动力锂离子电池究极进化体

动力锂离子电池

张伟杨帆

（新能源工程研究院电池系统部071000）

摘要：锂离子电池通常以碳材料作为负极，当电池充电时，电池正极上的锂离子脱出，脱出的锂离子经过电解液运动到负极，负极材料呈层状结构，达到负极的锂离子嵌入到碳层中。相反，当电池放电时（即使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱嵌，经过电解液回到正极。影响锂离子电池性能的主要因素包括：正、负极材料的选择，电解质的选择，隔膜的选择以及电池的结构和尺寸等。

关键字：锂离子电池；正、负极材料；电解液

Abstract:Lithium ion batteries usually use the carbon material as the cathode. When the battery is charged, the lithium ions take off from the positive pole, then to the cathode by the electrolyte. The lithium ions that reach the cathode embed into the carbon layer which presents a layered structure. On the contrary, when the battery is being used, the lithium ionsin the carbon layer of the cathode get out of the carbon layer, then to the positive pole by the electrolyte. The main factors influencing the performance of lithium ion batteries include: the selection of the materials in the positive and negative electrode、the electrolyte、the membrane, and the structure and size of the battery, etc.

Keywords:Lithium ion battery; the materials in the positive and negative electrode; electrolyte

前言

进入21世纪，全球节能减排问题十分突出，电动汽车尤其是混合动力汽车成为未来研发的热点。目前我国已经将新能源汽车产业列为战略性新兴产业之一。电动汽车的发展是历史性的趋势、世界性的发展潮流，我国应该重视发展以电动车的生产、运行为主体，以动力电池生产为核心的高技术产业群[1]。锂离子电池以其高能量密度、长循环寿命、快速充放电等方面的优异性能和日趋降低的制作成本逐步成为未来电动车的首选电池。本文对锂离子电池的研究现状进行了综述，并展望了锂离子电池未来的发展方向。

1、正极材料的选择

1.1选择依据

在充电时锂离子从正极脱出嵌入负极，放电时锂离子从负极脱出嵌入正极材料中。作为锂离子电池正极材料要求具有以下性能[2]：

(1) 具有较高的氧化还原电位，从而使电池的输出电压高；

(2) 电极中大量的锂离子能够发生可逆嵌入和脱嵌以得到高容量；

(3) 在整个嵌入/脱嵌过程中，锂离子的嵌入和脱嵌应可逆且主体结构没有或很少发生变化，这样可确保良好的循环性能；

(4) 氧化还原电位的变化应尽可能少，这样保持平稳的充电和放电；

(5) 具有较好的电子导电率和离子导电率，这样可减少极化；

(6) 电极在整个电压范围内化学稳定性好，不与电解质等发生反应；

(7) 锂离子在电极材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电；

(8) 具有良好的热稳定性；

(9) 从实用角度而言，电极材料应该便宜，对环境无污染。

1.2目前商用的正极材料

LiCoO2作为第一代商品化的锂离子电池正极材料具有许多优点：比能量相对较高，循环性能好，高低温工作性能好，其对应的电池产品主要应用于各种小型电子设备。但由于采用该材料的电池安全性与耐过充性差，加之Co的资源稀缺和价格昂贵，所以难以成为大容量车用和储能锂离子电池正极材料。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2是一种高容量的三元材料，可逆比容量可以达160mAh/g 以上，是非常有前途的正极材料。此材料与电解液的相容性好，循环性能优异，可用于手机电池、动力电池等多种领域。由于三元材料随着Ni，Co，Mn 三种元素比例的变化显示出不同的性能，所以该类材料可以衍生出多种正极材料，如：LiNi0.4Co0.2 Mn0.4O2等，可以满足不同产品的需求。

尖晶石型Li x Mn2O4成本更低，热稳定性和抗过充电性能高于LiCoO2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，具有三维隧道结构，比层间化合物更利于Li+的嵌入与脱出，适用于高功率动力电池[3]。但是其较低的比容量（110mAh/g），较差的循环性能（300次），特别是高温循环性差使得其应用受到了较大的限制。

LiFePO4等磷酸盐聚阴离子化合物是最近几年才快速发展起来的正极材料，其较高的安全性能，良好的耐高温性，优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景，但是其也存在一些缺点，电压平台较低（3.2V），电导率低，低温放电性差，倍率放电差。但从正极材料的发展趋势看，磷酸铁锂材料的一些问题将逐步得到解决，研究者和商家一致看好LiFePO4在车用电池领域的发展前景。

表一从安全的角度选择电池材料

材料类别钴酸锂锰酸锂镍钴锰酸锂磷酸铁锂克容量155mAh/g 110mAh/g 150mAh/g 170mAh/g 电压平台 3.7 V 3.7 V 3.6 V 3.2 V

