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業務范圍:科研成果轉讓、技術難題的攻關、現場指導、新工藝的采用和推廣,蓄電池產品生產許可證企業生產條件審查的咨詢等。

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中國電器工業協會鉛酸蓄電池分會文件

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澳礦企與韓國電池回收商簽署鈷鋰供貨協議

外媒報道稱,澳大利亞鋰業有限公司(ASX:LIT)子公司Envirostream Australia Pty Ltd(持股24%)與韓國電池回收商SungEel HiTech簽署了采購協議,將向后者銷售從澳大利亞回收的鋰電池中提取的鈷鎳鋰等混合金屬粉塵(MMD)。Envirostream是澳大利亞唯一一家具有收集、分類、切碎和分離廢舊鋰電池組件的綜合能力的公司。LIT作為澳洲本土的大型鋰礦企業,正在尋求通過整合鋰回收、提取和加工等方式來建立垂直整合的鋰加工業務。2019年10月,LIT斥資10萬加元(約合人民幣52.9萬元)收購Envirostream的部分股權,收購完成后其持股比例從18.9%增加到23.9%,進一步增強其在鋰鹽加工領域的競爭實力。SungEel HiTech成立于2000年,是韓國一家電子廢物回收和精煉公司,致力于從廢舊鋰電池中回收重要的能源金屬。隨著新能源汽車市場持續增長,動力電池需求量持續上升進而拉動上游鋰電池原材料產銷量增長。然而,由于中國新能源汽車補貼大幅退坡和市場競爭加劇,導致下游鋰鹽市場需求大幅萎縮,鋰鹽產能過剩,促使鋰鹽價格大幅下滑,進而對澳大利亞鋰礦開采企業的經營情況產生極大影響。當前,大批鋰礦企業都在縮減產能或停產,以減少鋰礦價格暴跌帶來的損失。與此同時,隨著廢舊鋰電池數量的增長,從廢舊電池中回收鈷鋰金屬的經濟價值日益凸顯,從而吸引眾多企業布局。據了解,LIT擁有專有的破壞性提取技術(SiLeach?和LieNA?),可以從廢舊電池和礦山廢料中回收提取鋰材料并生產鋰電池,從而降低原料采購成本,緩解鋰原料供應不足的壓力。其中,SiLeach是一種濕法冶金工藝,可以從云母或礦物中提取鋰,其中包括一種去除氟和鈣和熱轉化的新工藝,鋰回收率已超過90%。SiLeach工藝與熱轉化工藝的區別在于它不受礦石進料尺寸或雜質含量的限制,消除了生產高純度氫氧化鋰或碳酸鹽的要求,從而大幅降低成本。LIT公司董事總經理Adrin Griffin表示“通過為電池行業提供可持續發展的技術,我們計劃開發垂直整合的鋰生產業務。這些結果清楚地表明可以更好地利用現有資源,并減少能源金屬需求增加所帶來的環境壓力?!苯衲?月,LIT與中國電池制造商德朗能(DLG)成立了合資公司Soluna Australia Pty Ltd,將為澳大利亞的住宅和工業儲能系統市場提供磷酸鐵鋰電池儲能產品和三元電池等其它產品。其中,LIT全資子公司VSPC將使用其(SiLeach?和LieNA?)技術生產磷酸鐵鋰正極材料供應給德朗能生產電池,當前正在向德朗能提供樣品進行測試。

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電池巨頭的擴張隱憂

寧德時代以迅雷不及掩耳之勢竄上動力電池第一的寶座,并將昔日的霸主松下和LG化學遠遠甩在身后。沉寂幾年的LG化學醒悟過來,迅猛推進搶占動力電池的產能高地。2019年國內新能源汽車動力電池“白名單”正式取消,LG化學卷土重來,加速“搶食”,試圖趁著汽車電動化的春風,為公司創造一個新的利潤增長點。然而人算不如天算,電動車在2019年毫無征兆地墜入寒冬。LG化學的工廠還沒來得及建成,就迎來了電動車的至暗時刻,產能面臨無法釋放的危險。與此同時,鋰電池技術的安全隱患不時爆出,老牌電池霸主預期的翻身之戰,變得撲朔迷離。01、爭食中國市場LG化學來勢洶洶。2019年以來,LG化學在華投資的消息一個接著一個。10月底,LG化學宣布,決定向其位于南京的中國子公司樂金化學投資約30億元人民幣,意在擴建汽車電池的生產設施。中國成為其主攻市場。LG化學追加投資的同時,樂金化學在南京的第二座動力電池工廠建設進入收尾階段。該工廠在2018年10月動工,主要生產動力電池、儲能電池和小型電池,計劃2019年底開始量產,2023年實現全面達產。LG化學急于擴張產能,是2018年電池訂單急劇增長的緣故。據韓國SNE Research發布的2018年全球EV動力電池出貨量排名顯示,LG化學動力電池出貨量為7.4GWh,同比增長46.8%。奧迪曾因LG化學的動力電池供應不足,而不得不將2019年e-tron SUV的全球生產計劃從5.6萬輛下調到4.5萬輛。奧迪之外,現代集團、沃爾沃、通用、克萊斯勒、雷諾等都是LG化學的客戶。2019年9月,LG化學還接到特斯拉的訂單,計劃通過南京工廠為特斯拉上海超級工廠供貨。2015年打入中國市場時,LG還跟上汽集團、中國一汽、長安汽車等成為合作伙伴。雖然入華時間早,但LG并未占到便宜,2016年初中國新能源汽車補貼政策調整,LG化學一直沒能進入動力電池目錄,導致搭載LG化學電池的車企無法拿到新能源汽車補貼,中國的新能源車企紛紛轉向寧德時代、比亞迪等國產電池廠商。中國電動車銷量持續走高幾年里,LG化學未能分得一杯羹,在中國的電池工廠幾乎陷入停滯狀態,產能擴張計劃更是按下暫停鍵。目前中國新能源補貼政策調整,車企可以不受補貼政策自由選擇電池廠商,LG看到機會,隨即啟動新一輪的擴張計劃。然而,從投資到工廠建設再到最終投產都需要時間,LG化學只能從長計議,等待產能的爆發。02、動力電池寒冬LG化學沒等到電池產能爆發,卻等來了電動車銷量下滑。中國汽車工業協會統計的數據顯示,截至2019年9月,往年銷量連續翻番的新能源汽車,已連續3個月下降。9月,純電動汽車產銷分別完成7.4萬輛和6.3萬輛,比上年同期分別下降26.1%和33.1%。中國在新能源補貼政策的刺激下,成為世界最大的新能源汽車消費國,國內電動車銷量走低,對全球的電動車企都產生影響,導致車企主動降低電動車產量,動力電池的需求自然隨之降低。電動車銷量持續下滑的壓力,迅速傳導到上游產業,LG化學亦遭受到重大沖擊,2018年營收利潤猛增的勢頭,在2019年急轉直下。LG化學2019年半年報顯示,電池業務營收不到去年的一半,營業利潤虧損2758億韓元(約合17億人民幣)。長期以來,電池業務在LG化學公司處在較邊緣的位置,電池部分的營業收入占總營收的20%以下,直到2018年才迎來爆發,營業收入超過6兆韓元,占總營收的四分之一。不過,電池業務并不賺錢,為公司貢獻的利潤比例也不高,2018年達到巔峰對公司的利潤貢獻率也就9.3%,營業利潤為2091億韓元??v觀近四年LG化學電池業務的表現,其市場占有率持續走低,2016年是17.2%,到2019年上半年萎縮到13%。設計產能一直在提高,但產能利用率卻一路下滑,到2019年上半年只有57%,而他的競爭對手寧德時代的產能利用率一直保持在75%以上。產能利用率不高的情況下,LG化學仍跟寧德時代一起拼產能,斥巨資投入興建工廠。目前,LG化學擁有韓國、中國、波蘭和美國四處電池工廠。按照規劃,這些工廠到2020年將擁有年產110GWh電池的生產能力。值得注意的是,2018年LG化學的出貨量還不到10GWh,兩年時間產能暴增,又不幸遭遇電動車銷量“寒冬”,勢必會造成產能利用率進一步走低,導致工廠機器閑置,從而進一步侵蝕公司的利潤。03、起火“陰影”難滅拋開產能等問題不談,“起火”則是LG化學電池始終無法繞開的安全問題。當下,市場上主流的動力電池是三元電池,屬于鋰電池技術的一個分支。鋰電池技術原理由美國人提出,索尼率先將這項技術在日本商業化。韓國緊跟日本開始研發鋰電池技術,在相當長一段時間里,鋰電池領域呈現日韓爭霸的局面。韓國的鋰電池領軍企業便是LG化學,它在2000年左右進入鋰電池領域,其產品最早是用在電子消費品上。2009年,LG化學與韓國現代起亞合作,首次將自主研發生產的鋰離子電池應用于電動車。LG化學在發展鋰電池的過程中,一直伴隨著“起火”的風險。2016年8月,LG化學南京工廠電池廠房內起火,消防緊急撲滅后,發現是工廠二三層之間的鋰電池生產設備起火。同樣運用鋰電池技術的LG化學儲能系統(ESS)起火事故更加頻繁,據韓國媒體統計從2017年8月至2019年10月,韓國共發生27起ESS火災事故,其中有17起裝置了LG化學生產的鋰電池。經調查小組調查發現,LG化學2017年初生產的部分電池包發現了翻折和切斷不良、活性物質涂層不良等制造缺陷。2019年1月,韓國慶尚南道梁山市一個工廠的ESS和全羅北道一座與光伏電站配套的ESS相繼起火,其電池均來自LG化學。受此事影響,LG化學一季度營業利潤同比下降約60%,LG 化學首席運營官(COO)丁豪榮對媒體解釋稱:“電池部門受淡季影響,以及韓國國內ESS火災導致的一次性費用增加而發生虧損,營業利潤對比上季度下降?!逼鸹鹬?,LG化學生產的鋰電池亦被哈羅單車質疑。2018年5月,哈羅單車發現平臺批量出現了“幽靈單車”,即單車的位置一直沒有發生移動。到6月,“幽靈單車”的數量增長到數十萬輛。哈羅技術專家隨機拆開2000輛失聯單車的智能鎖,發現均出現電池故障,電芯的防爆閥被沖開,無法正常工作,該電芯正是由LG化學生產的。哈羅單車找LG化學協商無果后,選擇將其告上法庭。LG化學鋰電池安全問題尚未有效解決之前,電動車電池市場已經發生翻天覆地的變化。特斯拉、蔚來等電動汽車多次發生起火事件,使得消費者對電動車的電池安全越來越看重,車企在選擇電池供應商上要求更加嚴格,同時隨著中國動力電池企業的迅速崛起,給了車企更多的選擇機會。特斯拉在跟松下、LG化學簽約后,又有意向跟寧德時代達成合作。動力電池不再是賣方市場,車企不用顧及供應量的擔憂,而可以對電池供應商進行挑選。LG化學一邊瘋狂擴張產能,另一邊鋰電池安全問題卻仍未解決,在激烈的動力電池戰場,是否還能如往日般所向披靡?

