磷酸铁锂储能电池简介.ppt

Http 北京环宇赛尔新能源磷酸铁锂储能电池介绍 2011年3月 目录 电池基础知识全球新能源产业发展的宏观背景世界储能产业的发展现状环宇赛尔新能源公司发展历史竞争优势产品系列与性能发展规划 概述 全球性气候变暖 区域性自然灾难频发 现代化世界经济所依存的化石能源资源日渐枯竭 为了改善人类的生存居住环境 保障世界经济能源基础的安全 大力发展新能源已经成为世界各国政府的一个共识和义务 同时 新能源产业已经成为全球经济新一轮竞争发展的战略性平台和巨大商机 据估计 到2018年仅车用动力电池的需求量将达到1350多亿元人民币 中国政府高度重视新能源产业的发展 将其列入 十二五 发展规划 纳入了中国共产党的发展纲领 并推出了一系列优惠和补贴政策 如由中央财政提供补贴的 十城千辆 计划和 新能源汽车发展规划 等 环宇集团是中国二次电池产业的开拓者和领导者 从事二次电池材料和电池的研发与生产已经有三十年的历史 是国内最早开始磷酸鉄锂动力电池研究与批量生产的公司 积累了丰厚的技术和经验 2010年与英国欧瑞基金联合成立了环宇赛尔新能源科技有限公司 专业从事动力和储能锂离子电池的研发 生产与销售 其产品已经被100多家国内外客户广泛应用于电动大巴 各种场地车辆 电动轿车和储能系统 一 电池基础知识 百家争鸣 铁锂领先 电池的种类 电池 锂离子电池 镍氢电池 镍镉电池 铅酸电池 钴酸锂电池 锰酸锂电池 三元材料电池 磷酸鉄锂电池 电池 电源的定义 电源 提供电能的装置 包括物理电源和化学电源物理电源 指将除化学能之外的能量直接转变为电能的电器 狭义的指将交流电转换为低压直流电的装置太阳能电池 又叫光伏电池 将太阳能转变为电能的电池 属于物理电源化学电源 又叫化学电池 是指通过化学反应储存和释放电能的装置 常见的有铅酸电池 镍氢电池 镍镉电池 锂离子电池等一次电池 又称干电池 即只能使用一次的化学电源二次电池 又称充电电池 即能够反复充放电的化学电源化学电源的结构 由正极 负极 电解液 多孔隔膜和电池壳组成 正极材料均由氧化性强的化学物质组成 而负极由还原性强的物质组成 电解液提供发生化学反应的通道 隔膜将正负极隔开 防止短路 充电时 低压直流电能通过化学反应转变为化学能储存在正负极电极的活性物质中 放电时 化学能通过化学变化转变为低压直流电能 电池的发展历史 1748年美国科学家本杰明 富兰克林 BenjaminFranklin 发现了 电 1800年意大利物理学家亚历桑德罗 伏特 AlessandroVolta 发明世界上第一个电池 1859年法国物理学家加斯顿 普兰特 GastonPlant 发明可充电的铅酸电池1881年J A Thiebaut取得干电池专利1890年托马斯 爱迪生 ThomasEdison 发明可充电的铁镍电池1899年WaldmarJungner发明镍镉电池1910年可充电的铁镍电池商业化生产1911年我国建厂生产干电池和铅酸蓄电池 上海交通部电池厂 1914年托马斯 爱迪生 ThomasEdison 发明碱性电池1954年GeraldPearson CalvinFullerandDarylChapin开发出太阳能电池1956年我国建设第一个镍镉电池工厂 风云器材厂 755厂 1976年荷兰飞利浦研究中心 PhilipsResearch 发明镍氢电池1990前后镍氢电池商业化生产1991年日本索尼 Sony 可充电锂离子电池商业化生产1995年我国镍氢电池商业化生产初具规模1999年可充电锂聚合物电池商业化生产2000年我国锂离子电池商业化生产2000后动力离子电池 燃料电池 太阳能电池成为全世界瞩目的新能源发展问题的焦点 二次电池性能与用途一览表 常见二次电池能量密度比较 电池性能参数比较与用途 目前在低端小型车上采用的电池一般为铅酸电池 如巡逻车 观光车 电动摩托车和电动自行车传统储能电池为铅酸电池 也有部分镍镉电池 性能优于铅酸电池 但是镉有毒 储能和动力镍镉电池主要应用于无环境保护无要求的领域 如航天和军工 目前由于铅酸电池价格便宜 小型和短途电动车 通讯储能市场有一定占有率 从发展的角度看 锂离子电池是最适合各类电动车和风能太阳能储能需要的电池 尤其为磷酸铁锂电池 磷酸铁锂电池具有比能量高 循环寿命长 对环境无污染的优点 目前价格偏高 但是降价空间较大 目前主要障碍是不被客户熟悉 正极材料与电池性能 经过近10年的对比研发 我们认为在目前各种可用的锂电池正极材料中 只有磷酸铁锂的综合性能可以满足电动车辆的基本要求 不同结构形式锂离子电池优缺点比较 经过多年的对比研发 我们选择了软包装加防护硬壳的的工艺 