循环寿命500- 300- 500+ 2500+ 高温性能较好较差较好较好

低温性能较好较好较好较差

安全性能最差较好一般非常好价格最高最低较高一般

比能量最高较高较高稍低

2、负极材料

2.1.选择依据

作为锂离子电池的负极材料应该具有以下性能；

(1) 锂离子在负极基体中的嵌入氧化还原电位尽可能低，接近金属的电位，从而使电池的输出电压高；

(2) 在基体中大量的锂离子能够发生可逆嵌入和脱嵌以得到高容量密度；

(3) 在这个嵌入和脱嵌过程中，锂离子的嵌入和脱嵌应可逆且主体结构没有或很少发生变化，这样可确保良好的循环性能；

(4) 氧化还原电位的变化应该尽可能小，这样电池可保持较平稳的充电和放电；

(5) 具有较好的电子导电率和离子导电率，这样可减少极化并能进行大电流充放电；

(6) 具有良好的表面结构，能够与电解质形成良好的SEI膜；

(7) 具有良好的化学稳定性，在形成SEI 膜后不与电解质等发生反应；

(8) 锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电；

(9) 具有良好的热稳定性。

目前，对锂离子电池负极材料的研究有：碳材料、合金材料（硅基材料、锡基材料等）、钛酸锂和过渡金属氧化物等。

碳材料是人们最早开始研究并应用于锂离子电池生产的负极材料。根据其结构特性可分成三类：石墨、易石墨化碳（软碳）及难石墨化碳（硬碳）。由于软碳与石墨的结晶性比较类似，一般认为它比硬碳更容易嵌入锂，即更容易充电，安全性也更好些。石墨类碳材料技术比较成熟，常规锂离子电池负极材料包括天然石墨、天然石墨改性材料、中间相炭微球和石油焦类人造石墨。中间相炭微球结构特殊，呈球形片层结构且表面光滑，直径在5～40nm 之间，该材料独特的形貌使其在比容量（可达到330mAh/g以上）、安全性、放电效率、循环寿命（循环次数达到2000次以上）等方面具有显著优势，但是成本有待降低。

除了碳类负极材料，其他负极材料主要包括锡基复合氧化物、过渡金属氧化物、碳硅复合材料和钛酸锂等，其中钛酸锂是当前的研究热点之一。

钛酸锂负极材料是一种嵌入式化合物，尖晶石结构，可以嵌入Li+，电极的理论嵌锂容量为175mAh/g。在作为锂离子动力电池用负极材料时，钛酸锂具有非常明显的优势。其循环寿命超长，钛酸锂体积变化很小，被称为“零应变”材料。钛酸锂和电解液之间的界面上不会形成SEI膜，内阻不会增加。安全性能优异，电压平台位于1.5V附近，不易引起金属锂析出。电压平台稳定，具有良好的耐过充性能和耐过放性能。但是钛酸锂的电极电位相对较高，压实密度、重量比能量相对较低，导电性差，大倍率性能尚需提升，产品一致性和电池加工性能也较差，这些缺陷限制了钛酸锂的广泛商业化应用。但随着研究的发展，本文认为其前景还是很值得期待的。

3、电解液

3.1选择依据

(1) 易溶于有机溶剂，易于解离，以保证电解液有较好的电导率；

(2) 具有较好的氧化稳定性；

(3) 具有一定的还原稳定性，还原产物有利于电极SEI 膜性能的改善；

(4) 具有较好的环境友好性，分解产物对环境影响小；

(5) 易于制备和纯化，价格较便宜。

图1电解液组成

电解质其主要作用是在正负极间输送和传导锂离子。目前电解液的溶剂主要有碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）等几类[3]。目前动力电池主要是以LiPF6为电解质盐、以碳酸乙烯酯（EC）和直链碳酸酯组成的混合溶剂为电解液，但由于LiPF6热稳定性和化学稳定性较差，对进一步提高动力和储能电池的安全性能和循环性能等有着不能忽视的阻碍作用，因此，研究开发新型电解质锂盐及功能添加剂已经成为近年来锂离子电池电解液领域的主要方向。近年来二草酸硼锂（LiBOB）在锂电池中的应用引起了人们广泛关注。用该盐配成的电解液有抗过充、阻燃等功能，形成的SEI膜非常稳定。LiMn2O4在LiBOB电解液中的分解热只有60J/g；而LiFePO4则更低约为6～8 J/g，这样大大提高了动力电池的安全性能。将LiBOB作为添加剂使用，与LiPF6混合使用可以大大提高动力电池的高温循环性能[4]。

4.汽车用动力电池市场分析

1.未来5年、10年左右，电动汽车将推动锂离子电池市场达到约110亿、550亿美元的规模。

2.国内已经有完整的锂离子电池产业链，BYD、比克等已居全球锂电池行业前列，且在动力电池关键的电池成组领域并不落后国外厂商（比亚迪全球第一个推出商用插电式混合动力汽车F3DM，天津力神将与迈尔斯合作生产动力电池），产业整体的规模和技术竞争力并不

落后于国外企业。

3.动力电池和电动汽车目前面临的最大挑战是降低成本，中国企业在降低电池制造成本中能发挥比日、美企业更大的作用。

4.中国汽车产业在传统的发动机技术上与国外差距大，资产沉淀少，政府和企业有更大动力推动电动汽车产业的发展。

表二全球锂电池的产值增长趋势

上述数据表明：在2003年－2018年锂电池产业将保持较好的增长态势，到2018年锂电池产业的产值将达到320亿美元。锂电池市场未来的增长主要来源于电动汽车等动力锂电池领域、笔记本电脑等小型锂电领域对锂电池需求的快速增长，其中2018年电动汽车领域的锂电池产值将占50％以上，超过160亿美元。

表三全球动力锂电池的总容量需求增长趋势

上述数据说明：2013－2018年的复合增长率将保持在26％，2009年小型锂电的总容量需求约为48亿Wh，预计2018年动力锂电池的总容量需求将达到350亿Wh，增长约6.3倍。

5.展望

对于这样一个处于即将井喷的电动汽车行业，关键技术在动力电池这一块，动力电池利润率达到30%到40%，其中电池材料利润是最高的，其中正极材料目前是整个锂电池产业链发展的核心。

目前，锂动力电池最热门的应用是电动汽车。2009年，BYD公司推出E6锂动力汽车就是采用高安全性磷酸铁锂材料电池[5]。我国已经把新能源汽车产业列为战略性新兴产业之一，从而为锂动力电池展开了广阔的市场前景。此外，我国作为自行车大国，电动自行车用锂动力电池也在国内有着非常大的市场应用前景。除了民用领域，在航天及军事应用中锂动力电池也有广阔的前景。锂离子电池一直被称为第三代航天电源，我国在2008年发射的神七伴星就采用了锂离子电池作为贮能电源。