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2023年性能成本改進需求將鋰離子電池和新電池技術推向競爭極限

電池技術的飛速發展有望加快全球能源轉型的步伐,并在解決人類的「氣候危機」。僅在 2019 年上半年,對電池技術的投資就超過 14 億美元,而對電池制造的大量投資和技術的穩步發展有可能讓我們在 2030 年前看到組織能源系統的方式發生巨大變化。電動汽車鋰電池市場發展時間表 | RMI 研究報告在 2023 年之前,已經實施中和計劃中的電池制造業總投資約為 1500 億美元。分析人士預計,新的計劃中的電池制造能力的硬性成本將從 2018 年到 2023 年下降一半以上。這讓電池迅速打開新的市場,性能和成本改進的需求將鋰離子電池和新電池技術推向競爭極限,而且這比預期的速度更快。電池技術的「競爭閾值」預估,及如何取代現有技術 | RMI 研究報告到2025年,技術和制造的方面的發展進步將使鋰離子電池在電化學儲能市場保持領先地位。下圖顯示了公司預期的技術商業化時間表。報告統計顯示,電動巴士和電網儲能所用的磷酸鐵鋰電池,制造商有比亞迪、力神、帥福得萬向A123等。電動汽車和電動工具所用的NCM三元電池,制造商企業有寧德時代、三洋、松下、三星、LG化學以及SKI等。多種應用場景將為新的電化學電池創造企業提供和鋰離子電池競爭的機會。1.固態電池,如可充電的堿性鋅電池、鋰金屬電池和鋰硫電池,將有助于在更大的移動應用中提供電力支持。2.低成本和長時間的電池,如鋅基電池、液流電池和高溫技術等,將非常適合在未來高比例的可再生能源和電動汽車應用的電網中提供平衡負荷作用。3.高功率電池,提高電動汽車的普及率和提高充電速率。多樣化的電池技術用戶案例 | RMI 研究報告這對行業參與者意味著什么隨著電池市場的持續增長,電池技術將有助于取代天然氣工廠,并在其他新的細分市場站穩腳跟,包括重型卡車和短程航空。隨著這種轉變,化石燃料價值鏈上的遺留基礎設施可能會陷入困境,包括天然氣管道和內燃機制造工廠。電池成本的下降已經導致利用天然氣的發電計劃取消。該報告探討了一個日益電氣化,鋰離子電池主導的世界將如何為其他即將商業化的新興電池技術打開重要的新市場機遇。RMI 對新興電池技術的分析發現,到 2025 年,除了先進的鋰離子電池外,還有六類電池具有巨大的商業生產潛力。下圖顯示了公司預期的技術商業化時間表。預期的技術商業化時間表 | RMI 研究報告RMI 的分析確定了這些突破性電池技術對投資者、監管機構、政策制定者和其他能源行業參與者的影響,并確定了風險緩解和投資策略,可以減少潛在的擱淺資產風險。它概述了鼓勵創新的電池和儲能技術生態系統加速采用在「全球化制造」的戰略。全球儲能裝置市場累計增長預測 | RMI 研究報告顯然,突破性的電池技術將在我們的能源系統中發揮核心作用,這比之前認為的可能要快得多,在向清潔能源經濟轉型的過程中,電池技術正在創造更多價值以及創造各種各樣的新機會。參考資料:Rocky Mountain Institute (RMI) ——「Breakthrough Batteries」

