Nhìn vào sự phát triển của ngành công nghiệp pin lithium của Trung Quốc từ quan điểm của các tiêu chuẩn pin lithium quốc gia

Trước năm 2013, mặc dù nhiều tiêu chuẩn trong ngành đã đưa ra các yêu cầu về an toàn của pin lithium, bao gồm các yêu cầu vận chuyển pin lithium (UN38.3),Các yêu cầu về an toàn pin đính kín di động (IEC 62133-2012), thông số kỹ thuật pin điện thoại di động (GB / T18287-2013), vv, nhưng các tiêu chuẩn này hoặc không bắt buộc hoặc không đủ toàn diện.

Với sự xuất hiện thường xuyên của tai nạn, ngành công nghiệp đã bắt đầu kêu gọi: đã đến lúc điều chỉnh ngành công nghiệp."Yêu cầu an toàn cho pin lithium-ion và gói pin cho các sản phẩm điện tử di động" (GB31241-2014) xuất hiện trong một sự xuất hiện được mong đợi từ lâu, và ngành công nghiệp pin lithium hỗn hợp cuối cùng đã mở ra một sự sắp xếp lại.

Các tiêu chuẩn quốc gia cho pin lithium buộc phải cải cách kỹ thuật trong ngành

Các thử nghiệm của tiêu chuẩn GB31241 mới cho pin lithium không đạt được phạm vi góc chết.hướng dẫn cảnh báo, độ bền), nó cũng đặc biệt đề xuất các thử nghiệm về môi trường gói pin và an toàn gói pin. hơn 30 thử nghiệm, chẳng hạn như thử nghiệm, yêu cầu kiểm tra an toàn mạch bảo vệ gói pin,và các yêu cầu an toàn mạch bảo vệ hệ thốngCác tiêu chuẩn pin lithium sau đó cũng đã được thêm vào, trừ đi và sửa đổi dựa trên mẫu này.

Đối với các doanh nghiệp sản xuất pin lithium lớn, việc phát hành tiêu chuẩn quốc gia cho pin lithium có ít tác động đến sản xuất của các doanh nghiệp,bởi vì thiết bị sản xuất của các doanh nghiệp pin lithium lớn tương đối vượt trộiTuy nhiên, đối với các nhà máy pin nhỏ không có thiết bị sản xuất tiêu chuẩn hóa, các nhà máy này có thể sử dụng các thiết bị này để sản xuất pin.các tiêu chuẩn quốc gia cho pin lithium đưa ra các yêu cầu gần như nghiêm ngặt cho các sản phẩm và quy trình của họCó thể nói rằng tiêu chuẩn quốc gia cho pin lithium là sự đảm bảo cơ bản nhất cho sự an toàn của các sản phẩm pin lithium.Nó buộc ngành công nghiệp nâng cấp thiết bị và thực hiện những bước đột phá công nghệ.

Để đảm bảo sử dụng an toàn pin lithium-ion, các nhà sản xuất đã thực hiện thiết kế hiệu suất an toàn pin nghiêm ngặt và cẩn thận để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc gia:

1. vượt qua các thử nghiệm lạm dụng môi trường khác nhau. Thực hiện các thí nghiệm lạm dụng khác nhau trên pin, chẳng hạn như mạch ngắn bên ngoài, sạc quá mức, châm cứu, va chạm, đốt cháy, vv,để điều tra hiệu suất an toàn của pin; thực hiện các thí nghiệm sốc nhiệt độ và các thí nghiệm hiệu suất cơ học như rung động, giảm và va chạm để điều tra môi trường sử dụng thực tế của pin. hiệu suất dưới đây.

Thứ hai, nghiên cứu và phát triển sử dụng phim SEI tiên tiến.Bộ phim SEI có thể tiêu thụ một phần các ion lithium và làm giảm hiệu suất điện tích-thả của vật liệu điện cựcVật liệu gây ra thiệt hại và cải thiện đáng kể hiệu suất chu kỳ và tuổi thọ của điện cực.

3Nghiên cứu và phát triển các chất điện giải mới.hầu hết pin lithium-ion thương mại sử dụng LiPF6 EC / DMC làm chất điện giải vì độ dẫn ion cao và ổn định điện hóa tốtDo các vấn đề an toàn của pin lithium-ion điện giải lỏng như rò rỉ và nổ, nghiên cứu về điện giải lỏng rắn đã được đưa vào chương trình nghị sự.

Thứ tư, khai thác các vật liệu cathode pin lithium mới. là lõi của pin lithium, vật liệu cathode chiếm hơn 40% tổng chi phí của pin lithium,và hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ số hiệu suất của pin điện tử lithiumDựa trên các yêu cầu khác nhau về hiệu suất của pin lithium, các vật liệu cathode pin lithium phổ biến khác nhau phù hợp để sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau.Các chuyên gia dự đoán rằng quy mô thị trường các vật liệu cathode pin lithium dự kiến sẽ đạt 59.5 tỷ nhân dân tệ vào năm 2020.

Pin lithium năng lượng do vật liệu ba phân chiếm ưu thế đang gia tăng

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp pin lithium, các vật liệu cathode xác định các chỉ số quan trọng như mật độ năng lượng,tuổi thọ và an toàn của pin lithium đã thu hút nhiều sự chú ý từ ngành công nghiệpHiện nay, các vật liệu anode của pin lithium-ion vẫn chủ yếu được làm từ graphite, trong khi một trăm trường phái tư tưởng cạnh tranh trong lĩnh vực vật liệu cathode.Vật liệu như lithium cobalt oxide, lithium manganate, lithium nickel cobalt oxide, lithium iron phosphate, vv

Trong giai đoạn hiện tại, pin lithium iron phosphate vẫn chiếm vị trí thống trị trên thị trường.Một lý do quan trọng là các vật liệu lithium iron phosphate có cấu trúc olivine ổn địnhMột vật liệu khác, lithium manganate, được sử dụng để tạo ra các chất liệu khác nhau.có độ ổn định ngoại nhiệt redox cao, và tỷ lệ duy trì năng lượng vẫn đạt hơn 90% sau hơn 300 chu kỳ sạc-thả.và sự nhất quán tốt hơn so với lithium iron phosphate, nhưng an ninh của nó là kém.