新能源汽车最终的发展方向是纯电动汽车和燃料电池电动汽车，而目前最具市场前景的是混合动力电动汽车和可外接充电式混合动力电动汽车（PHEV），尤其是PHEV前景广阔，其最大的技术瓶颈恰恰是车载电池。纯电池汽车已经在专线的公交车上运行，有的汽车企业也试制出纯电池轿车，但由于动力电池的水平和价格原因，还没有在汽车上大量应用。燃料电池汽车目前还属于一种基础理论和实用技术同时推进的高科技产品。

混合动力技术是能源策略的一个重要部分，对于车载电池的研发，各国都是竞相角力，以求先期突破。早在1991年，美国通用、福特和克莱斯勒就成立了“先进电池联合体”（USABC），共同研发新一代电动汽车所需要的高能电池，并得到美国能源部的巨额资助。近几年，美国政府又提供10亿美元来加速研究这项先进技术。可见PHEV是未来新能源汽车发展的重要方向。

6.参考文献

[1] 孙倩.电动汽车:“核心”的突破是关键浅谈锂离子电池发展的三大瓶颈[J].新材料产业，2012（12）：62-63.

[2] 吴宇平,戴晓兵等.锂离子电池-应用与实践[M].北京:化学工业出版社,2004.

[3] 黄学杰．锂离子电池及相关材料进展[A]．中国材料进展，2011，29(8)：46-52．

[4] 王健，廖红英等．纯电动汽车用动力电池电解液的研究进展[A]．华南师范大学学报(自

然科学版)，2011（增刊）：84-86．

[5] 王少龙．动力电池的研究现状及发展趋势[A]．云南冶金，2011，39(2)：75-80．

xxxx年我国新能源汽车锂电池投资项目一览.doc

汽车网讯随着全球新能源电动汽车热潮的兴起，作为新能源汽车“心脏”的动力锂电池也迅猛发展。特别是在我国“十二五”发展规划中对“新能源”、“新材料”产业板块的政策重点扶植下，锂电池行业的热度再次急剧升温，受到了人们的格外重视，其巨大的市场空间被业内普遍看好。以下是盖世汽车网整理的 2010年新能源汽车锂电池投资项目。 中国比克为奇瑞新车型供应高功率车用锂电池 中国比克电池公司日前宣布中国比克为奇瑞汽车股份有限公司（“奇瑞”）在第 25届世界电动车大会暨展览会上发布的奇瑞首款锂电电动车瑞麟M1提供车载高功率锂电池。除了瑞麟M1 的新车上市发布外，奇瑞还将展出其他四款最新开发的电动车车型，包... 青岛 65.7 亿投向新材料将建全球最大锂电池基地 据了解，今年青岛海霸能源有限公司和宏耐新能源两个投资 10亿元以上的大型企业分别在胶南、即墨开建，建设生产能力为10亿安时的动力锂电池，而近日三菱化学一期投资2.6亿元的锂电池负极材料项目落户平度香店街道，建成后将成为全球最大的锂电池材料加工厂 ... 中国规模最大的锂电池生产基地落户江西 国内规模最大的锂电池生产基地日前在江西吉安落成投产。此项目总投资4亿多元，日产锂电池50多万只，产品主要用于电动汽车、储备电源、便携式设备等领域，市场前景广阔。基地的建成将大大推动吉安绿色新能源产业的发展。 航天机电闯关锂电池首条生产线落沪 上海世博会推动中国新能源汽车加速发展。记者 9月 1 3日获悉，上海航天汽车机电股份有限公司已建成上海首条车用动力锂离子电池生产示范线，年供应2000余辆纯电动轿车。此外，随着世博会人流不断增长，对新能源需求增大，上汽集团追加供应了约 100辆电动车。 9月 13 日，在通用汽车... 金龙铜管涉足锂电池

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电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005,IDT） GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置（ISO/DIS 6469-1:2000,EQV）GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护（ISO/DIS 6469-3:2000,EQV）GB/T 19596-2004 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ） GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD) 术语和定义 1.1 蓄电池电子部件 采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。 注：蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制，或者通过蓄电池控制单元控制。 1.2 蓄电池控制单元 battery control unit （BCU） 控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。 1.3 1 / 20

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1）安全性，保护电池单体或电池组免受损坏，防止出现安全事故； 2）耐久性，使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命； 3）动力性，维持电池工作在满足车辆要求的状态下。 动力电池的基本概念： （1）电池容量 池容量是蓄电池的一个重要性能参数，它表示在一定放电率、温度、终止电压等的条件下，电池放出的电量。 电池容量用C表示，其单位用安时（Ah）、毫安时（mAh）表示。 （2）充电速率和放电速率 此概念利用电池额定容量和充电时间（放电时间）的比值来表示，可以比较不同电池的充放电速度。 （3）电池的过充 电池的过充即是对电池进行了过度的充电，过充会给电池造成一定的损害。当快接近充电结束的过程时，即电池电量快满的时候，只能用小电流对电池