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鋰電巨頭沃特瑪破產清算案被法院受理 負債達197億

11月13日晚間,堅瑞沃能發布公告稱,深圳市中級人民法院于2019年11月7日裁定受理黃子廷申請深圳市沃特瑪電池有限公司破產清算一案。經深圳市中級人民法院初步查明:深圳市沃特瑪電池有限公司目前尚在經營,現有員工800余人,對外負債約197億元,其中拖欠559家供應商債權約54億余元。公司現有資產為位于深圳市坪山區坑梓街道的建設用地(59030.15 平方米)以及對外股權投資、車輛、存貨、機器設備、應收賬款等。堅瑞沃能稱, 若人民法院裁定沃特瑪進入破產清算程序,將會對公司目前所面臨債務危機的化解產生積極影響。截至目前,公司及管理人尚未收到深圳中院的裁定書等法律文書,管理人后續將根據該事項的相關法律文書及進展情況及時履行信息披露義務。深圳市沃特瑪電池有限公司總部位于中國深圳,是國內最早成功研發新能源汽車動力電池并率先實現規?;a和批量應用的企業之一,位居中國動力電池前三強,其動力電池在國內25個新能源汽車推廣示范城市中已占有約20%的市場份額。沃特瑪的上市主體即母公司堅瑞沃能。進入2018年之后,堅瑞沃能便陷入債務旋渦。2018年4月,堅瑞沃能發布公告,公司出現債務逾期的情況,逾期債務19.98億元,主要為應付票據和銀行借款,面臨債權人的權利主張,公司面臨償債風險,對日常經營造成影響。堅瑞沃能的資金問題逐漸公開化。9月30日,堅瑞沃能發布公告稱,公司收到陜西省西安市中級人民法院下達的(2019)陜01破申1號《民事裁定書》及(2019)陜01破申1號之一《決定書》,裁定受理債權人陜西凱瑞達實業有限公司對公司的重整申請,《決定書》指定由北京市金杜(深圳)律師事務所擔任堅瑞沃能管理人?!捌飘a重整是現在能救公司的唯一途徑”,堅瑞沃能相關負責人此前對新京報記者表示,一旦進入破產重整環節,目前被凍結的資產和面臨的訴訟,就會以強制司法判決的形式解除和終止,相當于前路障礙被掃除,堅瑞沃能如果能尋找到戰略投資者,就可以重新啟動。上述堅瑞沃能負責人稱,此前中國資本市場上共有53家進入破產重整的上市公司案例,按照以往慣例來看,最快3個月,最慢9個月基本可以完成破產重整,屆時公司可能會有比較大的起色。不過,上述負責人也表示,如果堅瑞沃能在破產重整環節中表現不佳,被法院裁定重整失敗,就要進入破產清算環節,相當于堅瑞沃能就“徹底宣告滅亡”。

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美國阿貢國家實驗室開發新型電解質材料提高鋰硫電池性能

據外媒報道,美國阿貢國家實驗室的科學家開發和研究了一種電解質材料,據稱可以顯著提高鋰硫電池的性能。這個研究小組制定了一個選擇規則,可以幫助研究人員為不同的電池系統選擇最合適的電解質材料。鋰硫電池是許多儲能電池中的一種,通常被認為比如今的鋰離子電池具有更高的儲能容量,同時可以采用更便宜、更豐富的電解質材料。但是,據阿貢國家實驗室稱,鋰硫電池的性能受到一個稱為“多硫化物穿梭”的不良效應的損害,該反應在充電過程中會將沒有完全氧化的鋰硫化合物溶解到電解液中,然后鋰硫化合物在陽極上還原,在陰極上氧化,將會浪費電能。阿貢國家實驗室研究小組的一名化學家Chi Cheung Su說,“多硫化物穿梭效應除了加熱電池之外,并沒有什么效果,這就像從紐約飛往洛杉磯的航班只能在芝加哥和丹佛之間來回奔波一樣?!卑l生這種反應是因為多硫化物易于溶解在含有二氧戊環和二甲氧基乙烷的普通電解質中,但是由于存在氫氟醚(HFE)這種新的電解質,其中多硫化物不易溶解。Cheung Su說:“我們需要同時解決低溶解度和高電導率這兩個問題,在這兩個問題解決之后,可以使這種電池實現商業應用?!遍_發沒有捷徑這個研究小組繼續評估各種氫氟醚(HFE)材料和包含它們的電解質的性能,建立有機結構與材料的電化學性能之間的關系,并開發出通用規則來預測不同氫氟醚(HFE)分子的溶解行為和電導率。該規則在化學期刊《Angewandte Chemie》上發表的一篇論文中進行了闡述。研究小組表示,發現多硫化物的穿梭效應將提供寶貴的見解,并將指導未來的研究人員尋找最合適的氫氟醚(HFE)材料作為特定電池系統中的電解質助溶劑。該小組發現,在研究不同電解質的性能時,在消除多硫化物穿梭方面表現最佳的電解質化學在電導率方面也最弱。Cheung Su說,“這表明鋰硫電池的開發并沒有捷徑,我們仍然需要繼續尋求各種方法來改善鋰硫電池的性能?!?

作者: 劉伯洵 詳情
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科學家研發新型柔性鋰離子電池 可被切割但不會起火

現在,大多數鋰離子電池都由易燃的液體電解質制成,非常不安全;不過,美國科學家研發出一種新型WiBS電解質,能夠制成不會著火的電池。據報道,美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)的一組研究人員設計了一種柔性鋰離子電池,即使在被切割、被浸沒、被模擬彈道撞擊等極端條件下,該電池都可正常工作,而且現在,該電池還不會著火。目前的鋰離子電池都由易燃和可燃材料制成,很容易發生災難性的火災和bao炸事件,其中大多數是沒有任何可辨別的警告就突然發生了。由于具備危險性,三星Galaxy Note7手機就被禁止在飛機上使用,海軍也禁止在船上和潛艇上使用電子煙,以減輕此類易燃設備的危險性。而隨著此類電池已經逐漸成為便攜式電子設備、電動汽車和電網存儲等應用的首選儲能工具,因而能夠提升其安全性將標志著鋰離子電池生產和使用方式的重大轉變。最近,在《化學通訊》雜志上,由APL研究和探索開發部的Konstantinos Gerasopoulos領導的研究小組公布了發現:一種新型water-in-salt(WiS)和water-in-bisalt(WiBS)電解質,當與聚合物基質合并,可以減少水的活動,提高電池的能量,延長其生命周期,同時消除目前鋰離子電池中易燃、有毒、高活性的溶劑。研究人員表示,該種電解質是一種安全、強大的替代品。APL高級研究科學家兼首席研究員Gerasopoulos表示:“從手機到汽車,鋰離子電池已經成為日常生活中的常見品,繼續提高其安全性對進一步促進儲能技術的發展至關重要。自20世紀90年代初期,鋰離子電池實現商業化以來,其形狀因數都沒有發生太大的變化,我們還是采用相同的圓柱形或菱形電池芯,其中的液體電解質和所需的密封包裝與此種形狀有莫大的關系?!薄拔覀冄芯啃〗M致力于采用一種安全性和形狀因數都得到改進的聚合物替代易燃的液體電解質,而且最近的論文表示,基于水的柔性聚合物鋰離子電池可以在露天環境下制造和操作,而且其可用性和性能都得到了改善?!痹谛卵芯恐?,團隊克服了液態WiBS電解質的限制。由于存在水,液態WiBS電解質本質上是安全的,但是其能量有限,與大多數商用陽極材料無法兼容。研究人員研發了“穩定的、基于WiBS的水性凝膠聚合物電解質(GPEs)。在WiBS存在的情況下,研究人員通過UV介導,聚合水溶性丙xi酸酯從而制成此種電解質?!笨茖W家們證明,UV固化工藝以及在聚合物中集成WiBS可改善游離水的滯留性,而滯留性將由該聚合物負責協調,從而可以提升其電化學穩定性。研究人員表示:“我們首次證明,目前市場上廣泛使用的低成本陽極納米級鈦酸鋰(Li4Ti5O12,LTO)可用于水性聚合物鋰離子電池,而且能夠可靠地循環100多次?!?017年,研究人員曾研發出具突破性的柔性電池,此次研發的新型聚合物電解質進一步提升了此種電池的損傷容限。Gerasopoulos表示:“第一代柔性電池在尺寸上不如我們現在制造的電池那樣穩定。我們研發的UV固化聚合物是一種獨立、機械強度高的薄膜,類似于隱形眼鏡。此類電池就算完全暴露在空氣中,都可以連續工作幾天。而且可以燒、切割它們,或者以其他方式對它們施加壓力,它們也仍然可以工作?!薄拔覀兂晒μ岣吡薌PE的機械強度和電化學穩定性,能夠將此種新型過飽和水凝膠聚合物電解質(GPE)從概念驗證過渡至實際應用?!盇PL材料科學項目區域主管Jeff Maranchi表示:“我們的團隊在不斷提高柔性鋰離子電池的安全性和性能,而且我們希望在一年內能夠將該新研究轉變成原型?!眮碓? 上海有色金屬網

