 低温下性能 | 使用寿命 | 成本 |
磷酸铁锂电池 | 较低 | 较强 | 较差 | 较长 | 较高 |
三元锂电池 | 较高 | 较弱 | 较好 | 较短 | 较低 |
2.1锂电池研发流程
2.2默克的材料解决方案
我们知道您在将新产品推向市场的每个阶段都有特殊需求。作为全球合作伙伴,我们通过优质的特种化学品组合为您提供支持。
我们创新的尖端电池材料将会帮助全球电池制造商研发、生产性能更安全、运行时间更长、功率更高和使用寿命更长的电池。我们的产品将会具有无与伦比的批次一致性、高纯度和高质量。
默克在每一个环节都为我们的锂电池客户提供材料端专业的服务和产品:
新材料开发:默克将会提供用于阳极、阴极、电解质和隔膜的高纯度前驱体等
设备原型设计:默克将会提供准备使用电池级电极片、正负极材料和电解质等
生产制造:常用阳极、阴极和电解质材料的前驱体等
2.3默克独特的产品价值
简化采购
分析服务能力包括:
内部质量控制测试
关键原材料的统计质量控制和过程控制
全面的分析技术范围,包括ICP-OES,ICP-MS,AAS,RF等.
无与伦比的包装灵活性
关键封装能力:
可以包装空气敏感材料
可以包装高纯度材料
可以包装危险化学品
可以混装
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