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锂离子电池管理系统 动力锂电池管理系统实现对锂电池动力电池组的过充电保护、过放电保护、过流保护和均衡充电等功能。锂离子电池的保护主要包括过充电保护、过放电 保护、过电流及短路保护等。 1电池管理系统功能 1.1过充电保护 对锂离子电池来说，其充电后单节电芯最高电压不得超过规定值，否则电池内的电解质会被分解，使得温度上升并产生气体，降低电芯的使用寿命，严重时甚至会引起爆炸，所以保护电路一定要保证绝对不可过度充电，必须对电池组中每一节电池的端电压进行监控，当电芯的电压超过设定值时，即激活过充电保护功能，由保护电路切断充电回路，中止充电。在电芯电压回归到允许的电压并解除过充锁定模式时，才能停止保护。不同材料的锂离子电池其保护 电压和释放电压都有其不同的规定值。 另外，还必须注意因噪声所产生误动作，为了防止误判和误操作，还要设置过充保护延时，并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。当电压持续超过过充检测电压一定时间以上才会触发过充保护。 1.2过放电保护 锂离子电池的过度放电，也会缩短其使用寿命，而且对电池造成的损害往往是不可逆的。为了防止锂离子电池的过放电状态，当锂离子电池电压低于其过放电电压检测点时，即激活过放电保护，中止放电，并将电池保持在低静态电流的待机模式，参数设置类似过充保护。 1.3过电流/短路保护 锂离子电池的最大放电电流有一定限制，过大的放电电流同样会引起锂电 池的不可恢复的损坏，影响其使用寿命。 短路保护这个功能其实是过流保护的扩展，若由于外部短路等原因引起的大电流放电时要立刻停止放电，否则对锂电池本身和外部设备都可能会造成严 重的损害。 过流保护的延时时间一般至少要几百微秒至毫秒，而短路保护的延时时间是微秒级的，几乎是短路的瞬间就切断了回路，可以避免短路对电池带来的巨 大损伤。

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动力锂电池项目 投资计划书 规划设计 / 投资分析

动力锂电池项目投资计划书说明 在中国、欧洲、日韩、美国等主要国家大力发展全球新能源汽车的背 景下，全球动力锂电池市场近年来出货量保持高速增长的趋势。据统计，2019年全球动力锂电池出货量达163.2GWh，同比增长52.5%。 未来几年，随着中国新能源汽车双积分制度的实施、欧盟国家和英国 加速汽车电动化，动力锂电池在新能源汽车终端的驱动下将保持高增长的 趋势，预计到2025年，全球动力锂电池出货量将达669GWh，未来五年复合年均增长率达15.8%。 除电动汽车市场外，锂电池也成为了各大应用市场领先的电池技术， 包括移动设备、电网储能等。国际市场研究机构AdroitMarketResearch发 布的报告称，全球锂离子电池市场将在2018-2025年的预测期内以14.3%的复合年增长率增长，预计到2025年，全球锂离子电池市场规模估计将超过1000亿美元。易于获得、高能量密度、低放电率和长寿命周期是使锂离子 电池优于同类产品的一些关键特性，并有望促进全球市场收入。 中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛发布的《锂电池产业发展 报告(2018)》显示，中国、日本和韩国已基本主导了全球锂动力电池市场。报告显示，在锂动力电池产业发展方面，中日韩三方均有优势：日本技术 实力雄厚，产业自动化程度好，产品质量高;韩国技术水平略低于日本，但

凭借其特有的大财团优势，可集中资源重点发展;中国借新能源汽车产业的 先发优势，动力电池产业进入了快速成长阶段，已经成为全球最大锂动力 电池生产国，全球十大动力电池企业有七家在中国。 报告同时指出，与中日韩三国相比，欧美虽然还没有动力电池巨头企业，但汽车工业和化工工业发达，创新研发能力强，尤其是近些年汽车企 业向电动化转型的趋势已经非常明显，这将对欧美发展动力电池产业有很 强的吸引力和带动作用。 未来几年，随着传统燃油车企业加大对新能源汽车领域的布局，全球 动力锂电池市场需求量将保持高速增长的态势。同时，受新能源补贴政策 影响，动力锂电池企业的成本压力逐渐提高，国内外主流的动力锂电池企 业纷纷宣布大幅扩产，以提高公司产销规模，扩大规模化效应，降低单位 产品的生产成本，以应对新能源产业的快速发展。 从技术发展的角度来看，车用动力电池技术是制约电动汽车产业化进 程的瓶颈技术，随着电动汽车产业化进程逐步深入，各国及重点企业均加 大力度发展动力电池产业，基于新材料和结构的高比能动力电池技术已经 成为各国竞争焦点，大力提升目前车用动力电池安全性、寿命、低温特性，降低成本是产业技术发展的方向。 在美国、日本、欧盟、德国、韩国等国家科技规划以及重点企业战略 规划中多次提及新体系结构车用动力电池技术，重点关注高性能电池材料、高性能锂离子动力电池(致力于寿命、能量密度和安全性提升)、高性能电

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动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。

特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析(苍松书屋)

特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析 1. Tesla目前推出了两款电动汽车，Roadster和Model S，目前我收集到的Roadster 的资料较多，因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。 2. 电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要任务是保证电池组工作在安全区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。我的主要研究方向是电池的热管理系统，因此本回答分析的是电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS). 1. 热管理系统的重要性 电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0°C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。 电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括：1）在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2）在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；3）减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。 2. Tesla Roadster的电池热管理系统 Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成，其中每69节并联为一组（brick），再将9组串联为一层（sheet），最后串联堆叠11层构成。电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。

锂离子动力电池材料项目运营总结报告

锂离子动力电池材料项目运营总结报告 一、锂离子动力电池材料宏观环境分析(产业发展分析) 二、2018年度经营情况总结 三、存在的问题及改进措施 四、2019主要经营目标 五、重点工作安排 六、总结及展望