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新型陰極制備法讓鋰硫電池商業化有希望

據外媒報道,新加坡科技研究局(A*STAR)納米生物實驗室(NBL)的科學家研發出一種新穎的方法來制備下一代鋰硫電池陰極,而且該方法簡化了鋰硫電池陰極耗時且復雜的生產過程。該研究表明鋰硫電池商業化有了希望,而且解決了行業內的一個挑戰,即需要一種實用方法以大規模生產能夠提升電池性能的材料。盡管人們普遍認為鋰離子電池是一種先進的技術,可以有效地為現代通信設備提供動力,但是由于其內在電化學屬性不穩定,存在存儲容量有限以及安全性不足等缺點。不過,NBL研究團隊研發了一種新型簡化技術,能夠從廉價的商用材料中研發出鋰硫電池陰極,從而改變現狀。在理論上,硫的能量密度高、成本低且儲量豐富,有助于鋰硫電池系統得到普及,進而替代鋰離子電池。理論上說,鋰硫電池可存儲比鋰離子電池多10倍的能量,但是目前為止,此種電池無法重復充放電。NBL研發的鋰硫電池陰極卻顯示了良好的比容量,高達1220 mAh/g,意味著每1g的陰極材料就可存儲1220 mAh的電荷。相比之下,典型鋰離子電池陰極的比容量為140 mAh/g。此外,NBL的鋰硫電池陰極在200次以上的充電循環后,仍保持很高的容量,性能的損失降至最小。能夠達到此種性能的關鍵在于NBL采用了獨特的陰極制備兩步法。研究人員在添加硫之前,先構建了碳支架,得到一種3D互聯多孔納米材料。與傳統制備陰極的方法不同,該方法可以在電池充電時,防止碳支架坍塌。在電池充放電初期,傳統法制備的陰極碳支架會坍塌,從而導致整個電池結構的變化。最終,傳統陰極的密度變得更高、表面積更小、孔隙也更小,進而導致電池的性能低于NBL的電池。事實上, NBL陰極的比容量比傳統法制備而成的硫陰極高出48%,容量消褪率降低了26%。如果該陰極中添加了更多的硫,NBL陰極的實用表面積容量高達4 mAh / 平方厘米。NBL的研究人員不僅在設計和優化陰極,還在利用納米材料工藝對陽極、電池隔膜和電解質進行設計和優化。研究人員的目標是研發出一套完整的鋰硫電池系統,與傳統鋰離子電池相比,該系統將具備更強的儲能能力,而且比現有的電池壽命更長,能夠給電子設備、電動汽車和電網儲能等帶來很大的益處。(文中圖片均來自新加坡科技研究局)

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瞄準鈷鋰 13家外企鋰電池回收布局啟示

無論是未來市場經濟價值推動還是相關政策扶持,廢舊動力電池回收利用的布局熱潮已經來臨?!?019年動力電池回收利用行業即將迎來集中帶量報廢期”、“ 到2020年我國車用動力電池報廢量將達32GW”、“2023年僅廢舊動力鋰電池回收的市場規模就將超300億元”……近年來,動力電池回收利用市場呼聲高漲,關于行業前景的樂觀預判層出不窮。在國內,工信部等相關部門發布了多個關于推動新能源汽車動力蓄電池回收利用,引導和規范動力蓄電池回收服務網點建設運營的政策,給企業布局提供了指導意見和發展方向。在此情形之下,各大省份相繼組建了動力電池回收產業聯盟,包括主機廠、電池廠、材料廠、第三方回收機構、中國鐵塔等產業鏈企業都積極參與,簽署相關協議共同推進國內廢舊電池回收利用產業發展。值得注意的是,盡管國內電池回收利用產業已經有來自政策和市場層面的雙重力量助推,但整體而言依然發展緩慢,行業實際發展情況卻與預期差距甚遠。業內人士指出,目前回收行業掣肘較多,仍面臨著回收網絡有待健全、梯次利用等關鍵共性技術有待突破、商業模式需要創新等諸多問題,產業整體還處于初級發展階段。同時,目前動力電池回收市場亂象叢生,小黑作坊活躍,應鼓勵規范性企業進入,但目前來看,行業“門檻”似乎過高。事實上,鋰電池回收利用涉及多個環節,對回收企業在回收資質、回收技術和回收渠道等方面提出了很高的要求。一些發展模式粗放、技術工藝落后、環保意識薄弱的回收“小作坊”會對鋰電池回收產業產生諸多不利影響。而在國外,一批國際領先的主機廠、電池廠、材料企業和專業回收機構也在積極布局鋰電池回收,并且制定了詳細的回收計劃和開發了先進的回收技術,這給國內企業提供了借鑒參考。目前,動力電池的回收主要分為梯次利用和拆解回收兩個循環過程,且動力電池的回收循環將從梯次利用開始。而以大眾、特斯拉、豐田、本田、巴斯夫、優美科、SKI等國際企業,在鋰電池回收方面則先從拆解回收鈷鎳鋰金屬開始,以盈利為主要目的,并將此作為其鋰電池材料供應來源之一。為此,上述企業都在積極開發鋰電池材料回收技術和建設回收工廠,下面就來看看國外企業是如何布局鋰電池回收,且看下文:1、豐田設海外動力電池回收工廠外媒報道,豐田汽車目前在泰國北柳省開設了一家電池生命周期管理工廠,用于管理在泰國銷售的混合動力車載電池,這也是豐田旗下首個海外電池回收工廠。2、大眾電池原材料回收率目標97%大眾汽車公布了其EV電池回收計劃,包括便攜式充電器和原材料回收。大眾汽車相信10年內,電池組中97%的鋰、鈷、錳和鎳等原材料可以得到回收!3、特斯拉公布動力電池回收思路特斯拉發布了一份新的“影響報告”,闡述了其對動力電池回收的想法:針對已耗盡壽命的汽車電池組,公司更偏向于回收利用其中有價值的電池材料用于生產新電池。4、本田計劃2025年回收廢舊鋰電池生產鎳鈷合金外媒報道,日本汽車制造商本田汽車公司的一名高管表示,該公司計劃到2025年,使用廢舊鋰離子電池作為原料,開始生產鎳鈷合金。5、寶馬聯手優美科/ Northvolt回收鋰電池材料外媒報道稱,德國汽車制造商寶馬與比利時材料回收公司優美科以及瑞典電池公司Northvolt共同創建了汽車電池回收企業;其中,寶馬將提供其在電池研發方面的專業知識,優美科將負責活性負極和正極材料的開發和回收。6、奧迪攜手優美科開發電池回收系統奧迪官網報道,奧迪已經與德國優美科公司完成了電池回收戰略研究合作的第一階段。雙方正合作研發可以反復使用高壓電池組件的閉環,特別是電池原材料中比較有價值的材料。目前,奧迪和優美科正在研發具體的回收概念,重點在于閉環回收法。7、巴斯夫布局歐洲動力電池回收外媒報道稱,巴斯夫宣布公司計劃與法國公司埃赫曼(Eramet)和蘇伊士(Suez)合作開展電動車廢舊電池回收業務,投入 “ReLieVe”電動汽車鋰離子電池回收項目。該項目旨在開發一種創新的閉環工藝,從電動汽車中回收鋰離子電池,并利用回收的電池材料在歐洲生產新的鋰離子電池。8、住友金屬布局鋰電池材料回收外媒消息,日本住友金屬礦業有限公司(SMM)表示,公司已經開發出一種回收和再循環利用廢舊鋰離子電池中分解出的鈷銅鎳等材料的工藝。9、優美科聯手Formula E回收電動賽車電池外媒報道,比利時材料商優美科將與Formula E合作實施動力電池回收計劃,Formula E電動賽車系列前兩季電動車的電池目前已交由優美科回收處理。10、SKI從廢舊電池中回收超80%氫氧化鋰外媒報道,SKI正在開發從電動汽車廢電池正極中回收氫氧化鋰的技術,計劃在年底前完成技術開發,并在明年實現商業化。SKI表示憑借這項技術,超過80%的鋰離子電池材料可以被回收利用,從而能夠回收高質量的鎳和鈷等關鍵正極金屬。11、EarthTech公司建立首座電動車電池回收工廠外媒報道稱,韓國泰科國際子公司Earth Tech公司計劃在全羅南道的靈光郡建立旗下首座電動車電池回收工廠。該項目將投資240億韓元(約合1.39億元人民幣),可回收鋰、鎳、鈷等電池用金屬成分。12、芬蘭Fortum開發濕法冶金回收工藝外媒報道,芬蘭能源供應商Fortum正在進入鋰電池回收市場,利用芬蘭Crisolteq開發的工藝,Fortum聲稱它現在可以在工業規模上回收每種電池中80%以上的材料。13、美國錳公司與美國能源部合作開展鋰電池材料回收外媒報道,美國錳公司American Manganese Inc.(證券代碼“AMY”)宣布,將與美國能源部(DOE)合作開展電動汽車鋰離子電池材料回收項目。該項目正式名為“鋰離子電池拆卸,再制造和鋰和鈷回收項目”,旨在為電動和混合動力電動汽車及電動自行車和電動工具等使用終端的鋰電池材料制定發展戰略。