解决了产品的安全性和使用方向问题 日益得到业界和客户的认可 储能电池制造工艺流程 储能电池制造工艺流程 续 模块 成品 先进的制造工艺流程 二 新能源产业发展的宏观背景 大势所趋 迫在眉睫 全球新能源产业发展的宏观背景 减少温室气体排放 抑制全球气候变暖 改善人类居住环境是大势所趋 已经成为世界各国政府的一项共识和责任 京都议定书 1997年12月 联合国在日本京都召开了 联合国气候变化框架公约 会议 149个国家和地区的代表通过了 京都议定书 规定从2008到2012年期间 主要工业发达国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5 2 哥本哈根协议 2009年12月 192个国家的代表签署了 哥本哈根协议 协议要点包括 1 重申全球气温上升幅度不得超过摄氏两度的目标 2 要求缔约国在一年之内签署有法律约束力的文件 在2010年之后替代 京都议定书 3 发达国家同意在2020年前 每年集资1000亿美元 协助贫穷国家适应气候变化 4 规定了发展中国家汇报减排进展的责任 其中包括每两年向联合国提交报告 在不损害国家主权的前提下 接受国际监察 全球气候变化中的中国中国已经成为世界上最大温室气体排放国 占全球排放量的18 按照目前的排放标准 到2030年中国的排放将达到世界总量的三分之一 中国受到国际社会的高度关注 2009年12月 中国政府在哥本哈根会议上承诺 到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40 45 这意味着中国每年大约需要投入780亿美元 相当于每个中国家庭每年承担至少166美元 国务院成立了由温家宝总理挂帅的 国家应对气候变化领导小组 而建设 生态文明 也被写进中国共产党的十七大报告 世界主要国家能源消耗结构 18 中国能源消耗结构中 污染最严重的煤炭仍然是 一枝独秀 中国温室气体减排目标 2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40 至45 以2005至2008每年平均下降速率3 33 推测 至2020年单位GDP能耗下降39 8 能源消费结构调整 煤炭比例下降 石油 天然气上升 核电及可再生能源上升至15 碳排放强度下降10 2009 2020我国单位万元GDP能耗推测 数据来源 中国统计年鉴2009 全球新能源产业发展的宏观背景 续 全球能源资源日趋枯竭 大力发展新能源成为各国政府能源安全战略的重要造成部分能源危机迟早会爆发 它的爆发将具有爆炸性 因为 世界经济的现代化是建立在化石能源广泛应用的基础上 如石油 天然气 煤炭与核裂变能 而这类一次性能源正在快速枯竭 石油 世界可支配的储量极限大约为1180 1510亿吨 以1995年世界石油的年开采量33 2亿吨计算 石油储量大约在2050年左右宣告枯竭 天然气 世界储备估计在131800 152900兆立方米 年开采量维持在2300兆立方米 将在57 65年内枯竭 煤炭 世界储量约为5600亿吨 1995年煤炭开采量为33亿吨 可以供应169年 核能 铀的年开采量目前为每年6万吨 根据1993年世界能源委员会的估计 可维持到21世纪30年代中期 核聚变到2050年还没有实现的希望 如此同时 人类的能源需求在不断增长 据统计 全球能源需求2030年前将比2005年的水平提高35 中国能源资源状况 2007年底中国一次性能源剩余探明储采比 数据来源 中国能源发展报告2009 张国宝 经济科学出版社 中国统计年鉴2009 中国石油进口增量与世界石油产量增量 3 25 2020 22 世界每年新增石油产量几乎全部被中国新增需要所消耗掉 三 国际储能产业的发展现状 新一轮世界经济竞争的舞台 全球充电电池市场的变化 单位 10亿日元 2011年开始汽车用锂离子电池将快速增长 预计到2018年汽车用锂离子电池市场份额将和便携式锂离子电池相当 2013年前混合电动车用电池以镍氢电池为主 2013年后 锂离子电池将成为主导 镍氢电池份额将逐步下降 四 环宇赛尔新能源4 1 公司发展历史 技术与资本的强强合作 技术与资本的强强结合 北京环宇赛尔新能源是环宇集团和英国欧瑞基金联合组建的合资企业 总部和研发中心位于北京 制造基地设立在河南新乡 环宇是中国二次电池产业的开创者和领导者 生产电池和电池材料的历史已近三十年 能够大规模生产各类型号的锂离子电池 镍镉电池 镍氢电池和铅酸电池 2009年各类电池和电池材料的销售额超过15亿元人民币 欧瑞基金是英国的一家投资公司 管理着两只上市基金 基金规模超过20亿元人民币 环宇集团组织架构 