尊敬的xxx公司领导： 行业的快速增长也带来锂离子电池产能的快速扩张。2014年之前，我国锂离子电池企业的产能利用率一直保持在30%以下，产能过剩极为严重。而从2014年下半年开始，受益于新能源汽车产销量的爆发，锂 离子动力电池的需求快速增加，产能利用率开始上升，达到60.22%， 随即为了满足下游新能源汽车持续高增长带来的强劲需求，锂离子电 池企业开始纷纷投资建设锂离子动力电池生产线，扩大生产产能，根 据高工锂电的统计，2016年中国锂离子动力电池新增产能达42GWh， 相比2015年增长了180.00%。但未来，新能源汽车的产量仍将保持高 速增长，根据《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，2020年我国新能源汽车产量将达到200万辆，可对新增产能形成有效 的支撑。 新能源汽车行业经历了连年的高速增长后，在2019年受补贴退坡 的影响，产销增速出现放缓，2019年新能源汽车分别实现产销124.2 万辆和120.6万辆，同比分别下降2.3%和4.0%，预示着市场的阶段性 调整已经开启。核心市场发展过度依赖政策驱动，退坡引发的市场冲 击导致消费者需求趋于理性，产品自身的实力成为影响消费者决策的 关键。在此背景下，北汽新能源EU系列销量领先，2019年销量突破十

万辆。受全球各国对新能源汽车扶持政策加码的影响，国内扶持政策 维持或加大力度的预期增强。2019年12月3日，工信部发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》征求意见搞：主要目标为：2025 年新能源汽车销量占比25%。 未来，工艺出色或与整车厂关系密切的企业将在行业中脱颖而出。在锂离子动力电池产能快速扩张的背景下，锂离子电池生产厂商之间 需要比拼的是技术与成本。技术方面，一般难以在短期内出现革命性 的突破，锂离子电池生产厂商均在为生产更大容量、轻量化电池组做 技术研发的储备；成本方面，行业领先企业拥有明显规模效应，以及 优于行业平均水平的良品率，出色的成本控制能力使得该等企业会在 销售价格上具有较大的主动权。此外，基于下游整车厂不会轻易更换 锂离子电池厂商的特性，锂离子电池厂商与下游整车厂会形成较为长 期稳定的供应关系，客户粘性较强，使得锂离子电池厂商具有明显的 客户优势，在市场竞争中脱颖而出。 在新时期和新的历史条件下，全公司坚定信心、求真务实、开拓 进取、砥砺前行，加快形成引领经济发展新常态的体制机制和发展方式，统筹推进企业可持续发展。一年来，面对经济下行的严峻形势， 公司致力于止下滑、保运行、蓄势能，着力夯实核心业务发展基础。

锂离子动力电池PACK部BMS系统

先给初学者一个简单的科普，因为几年前我和人家说起BMS，大部分是不知道是什么东西。BMS就是Battery Management System，中文就是电池管理系统，一般针对动力电池组，很多电芯串并的情况来说的。 BMS的作用是保护电池安全，延长电池的使用寿命，实时监测电池的状态并把电池的情况告诉给上位机系统。 为什么说BMS才是动力电池PACK厂的核心竞争力，两个方面的原因，第一个原因是电芯最终要成为一个标准品，第二个原因是BMS很复杂，且非常重要。 针对第一个原因，电芯最终要成为一个没有科技含量的标准品，一起来分析一下。 动力电池的电芯最后的发展会像手机电池一样，用不了几年的时间就会达到这种状态。最后能够在动力电池领域活的很好的电芯厂不会很多的，一大批电芯厂会慢慢出局的。 现在这个状态是因为动力电池的需求还没有完全起来，加之电芯的工艺还没有成熟和稳定，且电芯的尺寸和材料体系各式各样。 其实统一到几种电芯用不了多长时间。这是市场决定的，一旦动力电池放量，竞争就会加剧，成本的要求就会苛刻，市场就会趋于同质化竞争，慢慢把需求不大的类型淘汰掉，因为没有量的支撑就不会有竞争力（一些高性能或特殊领域的小众应用另当别论），这是自然竞争的结果。 不得不说另外一个事，所有的电芯厂，全球任何一家电芯厂，都是研究电化学和材料相关的，绝大部分的人才都是集中在这个领域的，他们对BMS这种对电子和系统要求极高的东西很难有好的理解，也不会有好的建树，更不可能做出有竞争力的BMS产品和电池PACK了。 因此最后电芯厂和PACK厂一定会分化，一定会专业分工，这是自然规律，市场竞争的规律。 针对第二个原因，BMS的复杂和系统要求较高，是PACK竞争的基础。 为什么说BMS比较复杂，因为BMS涉及到的东西很多，不但要求懂电池知识很多，还要对整个系统（电动汽车或储能等）很懂，不但要懂电子，还要懂结构，不仅要会硬件，还要会软件，要做好BMS，要对电子技术、电工技术、微电子及功率器件技术、散热技术、高压技术、通信技术、抗干扰及可靠性技术等很多东西都要专业才行，它是一个负责的系统工程。 BMS一般会涉及到几个功能： 1、电池保护及安全管理功能； 2、数据采集与分析； 3、SOC/SOH等功能； 4、电量均衡及控制； 5、充放电管理与控制； 6、数据通信与传输； 7、热管理与控制； 8、高压绝缘等检测； 9、异常诊断与分析等。 所有这些功能最终都围绕一个主题，电池与系统的安全。BMS的核心就是电池状态的检测与系统安全的控制。 BMS是整车或其他整个系统的核心部件，甚至是中央控制单元，设计之初就要结合整个系统去考虑结构，布线，散热，通信等很多问题。如果对BMS的认识还停留在消费电池的过充过放过温及过流保护的粗浅认识，那就不要去碰动力电池，也别想做好动力电池。 动力电池的PACK除了要考虑成组时电芯的分容配对等问题，更多的还要设计好BMS系

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测精编版

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示：全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲，在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下， 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源：公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响，我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年，我国电动汽车产量达到 51.7 万辆，带动我国动力电池产量达到 33.0GWh，同比增长 65.83%。随着储能电站建设步伐加快，锂