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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鉛蓄電池提供了全球75%的儲能 未來將扮演何種角色?

由于預計今年的全球儲能裝機容量將增加一倍,2020年將增加兩倍,研究人員正在努力提高鉛蓄電池的性能,以用于可再生能源集成和電動汽車。資助鉛電池創新的全球研究組織電池創新聯盟CBI,已經制定了一個增長路線圖。CBI主任阿利斯泰爾?戴維森(Alistair Davi-dson)表示,先進的鉛電池具有成本和可持續性方面的優勢。它們通常比其他替代品便宜,而且回收率為99%。你也可以把舊電池賣到回收市場,而不是花錢去處理。CBI的技術經理Maththew Raiford說:“你可以在生命結束時把它們放回回收利用的循環中,這樣就能賺錢?!彪m然鉛電池太重,不能作為電動汽車的主要電池,但12伏的鉛電池通常被用作汽車的備用電池。他說,如果汽車里的鋰離子電池或其他電池出現故障,鉛蓄電池就能給司機提供足夠的動力把車開到路邊。在大多數電動汽車中都可以找到正因為如此,它們在大多數電動汽車中都能找到,而電動汽車的增長將推動鉛電池市場的發展。此外,先進的鉛電池需要更少的能量來生產,Raiford說。每生產一千瓦電池大約需要100到150千瓦時的能量。戴維森說,到2030年,公共事業層面的儲能設施預計將增加10倍。鉛蓄電池可用于輸電和配電儲備,在電網層面提供備用儲能。戴維森說,家用電池是另一個不斷增長的市場。雷福德說,CBI的目標是改善用于公用事業和可再生能源應用的電池的生命周期。生命周期代表了它們可以充放電的次數。根據路線圖:CBI希望到2022年將電池的使用壽命提高5倍,達到5000次循環,降低運營成本,這是公用事業和可再生能源應用的一個關鍵參數。路線圖還表明,全球各國政府正在制定雄心勃勃的脫碳和電氣化目標,推動能源儲存的需求。單靠一項技術無法滿足如此巨大的增長。鉛電池在微電網中的作用戴維森認為,全球對用于微電網的鉛蓄電池的需求也在增長。密蘇里科技大學的EcoVillage提供了在微電網中使用鉛蓄電池的示例。校園內的住宅被用作研究可再生能源和儲存的生活實驗室。研究的重點是先進的鉛電池在小型太陽能微電網中的性能,以及在社區層面共享能源。另一塊鉛蓄電池是費爾島(Fair Isle)微電網的一部分。費爾島是蘇格蘭的一個偏遠島嶼,以前是由一臺柴油發電機和一些風力發電機供電的,但晚上會停電。費爾島現在有24/7的電力來自一個由50KW的光伏太陽能板和一個0.23MW的電池儲能系統組成的微電網。戴維森說,在非洲和拉丁美洲的偏遠地區,裝有先進鉛電池的微型電網通??梢匀〈裼桶l電系統?!斑@大大降低了對石油的依賴,電池為從未見過它的地區提供了高度可持續的電氣化?!彼f。根據路線圖的數據,鉛蓄電池提供了全球75%的可充電儲能。電池儲能需求的增長刺激了一場創造創新電池的競賽。CBI想要成為這場競爭中的一員?!半姵貎δ苄枨蟮木薮笤鲩L推動了這場電池創新競賽。隨著各國紛紛減少對碳的依賴,電池儲能將成為本世紀最具決定性的技術之一。原標題:CBI:隨著儲能的增長 鉛電池將扮演何種角色?

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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鉛蓄電池回收:“良幣驅逐劣幣”