Ngoài ra, hầu hết các nhà sản xuất trong ngành tin rằng các vật liệu thứ ba sẽ trở thành dòng chính của thị trường tương lai.Vật liệu ba có hiệu suất tốt hơn ở nhiệt độ thấpNhư tất cả chúng ta đều biết, quản lý nhiệt độ cao là thuận tiện hơn nhiệt độ thấp,và nó là khó để thực hiện thiết kế quản lý nhiệt từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ caoMặt khác, mật độ năng lượng và nền tảng điện áp của các vật liệu thứ ba cao, điều này rất hữu ích để cải thiện phạm vi hành trình của xe điện.pin lithium iron phosphate đã đi vào một nút thắt trong nghiên cứu và phát triển mật độ năng lượng.

Trong tương lai, pin lithium-ion phải phát triển theo hướng an toàn cao, mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài, độ tin cậy cao và chi phí thấp.Chính sách trợ cấp mới liên quan đến mật độ năng lượng của pin, dẫn đến nhiều nhà sản xuất theo đuổi một cách mù quáng mật độ năng lượng cao.

Với tiền đề đảm bảo an toàn, giảm chi phí và cải thiện hiệu suất là cách duy nhất để thoát khỏi tình trạng này.Dưới điều kiện hiện tại, mật độ năng lượng của hệ thống pin lithium thứ ba 21700 có thể đạt khoảng 300Wh/kg, cao hơn 20% so với 250Wh/kg của hệ thống pin lithium 18650.Tăng công suất của pin có nghĩa là năng lượng tương tự số lượng pin cần thiết được giảmVì vậy, mặc dù trọng lượng và chi phí của một tế bào duy nhất tăng lên, trọng lượng và chi phí của hệ thống pin PACK được giảm.

Tuy nhiên, việc tăng kích thước pin một cách mù quáng không phải là một giải pháp lâu dài.Ước tính rằng mỗi 10% tăng năng lực, tuổi thọ chu kỳ pin sẽ giảm khoảng 20%; tỷ lệ sạc-thả sẽ giảm khoảng 30 ~ 40%; đồng thời, pin sẽ có nhiệt độ tăng khoảng 20%.Nếu bạn tiếp tục tăng kích thướcDo đó, ưu tiên hàng đầu là hướng dẫn ngành công nghiệp có một sự hiểu biết chính xác về pin lithium thứ ba,tránh theo đuổi mù quáng mật độ năng lượng cao, và cải thiện an toàn.

Sự phát triển của xe điện chậm lại so với mong đợi, và pin lithium trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho công nghệ lưu trữ năng lượng

Theo "Kế hoạch phát triển ngành công nghiệp xe điện tiết kiệm năng lượng và năng lượng mới (2012-2020), dự kiến đến năm 2020,Công suất sản xuất xe điện hoàn toàn và xe hybrid cắm vào sẽ đạt 2 triệuTrong bối cảnh chính sách hai điểm năng lượng mới và chuyển đổi ngành công nghiệp ô tô,Các sản phẩm xe năng lượng mới trong nước xuất hiện trong một luồng vô tận và được cập nhật nhanh chóng, nhưng hiệu suất chi phí của chúng vẫn không thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu thực tế, và chi phí của xe điện, đặc biệt là chi phí của bộ pin vẫn vượt quá gánh nặng của người tiêu dùng bình thường..Với sự suy giảm trợ cấp cho xe năng lượng mới, và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như tăng trưởng kinh tế chậm lại, ma sát thương mại Trung-Mỹ, và nhu cầu trong nước yếu,tình huống đáng xấu hổ của "Xe mới bán tốt, nhưng không có lợi nhuận" tiếp tục được dàn dựng trong quý 3.

Nhìn chung, sự tồn đọng sản phẩm do sự yếu kém của thị trường đã ảnh hưởng đến hầu hết các công ty sản xuất xe năng lượng mới.có rất nhiều công ty ô tô trong nước mới vẫn còn trong giai đoạn "ppt" của sản xuất ô tôĐối mặt với các chính sách trợ cấp chặt chẽ hơn, tăng ngưỡng phạm vi hành trình và mật độ năng lượng pin,Không thể đạt được sản xuất hàng loạt và giao hàng đã dẫn đến khó khăn về tài chínhMột vấn đề lớn. Có thể thấy rằng sự phát triển của xe điện trong nước vẫn tụt lại phía sau kỳ vọng của người dân Trung Quốc.cạnh tranh trên thị trường xe năng lượng mới trong nước sẽ nghiêm trọng hơn trong tương lai.

Trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, sự thống trị của pin lithium-ion đã được thiết lập vững chắc.Tiêu chuẩn quốc gia "Lithium-ion batteries for power energy storage" (GB/T 36280-2018) đã được phát hành và sẽ được thực hiện vào tháng 1 năm 2019Ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng dự kiến sẽ mở ra sự phát triển nhanh chóng khi công nghệ pin làm giảm chi phí pin lithium và tăng mật độ năng lượng.