离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广， 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源：公开资料整理业务发展方向契合政策，发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势，在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言，在低端负极产品和涂布机领域，门槛低，竞争充分，利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜，产品技术含量高，在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高，附加价值较高，优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高，江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本，两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%，全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%，国内份额提升至 14.8%，预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三，行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中：贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名，处于行业领先地位。

汽车用动力锂离子电池发展现状时间

汽车用动力锂离子电池发展现状时间 1车用锂离子电池材料 1. 1理想的车用锂离子电池正负极材料要求 电池材料的物理结构和化学组成决定了它的性能,理想的车用锂离子电池材料应具备以下特征: (1) 具有层状或隧道的晶体结构,以利于锂离子的嵌入和脱出,以保证锂离子电池的循环寿命;(2)充放电过程中,应有尽可能多的锂离子嵌入和脱出,使电极具有较高的电化学容量; ( 3)在锂离子进行嵌脱时,电池有较平稳的充放电电压; (4)锂离子应有较大的扩散系数,以减少极化造成的能量损耗,保证电池有较好的快充放电性能; (5)材料应价格便宜,对环境无污染,质量轻,可回收。 1. 2车用锂离子电池正极材料 目前锂离子电池正极材料主要有:锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂等,负极材料主要有石墨、钛酸锂等。不同锂离子电池正极材料性能比较见表1。 从整车安全和电池成本考虑,磷酸铁锂是最有可能在汽车用动力电池上应用的锂电池正极材料,其优点有: (1) 安全性好:稳定,即使在过充电情况下也不会产生游离氧,不和电解液反应; 可以放电到0 V,电池无大的损伤;与有机电解液反应活性低;热力学稳定状态, 400 ℃以下无变化。 (2) 稳定性高:充放电过程中,晶体结构不会发生变化;三维结构, L i +二维移动,利于锂的嵌入;充电电压低,电解液更稳定,电池副反应少;循环寿命长。 (3) 环保:整个生产过程清洁无毒,所有原料都无毒。 (4) 价格便宜:磷酸盐采用磷酸源和锂源以及铁源为材料,价格便宜。 但磷酸铁锂材料也存在以下缺点: (1) 导电性差:磷酸铁锂不能得到大范围应用的主要问题,需往磷酸铁锂颗粒内部掺入导电碳材料或导电金属微粒,或颗粒表面包覆导电碳材料,提高材料的电子电导率。 (2) 振实密度较低:一般只能达到1. 3～1. 5,该缺点决定了在小型电池如手机电池等没有优势,主要用来制作动力电池。 (3) 电压平台低:一般为3. 2 V。 目前锂铁电池正极生产技术有以下三种: (1)在粉体颗粒表面以碳元素涂布; (2)用金属氧化物包覆颗粒; (3)采用纳米制程技术细化材料颗粒,使之微粒化。 2车用锂离子电池系统 车用锂离子电池系统一般由电芯及电池组、电池管理系统(BMS) 、高压电安全系统(直流接触器、熔断器、预充电电阻) 、冷却系统和检测单元(电流传感器、电压传感器和温度传感器)等组成,如图1所示。 2. 1电芯及电池组 一个典型的锂离子电芯主要包括正极片、负极片、正负极集流体、隔膜纸、外壳及密封圈、盖板等,常用电芯形状主要有圆柱形和方形。 为了满足整个电池系统的电压、能量和功率要求,电池组一般是由若干个电芯按照串联或并联的方式组合起来,每个电芯之间由导线连接,同时,为了对电芯的温度、电流、电压、荷电状态(SOC)等信息进行实时监测,又可以把电池组分成若干个模块,各电芯和模块之间以一定方式科学合理组合,保证整个电池组的电性能、热平衡和散热要求。 2. 2电池管理系统BMS 电池管理系统(BMS)用来监控和保护电池的运行状态,应该能精确检测电池的参数,包括:单体电压、模块电压、电流、温度。利用电池模块和电池系统的信息计算并报告荷电状态SOC,寿命状态SOH ( State Of Health) ,当前可用充放电功率,并执行对接触器的控制。BMS系统由BMU(Battery Module Unit,又名

锂离子电池项目合作方案

锂离子电池项目 合作方案 规划设计/投资分析/实施方案

锂离子电池项目合作方案 锂电池主要应运在动力锂电池及3C数码类电子产品等领域，鉴于3C 数码类电子产品逐渐趋于饱和，增长动力不足，目前动力电池是锂电池需 求增长的主要驱动力。根据中汽协数据，2018年1-12月，国内新能源汽车累计产销量分别为127.0万辆、125.6万辆，同比分别增长59.9%、61.7%，国内新能源汽车全年产销量继续实现高增长，预计到2020年，国内纯电动 汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达200万辆、累计产销量将超过500万辆。国际方面，根据EVTank数据，基于对汽车动力锂电池发展前景的持 续看好，2020年全球锂离子电池出货量有望达到265GWh，其中汽车动力锂 电池出货量占比将近60%。新能源汽车的高速发展对锂电池产生了巨大的需求,同时促进市场对动力型锂电池正极材料的需求。 该锂离子电池项目计划总投资8558.62万元，其中：固定资产投资7258.37万元，占项目总投资的84.81%；流动资金1300.25万元，占项目 总投资的15.19%。 达产年营业收入11683.00万元，总成本费用9079.98万元，税金及附 加145.54万元，利润总额2603.02万元，利税总额3107.60万元，税后净 利润1952.26万元，达产年纳税总额1155.33万元；达产年投资利润率

30.41%，投资利税率36.31%，投资回报率22.81%，全部投资回收期5.88年，提供就业职位241个。 报告根据项目工程量及投资估算指标，按照国家和xx省及当地的有关规定，对拟建工程投资进行初步估算，编制项目总投资表，按工程建设费用、工程建设其他费用、预备费、建设期固定资产借款利息等列出投资总额的构成情况，并提出各单项工程投资估算值以及与之相关的测算值。 ......