由于鉛蓄電池本身循環利用率高,繼而催生了灰色的非法回收地下產業鏈。鑒于當前非法電池回收處置環節污染形勢嚴重,今年以來,國家相關部門接連出臺政策,力圖給予重拳打擊。、我國是鉛生產和消費大國,每年僅鉛蓄電池的耗鉛量就達到330萬噸以上,約占我國鉛生產總量的70%。鉛蓄電池廣泛應用于交通、通信、儲能、物流等諸多行業,報廢的鉛蓄電池也成為涉鉛企業鉛原料的主要來源。由于鉛蓄電池本身循環利用率高,繼而催生了灰色的非法回收地下產業鏈。鑒于當前非法回收處置環節污染形勢嚴重,今年以來,國家相關部門接連出臺政策,力圖給予重拳打擊。繼4月份國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會聯合發布《廢鉛酸蓄電池回收技術規范》之后,國家發展改革委近日又組織起草了《鉛蓄電池回收利用管理暫行辦法(征求意見稿)》(以下簡稱《辦法》),要求到2025年底,鉛蓄電池規范回收率達到60%以上。在業內專家看來,這一廢舊鉛蓄電池回收再利用的“國字頭”政策一旦正式實施,將有效規范廢舊鉛蓄電池回收和資源化利用行為,提高資源循環利用水平,并進一步控制鉛蓄電池回收帶來的環境污染。治理“灰產”已刻不容緩鉛蓄電池的應用歷史已有百余年,其性能的穩定性是很多電源產品無法比擬的。在我國,鉛蓄電池占據很多應用市場的主導地位,但回收再生渠道凌亂、回收處理不規范等帶來的環境污染,始終是制約我國鉛蓄電池發展的桎梏之一。中國電池工業協會副理事長王敬忠告訴記者,報廢的鉛蓄電池里的含鉛量可以達到60%,因此價值很高,單價甚至高于兩三百元。巨大的利益也催生了龐大的灰色產業鏈。他坦言,我國每年約產生500萬噸廢鉛蓄電池,這些電池通過正常渠道回收的僅占30%~40%,剩下的都被沒有資質的無證企業收走。這些流進非法渠道的廢鉛蓄電池,在回收過程中產生的二次污染非常嚴重。王敬忠告訴記者,由于很多無資質的個體商戶沒有環保設施,采用的也是最基本的冶煉方法,這就會產生大量煙氣,而煙氣飄入空中遇冷,就會變成粉塵,從而造成嚴重的大氣污染。除此之外,我國每年約有16萬噸鉛在非法冶煉過程中流失,并且非法個體回收每年拆解倒酸超過30萬噸,廢液廢渣隨意倒入陰溝、田地,也對環境和人體造成可見及潛在的危害。國家環境保護鉛酸蓄電池生產和回收再生污染防治工程技術中心主任陳中華向記者指出,回收利用率低、回收企業集中度差、規模小、技術裝備落后、鉛回收率低、環保措施差,收集、運輸、貯存管理體系不完備等,都是當前國內鉛蓄電池回收環節存在的關鍵問題。實際上,廢舊鉛蓄電池中除了含有大量鉛板,還有20%的硫酸以及15%的塑料和其他輔助材料。在王敬忠看來,如果報廢的鉛蓄電池都流入正規回收企業,以目前企業的回收技術水平和配備的全套現代化設備,完全可以做到對廢鉛蓄電池“吃干榨盡”,并且不產生二次污染。但是,由于非法回收渠道和網絡的存在,環保投入較大的正規再生鉛企業,往往在經濟性方面低于非法企業或個體經營戶。這也導致在鉛再生領域“劣幣驅逐良幣”的現象屢見不鮮,整治非法回收渠道已刻不容緩?!耙耘f換新”將成突破口由于此前國家對違法違規企業監管乏力,使得一些企業和商販在高額利益面前鋌而走險,導致廢鉛蓄電池回收的“頑疾”久治不愈。而此次發布的《辦法》對有關鉛蓄電池回收的各個環節都作了硬性規定,這也將在一定程度上推動鉛蓄電池回收體系規范運行?!掇k法》的亮點之一就是提出實行鉛蓄電池回收目標責任制,制定發布鉛蓄電池規范回收率目標?!掇k法》希望,到2025年底,鉛蓄電池規范回收率達到60%以上,且這一目標還將根據行業發展情況適時調整。在王敬忠看來,目前,我國正規企業的處理能力已經遠遠大于能夠回收的量,如果完全按照規定執行,完成60%的目標并不難,甚至還有可能達到80%~100%,目前最難的是如何才能真正阻止廢鉛蓄電池流入非法渠道。他認為,“以舊換新”“銷一收一”是非常值得推廣的方式。實際上,歐美等國家早已建立了較為規范的回收體系及政策。例如,美國執行押金制,使用者在購買鉛蓄電池時需加收高額回收押金,迫使使用者將報廢的鉛酸蓄電池交到指定回收點回收,不然將不予退還押金;德國強制規定鉛酸蓄電池生產廠商對廢鉛酸蓄電池在銷售和收集過程實行“銷一收一”的方式,不然將禁止其銷售鉛酸蓄電池?!掇k法》也提出,鼓勵鉛蓄電池生產企業、銷售企業、規范回收企業、資源化利用企業和無害化處置企業加強合作,共建廢舊鉛蓄電池回收網絡體系。鼓勵生產企業采用“以舊換新”“銷一收一”等商業策略提高逆向回收率。同時,也鼓勵生產企業依托機動車維修網點及電池銷售網絡建立廢舊鉛蓄電池逆向回收網絡體系?!叭绻覈U蓄電池企業銷售一個就必須要收回一個,以銷售渠道建立回收網絡,并從源頭上進行監管,廢鉛蓄電池就不會流向非法渠道?!蓖蹙粗艺f。廣東綠循能源科技有限公司總經理鄭秋華也表示,《辦法》在一定程度上吸納了國外的先進經驗,這也縮小了國內外在規范回收和再生利用上的差距。作為超威集團副總裁,陳中華介紹,超威集團就依托新電池銷售代理商建立了電池回收模式,通過“以舊換新”“銷一收一”等模式開展回收工作,目前已經在北京、天津、山東、福建、廣西等試點省份建立了517個暫存點、27個中轉站,并根據不同地區的市場特色和政策特點,探索出適合當地發展的鉛蓄電池回收模式。追蹤溯源關注全生命周期值得關注的是,《辦法》還提出實行鉛蓄電池全生命周期統一編碼制度,編碼標準由國家市場監督管理總局、國家發展改革委、工業和信息化部、生態環境部組織制定。另外,還將實行鉛蓄電池全生命周期關鍵節點電子臺賬制度,并建立鉛蓄電池全生命周期管理信息系統,每季度前15日內將上季度臺賬信息上傳鉛蓄電池全生命周期管理信息系統。此外,《辦法》還提出將委托第三方機構對鉛蓄電池生產企業提交的年度目標完成情況報告進行核查,核查結果納入企業信用系統;將鉛蓄電池生產企業回收目標完成情況,以及落實生產者責任延伸制度情況納入企業信用評價,對嚴重失信企業實施部委聯合懲戒。王敬忠表示,中國電池工業協會正在進行追蹤溯源的平臺建設,“即鉛蓄電池在出廠時就被打上二維碼,通過識別二維碼追蹤它從出廠到回收的全過程,包括流向哪里、誰在使用、用完后又交給誰等等,全面掌握每塊鉛蓄電池的整個生命周期”。為加強對廢鉛蓄電池回收過程的監督,超威集團已經開發出電池全生命周期管理系統和電池鏈App,通過平臺將收集到的廢鉛蓄電池信息、運輸車輛信息、暫存點和中轉站信息及跨區域轉移信息集成,實現廢鉛蓄電池流轉全過程可視化管理,有效防止廢鉛蓄電池轉移至無資質單位處理處置,從而降低環境風險。此外,對于專業回收端的發展,鄭秋華還提出了幾點期望,一是要盡快解決電池收購環節的進項稅問題,專業回收企業執行3%低稅率政策;二是要暢通舉報信息渠道,設立有獎舉報基金,鼓勵監督和舉報;三是盡快下發《危險廢物經營許可證管理辦法》正式文件,早日讓廢鉛蓄電池收集市場向有序、環保、良性發展方向邁進。原標題:鉛蓄電池回收:“良幣驅逐劣幣”

作者: 李惠鈺 詳情
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鉛酸蓄電池“生產者責任延伸制”如何見實效?