集团董事会 行政中心 运营中心 财务中心 科技中心 审计部 深圳环宇昌 铅酸电池 环宇电源 镍基电池 环宇赛尔 锂离子电池 华鑫能源材料 电池材料 环宇塑料五金 电池配件 集团总裁 环宇集团发展里程碑 1982年成立 生产二次电池化工原料 1988年 中国第一家成功研发并批量生产氢氧化镍 1992年 中国最早批量生产圆柱可充镍镉电池 1994年 批量生产圆柱可充镍氢电池 1996年 开始研发及制造电池专业设备 1998年 启动锂离子电池的研发与生产 2002年 开始研发并制造聚合物锰酸锂电动汽车电池 2003年 开始研发并生产电动车辆用磷酸铁锂动力电池及电池材料 2005年 先后投资6000多万元成立了集团科技中心 是河南省唯一的 新型二次电池工程研究中心 并获得国家批准成立 博士后科研工作站 与清华大学 郑州大学等建立了密切的合作关系 2007年 开始批量生产电动汽车用磷酸铁锂电池 并与香港新美景汽车制造集团合作开发城市公交用电动大巴车 2009年 支持力帆电动汽车下线 与山东沂星电动汽车有限公司开始批量生产公交用电动大巴车 并交付公交公司投入运行 2010年 由环宇提供动力系统的郑州日产 帅克 电动商务车下线 由环宇提供动力系统的海马 海福星 海王子 电动轿车下线 2010年 与英国欧瑞基金合作 成立北京环宇赛尔新能源科技有限公司 共同发展电动车辆用磷酸铁锂动力电池及储能电池 李中东董事长接受中央电视台采访 四 环宇赛尔新能源4 2 公司竞争优势 十年磨一剑 厚积薄发 竞争优势 一 独特的叠片式 软包装 贫液 磷酸铁锂动力电池结构 通过工艺控制 使单片电芯间的电解液实现一致 同时 电池内部无流动电解液 不仅提高了电池的安全性 还可以根据使用需要任意方向放置 软包装 叠片设计 安全性好 无需安全阀 循环寿命长 单只电芯的实验室循环寿命达到了8000次 电池模块的循环寿命大于3000次 比能量高 可达110Wh Kg 电池内阻小 4m 适合高倍率充放电 高容量电池由单只电芯组合而成 外加硬壳包装 进一步提高了电池的结构强度 应用广泛 可应用于动力 储能和通讯等领域 正极材料与电池性能 经过近10年的对比研发 我们认为在目前各种可用的锂电池正极材料中 只有磷酸铁锂的综合性能可以满足电动车辆的基本要求 不同结构形式锂离子电池优缺点比较 经过多年的对比研发 我们选择了软包装加防护硬壳的的工艺 解决了产品的安全性和使用方向问题 日益得到业界和客户的认可 竞争优势 二 从材料制造到电池生产纵向整合的产业体系 便于对产品性能和成本进行主动控制锂离子电池正负极材料已经形成大规模生产的能力 计划三年之内提升到年产一万吨的生产能力 国内最早 2003年 批量生产磷酸铁锂材料 并申报了国家发明专利 解决了锂离子电池的安全性问题 是EV HEV 电动工具及储能用电池的首选材料 销售规模国内领先 国内最早 2004年 批量生产电动汽车用磷酸鉄锂动力电池 产品已经被国内外客户广泛采用 如郑州日产 海马 山东沂星 宇通 美国BMC和InterstateBattery等 中国历史最久的二次电池化工材料专业生产企业 近10年磷酸铁锂材料研发和生产经验 已经具备年生产磷酸铁锂900多吨的生产能力 新乡华鑫能源材料公司 竞争优势 三 完善的技术研究和产品开发体系2005年成立环宇集团研发中心 先后投资4000多万元 购置了用于新型二次电池及相关电池材料的研发和检测设备 形成了国内同行业最先进的二次电池及相关材料的测试分析和研究能力 为环宇集团电池和材料产业的发展奠定了基础 同年 环宇集团研发中心被河南省科技厅批准为 河南省新型二次电池工程研究中心 2006年 经国家人事部授权成立 博士后工作站 已入站三名博士 和郑州大学联合培养新型二次电池及电池材料博士后 建立了完善的三级研发体系 各产业公司自主进行产品应用开发 集团研发中心负责重点新技术研发 与大专院所联合开展基础性研究 国内一流的研发设备 ICP发射光谱仪 美国电化学工作平台 日立电子扫描显微镜 比表面测试仪 Arbin电池测试设备 BrukerX光分析仪 专业化的电池安全性能测试设备 过充测试 短路测试 穿刺测试 高温测试 碰撞测试 低温测试 国内外专业杂志发表的相关研究论文 竞争优势 四 拥有40多项关于二次电池及其材料的核心专利 磷酸铁锂动力电池专利 磷酸铁锂材料生产工艺专利 竞争优势 五 近三十年生产电池和电池材料所积累的丰厚经验 产品性能稳定 使用寿命长 四 环宇赛尔新能源4 3 产品系列与性能 安全是 1 其它是 0 把安全设计进产品里 200Ah高容量磷酸鉄锂电池规格 系列三 储能用铁锂电池 可以根据客户需求进行产品定制 环宇铁锂电池之特