锂离子电池技术发展现状与趋势

锂离子电池技术发展现状与 趋势

一、文献综述 1、前言 现阶段，日本、韩国、美国等国家引领锂离子动力电池技术的发展。日本的行业技术水平具有领先优势，韩国的动力电池制造能力处于领先地位，美国则具有引领前沿的科研能力。 2、国外发展现状 2·1日本 2·11 2009年，日本政府推出了RISING计划(创新型蓄电池尖端科学基础研究事业)和U～EAD项目(汽车用下一代高性能电池系统)，并于2013年更新了动力电池技术发展路线图(RM2013)，具体指标有2020年电池的续航里程实现250～350km·电池系统总电量达到25～35kW·h，电池能量密度实现250Wh· kg-1，功率密变达到1500W·kg-1，循环寿命达到1000-1500次，价格成本降低到2万日元/W·h。RM2013指明了电极材料的发展方向，正极材料要发展xLiMn03·(1～x)LiMO2(M=Ni，Co，Mn，0≤x≤1)、LizMSi0s、LiNiosMn1s04、LiCnP04、Li2MSO·F、LiMO2(M=Ni，Co，Mn)；负极材料要发展Sn～CoC合金，Si基负极包括Si/C和Si0，以及Si基合金。 2·12日本具有代表性的锂离子动力电池企业为松下电池公司。松下是动力电池行业的领导者，作为Tesla最主要的动力电池供应商，凭借Tesla的发展稳居市场领导者地位，全球市场份额在20%左右。目前松下电池主要给ModelS和MndelX提供18650圆柱电池，正极采用镍钴铝三元材料(NCA)，负极使用硅碳复合材料，单体能量密度可达252Wh·kg-1，而即将使用在Mode13上的21700圆柱形电池单体能量密度更是提高到300Wh·kg-1·是目前行业内能量密度最高的电池。 2·2韩国 2·21 2011年，韩国启动了包含锂离子电池关键材料、应用技术研究、评价及测试基础设施以及下一代电池研究的二次电池技术研发项目。LG化学和三星SDI是具有代表性的韩国锂离子动力电池企业，也是动力电池领域的后起之秀，两者凭借先

中颖电子智能电池管理系统简介

智能电池管理系统简介 中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔 概述 锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。 但是由于能量密度高及特有的化学特性，锂离子电池的安全性和稳定性方面亦存在隐患，如过高温和过充可能会燃烧甚至导致爆炸，过放电可能造成电池本身的损坏。近年来，连续出现的笔记本电脑电池爆炸燃烧事故，导致了全球性的大批量电池召回现象，给生产厂家带来了巨大的经济损失。 为保证电池使用的安全性，在提高电池本身材料性能及加强工艺控制的同时，智能电池管理系统也成为锂离子电池应用研究的重中之重。 智能电池管理系统简介 锂离子电池发展初期，电池管理系统一般只具有检测电池组电压、温度、电流及简单保护等功能。随着锂离子电池应用范围越来越广，应用方式越来越多，对锂离子电池管理系统的要求也越来越高。 智能电池管理系统一般具有如下几个功能：电池组参数采集、剩余电量计算、电池组故障保护、电芯均衡、通信等。

● 电池组参数采集 电池组参数采集主要包括电池组中单体电池电压、系统电流、系统温度的采集，该参数可用于判定电池的剩余电量、故障保护等。 锂离子电池的电压最能体现电池的性能状态，既可以用于过充、过放等故障保护，也可以用于初步估计锂离子电池的剩余电量。系统电流可用于判断是否出现过放或过流，还可以通过对电流与时间的积分，估计电池的剩余电量等。系统温度主要用于防止电池组温度过高，发生安全事故，并对剩余容量计算进行补偿。 电池管理系统的所有算法及保护都是以采集到的电池参数为基础的，因此必须保证数据的精确度。 ● 剩余电量预测 剩余电量是反映电池性能的重要参数，也是主机进行充电、放电的判断依据。剩余电量的准确估算可以保护电池，防止过充、过放的发生，便于客户做出合理的时间安排。当前，剩余电量的检测方式主要有开路电压法、库仑积分法、内阻法、卡尔曼滤波法、混合法等。 开路电压法是目前最简单的方法，根据电池的特性得知，在电池容量与开路电压之间存在一定的函数关系，当得知开路电压时，可以初步估算电池的剩余电量。该方法精度不高，且只适用于静态检测，无法直接用于真实应用。 内阻法利用电池内阻和剩余电量的对应关系，来判定系统的剩余电量。由于锂离子电池组的内阻随工作状态变化明显，不同特性的电芯之间也有差异，该方法的重点是如何能够快速得到当前应用条件下电芯的内阻。如果可以快速进行内阻的自我测量，则可以得到相对准确的剩余容量。 库仑积分法是通过计算电池组电流与时间的积分，计算锂离子电池组充入和放出的电量，再与电池的额定电量比较，从而得出当前的剩余电量。该方法简单、稳定，但必须对电流测量非常准确，否则会出现积累误差。另外，锂离子电池的自放电以及在低温和大电流下其放电效率会变低，都会进一步降低了剩余电量的检测精度。库仑积分法必须定期进行校正。 卡尔曼滤波法是指采用卡尔曼滤波算法，综合考虑电池组循环变化、电池老化、温度等影响，进而得到精准的剩余电量。该算法相对而言最精准，但是算法复杂，又需要足够的实验数据，暂未得到具体的应用。 混合法是指通过内阻法/开路电压法与库仑积分法相结合的方式，通过开路电压法/内阻法的定期校正，使用库仑积分法得到精准的剩余电量。该方法是目前使用最广泛的方式。 ● 电池组故障保护