“誰的孩子,誰抱走”——在鉛蓄電池后處理環節,回收利用、廢物處置等工作皆由生產者承擔。早在2016年12月,國務院辦公廳就已下發《生產者責任延伸制度推行方案》,明確上述任務。今年初8部委聯合印發的《廢鉛蓄電池污染防治行動方案》旨在聯動鉛蓄電池上下游企業,一同建立規范有序的廢鉛蓄電池收集處理體系。近日,國家發改委出臺的《鉛蓄電池回收利用管理暫行辦法(征求意見稿)》(下稱《管理辦法》)再次強調回收目標責任制,要求鉛蓄電池生產企業(含進口商),“通過自行回收、與社會回收利用企業合作等方式,承擔完成回收目標的責任”。到2025年底,將規范回收率達到60%以上。國內鉛酸電池領頭企業,超威和天能都已建立比較完善的鉛蓄電池的垃圾分類和回收體系,推動整合鉛蓄閉環全產業鏈!與這些正規回收體系相悖的是,因非法處理渠道占比超7成以上,種種違規行為屢禁難止?!罢庈姟狈堑茨馨l揮應有作用,反遭“游軍”排擠。隨著政策進一步明晰,如何讓“生產者責任延伸制”真正得以實施,成為關鍵問題。非法渠道強勢擠壓 生產企業普遍“難吃飽”生態環境部統計顯示,我國已是世界最大的鉛蓄電池生產、消費國。2017年,全國鉛蓄電池產量已超過全球生產總量的40%,應用遍布電力、儲能、電動車等多個領域。也正因此,《管理辦法》所指的回收對象,包括作為啟動電池、動力電池、工業電池等用途的各類鉛蓄電池,目標更明、范圍更廣。生態環境部固體廢物與化學品管理技術中心高級工程師何藝表示,廢鉛蓄電池含有74%的鉛及其化合物,資源回收利用價值高。與原生鉛相比,由此產生的再生鉛,每噸可節約標煤65千克,節水235立方米,減少固體廢物排放128噸?!安扇∩a者責任延伸制,既能保證全生命周期的環保,防止廢電池落入非法企業,因違規處置造成污染。通過科學、經濟的方法回收提取再生鉛,反過來還可為生產環節提供原料,在一定程度上減少企業的成本。因此,生產企業普遍具備主動‘延伸’的積極性?!敝袊瘜W與物理電源行業協會秘書長劉彥龍稱。然而,這項一舉多得的制度,實際卻讓生產者們感覺“心有余、力不足”。記者了解到,主要原因是來自非法處理渠道的擠壓——面對每年500多萬噸報廢量,由正規渠道回收、利用的比例僅在3成左右。換言之,多達70%的廢棄鉛蓄電池,長期握在非法商販手上。由于非法回收、拆解多為地下交易,存在抬高回收價、偷稅逃稅等擾亂市場的行為,給有能力履行責任延伸制的生產企業造成嚴重影響?!澳壳?,全國有資質、上規模、專業化的鉛蓄電池回收處置企業不到30家。而且,正規企業難以收到足夠的廢棄電池,普遍面臨收不到、吃不飽、甚至虧本收購等情況,開工率不足五成,經營壓力大?!碧炷芗瘓F董事局主席張天任坦言。政策之外,另有一系列 操作層面的問題待關注為落實生產者責任延伸制,主管部門已不止一次出臺相關規定。以今年為例,生態環境部、國家發改委等九部委在一月聯合下發《廢鉛蓄電池污染防治行動方案》,提出鉛蓄電池生產企業通過落實生產者責任延伸制度,到2020年將規范收集率提至40%。3月25日,《廢鉛酸蓄電池回收技術規范》緊密跟進出爐,明確收集、儲存、運輸、轉移等環節的國家標準?!豆芾磙k法》再度強調生產企業責任,要求每年定期上交目標完成報告,未達標者接受相應處罰。方向清晰、政策有力,“正規軍”為何屢遭無奈?除了非法處理渠道“劣幣驅逐良幣”,一些現實問題同樣值得關注?!捌髽I光有主動性不夠,參與回收的前提是具備資質?!眲堉赋?,由于廢棄鉛蓄電池已被列為危廢,生產企業取得危廢綜合經營許可證,并在各地配備相應的規范化回收公司,才可開展業務?!稗k理資質耗時長、要求高,企業需花費不小投資。加上各地還有不同的細化要求,企業在一地辦好資質,到另一地區要不要重新辦理?這樣的現實問題尚未明確?!比舨晦k理多張許可證,選擇將廢棄電池運至一地集中處理,是否可行?張天任表示,廢棄鉛蓄電池的跨省轉運也有難度?!凹幢愀黜棇徟樌?,從轉出省到接收省也要3個月左右。而且,危廢轉移必須采用?;肺锪鲗S密囘\輸,價格是普通物流運輸車的兩倍以上,大大增加企業成本?!绷碛袑<姨岢?,盡管企業積極性高,但部分地區的現實條件尚未跟上?!氨热?,一些地方政府認為回收項目的就業少、稅收低,不樂意接受回收企業入駐。還有地區政策要求貯存倉庫進駐循環經濟園、化工園區等,實際并未建設此類園區。由此,帶來選址難、落地難等操作問題?!笨煽紤]分類管理,形成 “生產-消費-回收-再生”閉環值得一提的是,《管理辦法》雖尚處征求意見階段,但對于部分操作層面的不足,目前已有初步考量。例如,針對不同類型網點,下一步或實行差別化環境管理,對不同類型存放場所的環境管理規范及相應的分級危險廢物經營許可條件,由生態環境部會同相關部門制定發布。再如,對于防拆標識完整的未破損廢舊鉛蓄電池,未來在收集、暫存、貯存、運輸等環節,可實行有條件豁免危險廢物管理;無防拆標識、防拆標識不完整、已破損的廢舊鉛蓄電池,再按照危險廢物進行管理。在此基礎上,張天任提出,考慮簡化跨省轉運的流程審批?!芭c其他危廢品不同,廢棄鉛蓄電池在沒有破損的情況下,污染風險很小,回收、貯存、運輸只要做到防雨、防滲等防護措施即可。在確保環境安全的前提下,可簡化審批流程,實施‘一站式’審批,提高轉運效率?!鄙鲜鑫淳呙膶<疫€建議,由于申請危廢資質的投入大、審批難,不妨考慮將生產企業現有的店面、庫房等作為收集暫存點,報環保主管部門備案審核后發放收集、貯存許可證,使規范化回收體系更容易落地。與此同時,應盡快構建“生產-消費-回收-再生”的閉環體系,打擊非法渠道的力度不可松懈?!罢幤髽I備受擠壓,重要原因之一就是沒有形成閉環體系。廢棄電池由誰收集,回收之后誰來處理,處理之后流向哪里?任一環節落到沒有資質的企業手上,都無法真正有效控制污染?!眲埍硎?,確保每一個環節在合法企業之間流通,并在閉環中形成有力監控,生產者延伸責任制才有望落實到位。

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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到2024年全球鉛酸電池市場規?;蜻_525億美元

根據國際市場研究機構Markets and Markets最新發布的報告顯示,到2024年全球鉛酸電池市場規模將達到525億美元,期間年復合增長率為4.7%??稍偕茉床⒕W發電需求增加、數據中心的擴建等正在促進鉛酸電池市場的穩定增長。根據電池類型,在預測期內,閥控式鉛酸電池(VRLA)預計將成為最大的細分市場。與常規鉛酸電池相比,閥控式鉛酸電池以較少的維護確保了電池的壽命。在未來的時代,由于它們的各種優點,這些電池可能優于傳統的富液式鉛酸電池。此外,先進的鉛酸電池在陽極板上具有碳涂層,這消除了清潔電鍍上的硫酸鉛沉積的要求。同時,增強了陽極電極的壽命,最終增加了電池組的整體壽命。它提供諸如快速充電之類的好處。這是先進鉛酸電池的顯著優勢,因為使用常規鉛酸電池很難實現這一任務。盡管這些電池比鋰離子更重且更大,但它們具有成本效益,可在低溫和低溫下有效運行,并且不需要主動冷卻。從區域市場來看,亞太地區將在預測期內占據最大的市場份額。該地區大型汽車和制造基地的存在將成為市場增長的關鍵驅動因素。由于工業化和城市化的快速發展,該地區能源消耗的增加預計將推動市場在預測期內的增長。

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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機房蓄電池到底該幾年換?