关于-锂离子动力电池组的成本分析

关于锂离子动力电池的成本分析 一、锂离子动力电池的目标市场 锂离子电池由于工作电压高、储能较大、无记忆性和质量轻等优势发展迅速，一直在移动通讯、笔记本电脑等电器上大量使用；近年来随着新能源汽车的推广，锂离子电池被认为是最有效的能量工艺装置；同时新能源（太阳能、风能）并网发电站项目建设步伐加快，锂电池组为代表的储能技术成为核心发展的对象。 针对电动汽车使用的电池以功率型电池为主，其特点是：电池的放电倍率很大，那么在设计过程中就要注意减小电池的内阻；在极片的选取上，高功率型的电池极片要厚些，在涂敷的厚度上，高功率型的电池极片要涂得薄些，这样锂离子和电子在电阻相对较大的电极活性物质上迁移的距离小，总内阻减小，可以支持大电流，以达到高功率的要求； 针对储能电池以能量型电池为主，其特点与功率电池相反。对于高能量型电池，放电的倍率较小，那么在综合考虑内阻和容量的时候可以把容量排在前面，当然在增大容量的过程中也要尽可能地减小内阻。 二、锂离子动力电池组的产业链状况

结合项目目前的状况，这里重点讨论电芯的成本情况，因为作为一个电池组（电池包），电芯是基础，多个电芯串并联组成电池组，多电池组串并联组成电池包，然后装在电动车上使用或做储能电源。而且其成本特性属于变动成本，后期电池组装过程中更多的与设备、软件等固定成本相关。电芯的关键是：正极（阴极）、负极（阳极）、电解液和隔膜。 三、锂离子电池的成本分析 1、正极（阴极）材料：锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例（正负极材料的质量比为3: 1~4：1）,因此正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。目前锂离子动力电池场上主要使用以下五种材料：

如何选择动力锂电池的正极材料及安全性分析

如何选择动力锂电池的正极材料及安全性分析 目前，在锂离子电池中使用量最多的正极材料有以下几种：钴酸锂（LiCoO2），锰酸锂（LiMn2O4），镍钴锰酸锂（LiCoxNiyMnzO2）以及磷酸铁锂（LiFePO4）。究竟选择哪种正极材料的锂电池？下文会做详细地分析。 测试锂离子电池的安全问题，过充（指充电电压超过其充电截止电压，对锂离子电池来说，一般可以将10V/节定为过充电压）是一个很好的方法。谈到过充，我们应该首先了解一下锂离子电池的充电原理（如图1所示）。锂离子电池的充电过程是Li 从正极跑出来，通过电解液游到负极并得到电子，嵌入到负极材料中，而放电的过程则相反。 衡量正极材料安全性主要考验： A：容不容易在充电时形成枝晶。 锂离子电池的充电过程就是Li 从正极跑出来，通过电解液游到负极被还原并嵌入到负极材料中；放电的过程则相反，负极材料中的锂被氧化，通过电解液，嵌入正极材料。 基于循环性地考虑，钴酸锂（LiCoO2 ）材料的实际使用容量只有其理论容量的二分之一，即使用钴酸锂作为正极材料的锂离子电池在正常充电结束后（即充电至截止电压4.2 V左右），LiCoO2正极材料中的Li 将还有剩余。可用以下的简式表示：LiCoO2→0.5Li Li0.5CoO2 （正常充电结束）。此时如果充电电压继续升高，那么LiCoO2正极材料中的剩余的Li 将会继续脱嵌，游向负极，而此时负极材料中能容纳Li 的位置已被填满，Li 只能以金属的形式在其表面析出。一方面，金属锂的表面沉积非常容易聚结成枝杈状锂枝晶，从而刺穿隔膜，造成正负极直接短路；另外，金属锂非常活泼，会直接和电解液反应放热；同时，金属锂的

锂离子电池项目立项申请报告

锂离子电池项目立项申请报告 规划设计/投资分析/产业运营

报告说明— 该锂离子电池项目计划总投资11632.23万元，其中：固定资产投资10232.24万元，占项目总投资的87.96%；流动资金1399.99万元，占项目 总投资的12.04%。 达产年营业收入13376.00万元，总成本费用10271.16万元，税金及 附加204.59万元，利润总额3104.84万元，利税总额3737.68万元，税后 净利润2328.63万元，达产年纳税总额1409.05万元；达产年投资利润率26.69%，投资利税率32.13%，投资回报率20.02%，全部投资回收期6.50年，提供就业职位300个。 锂电池主要应运在动力锂电池及3C数码类电子产品等领域，鉴于3C 数码类电子产品逐渐趋于饱和，增长动力不足，目前动力电池是锂电池需 求增长的主要驱动力。根据中汽协数据，2018年1-12月，国内新能源汽车累计产销量分别为127.0万辆、125.6万辆，同比分别增长59.9%、61.7%，国内新能源汽车全年产销量继续实现高增长，预计到2020年，国内纯电动 汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达200万辆、累计产销量将超过500万辆。国际方面，根据EVTank数据，基于对汽车动力锂电池发展前景的持 续看好，2020年全球锂离子电池出货量有望达到265GWh，其中汽车动力锂 电池出货量占比将近60%。新能源汽车的高速发展对锂电池产生了巨大的需求,同时促进市场对动力型锂电池正极材料的需求。

目录 第一章概述 第二章项目投资单位 第三章投资背景及必要性分析第四章产品规划 第五章项目选址 第六章土建工程说明 第七章工艺技术 第八章环境保护说明 第九章生产安全保护 第十章风险性分析 第十一章节能评估 第十二章实施安排方案 第十三章投资方案计划 第十四章项目经济效益分析 第十五章综合评价 第十六章项目招投标方案