一、數據中心UPS蓄電池的選擇和設計必須充分考慮到現代數據中心的特點和發展趨勢,并符合下述原則:1、短時間恒功率輸出特性卓越卓越的短時間(通?!?0min)恒功率輸出特性,意味著在滿足相同負載后備時間要求下可減小電池的容量,從而降低蓄電池成本;或采用相同容量的電池配置,可增加UPS系統總后備時間。2、高能量密度選配合適的電池類型和容量、設計合理的組裝結構,最優化的利用機房空間,提高蓄電池組的整體能量密度,有利于降低機房面積和成本。3、高穩定性蓄電池在有效壽命期間內,應有較低的故障率,盡量避免因個別蓄電池的故障或突然失效而造成的維修或更換,這對整個蓄電池系統的后期安全穩定具有重大意義。4、防火阻燃數據中心的UPS電池外殼塑料材質應滿足V0級阻燃標準,電池端子、連接件及輸出母線端子所有裸露金屬部分應全部做絕緣保護處理,電池架需接地。5、一致性數據中心UPS電池組的各單體的容量、開路電壓、浮充電壓等指標的一致性應符合相關標準。6、抗震性數據中心UPS電池組架設計滿足抗8級烈度要求,電池之間連接建議采用軟連接。7、便于安裝與擴容蓄電池的模塊化結構設計及專用安裝工具的提供,可降低整體安裝成本。電池組擺放位置和電池組架的設計應預留后期擴容的位置需求。8、便于維護及更換電池組擺放及維護通道的距離,應滿足日常維護及電池更換的要求。9、長使用壽命數據中心UPS電池應有合理的使用壽命要求,過短的使用壽命將增加UPS系統的不穩定性及成本。作為后備用途的VRLA電池按單體電壓等級分為2V、6V、12V等系列。按固定電解液的方式可分為AGM(超細玻璃纖維)電池和GEL(膠體)池,其對比別見表1和表2二、蓄電池的維護保養要點1、蓄電池組維護通道內應布置絕緣墊。2、不同廠家、不同容量、不同型號的蓄電池嚴禁在同一系統中使用。3、閥控密封鉛酸蓄電池在使用前不需進行初充電,但應進行補充充電。補充充電電壓應按產品技術說明書規定進行。4、閥控密封鉛酸蓄電池的均衡充電:一般情況下,閥控密封鉛酸蓄電池組遇有下列情況之一時,應進行均充(有特殊技術要求的,以其產品技術說明書為),充電電流不得大于0.2C10。①浮充電壓有兩只以上低于2.18V/只。  ②擱置不用時間超過3個月。  ③全浮充運行達6個月。  ④放電深度超過額定容量的20%。  ⑤對于高壓直流,均充時要考慮服務器輸入過壓保護問題(282V)。5、蓄電池的充電量一般不小于放出電量的1.2倍,當充電電流保持連續3個小時不再下降時,視為充電終止。6、蓄電池的浮充電壓按照產品技術說明書要求設定,并注意溫度補償。一般情況下,浮充電壓為2.23~2.25V(25C,2V單體),在某個實際溫度時的浮充電壓U=U0(25℃)+(25-t)×0.003(t=環境溫度)。7、浮充時全組各電池端電壓的最大差值宜不大于90mV(2V)、240mV(6V)、480mV(12V),內阻偏差宜不超過15%。8、應定期進行電池容量測試及放電測試。  ①每年應做一次核對性放電試驗,放出額定容量的30%~40%。  ②建議每3年做一次容量試驗。  ③蓄電池放電期間,應按一定時間間隔記錄單體電壓、放電電流。三、維護周期表:如下表所示,為蓄電池組維護周期表看了以上的資料,總結如下:1、目前沒有明確規定機房中的蓄電池應多久更換一次;2、企業可根據自身需求選擇最佳更換時間;3、更換時間與蓄電池的材質,質保期,充放電次數、內阻變化、蓄電池室的溫度、濕度和潔凈度等環境有密切關系應綜合考慮。更換UPS蓄電池,看似簡單,其實對于一個運營機房來說沒有那么容易,因為牽涉到機房的安全運行問題,從溝通確定方案到領取材料組織施工,有很多工作要做,每個施工環節不能有差錯。下面就以最近施工的一個工程案例講述下更換UPS蓄電池的準備及安裝過程。4、前提條件①經過上級領導審批同意②制定相應的應急方案并經上級領導審批同意③通報可能受影響的客戶④通報總控中心⑤儲備蓄電池經檢查符合更換條件⑥落實新、舊電池標簽管理安全措施:1、施工人員落實崗前安全教育培訓2、穿戴合格的個人安全防護用品3、制定專門的安全負責人4、準備相應測量儀表、操作工具,在儀表工具檢驗合格有效期內準備工作:1、組織確定安裝人員。2、從倉庫領取該批蓄電池和少量備用線纜,運到機房拆掉電池包裝放置。3、核對電池參數,檢查外觀無損傷,蓄電池接線端子無氧化現象。4、把蓄電池編號,按順序貼上機打標簽。5、用內阻儀測量內阻和電池電壓,按標簽編號記錄每只蓄電池測量數據。6、如規定換電池時切換到發電機供電,需聯系好發電機,以防止市電意外停電導致業務中斷。安裝過程:1、施工人員帶上安裝測試工具(套筒一套、活動扳手、螺絲刀、液壓鉗、萬用表等),到達機房施工現場。2、檢查確認套筒手柄、扳手柄絕緣良好。3、把發電機輸出線插到備用電的工業連接器上,啟動發電機,先讓發電機運行。4、打開電池柜拍照備用,找到連接UPS主機的輸出線并確認好正負極。5、確認發電機運行其穩定,在配電柜內轉換開關輸入端測得電壓正常后,倒換開關到發電機側,觀察并確定ups主機運行正常,斷開電池柜電池空開。6、拆舊電池,電池架上電池從上到下一節節拆下,拆下一個螺絲就把連接線接頭纏上電工膠帶,做好絕緣(這步工作非常重要,不要偷懶),防止正負極碰到短路,而發生危險。7、電池全部拆下,放置好,開始安裝新電池。8、按電池編號從1#開始,從電池架最下一層開始安裝,位置方向和原來一樣,接頭螺絲必須擰緊,連接線整齊,彎度一致,電池之間要留有適當空隙,連接過程嚴防短路。9、電池裝完后,確認正負極正確,測量總電壓,確認電池安裝連接無誤。10、根據蓄電池參數,計算充電電壓,測得UPS輸出充電電壓,符合本批電池的充電要求,合上電池柜上空開,查看主機充電菜單,電池已在充電狀態。11、裝好電池柜,把UPS主機輸入切回市電,確認UPS主機輸入輸出電壓正常。停掉發電機,拆掉連接線,收拾好工具,把舊電池裝車準備運回,現場清理干凈。

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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U.S. Battery公司推出適用于儲能系統的深循環蓄電池

Fred Wehmeyer是美國U.S. Battery制造公司工程高級副總裁。作為一名經驗豐富的電池專家,他在蓄電池的設計、制造、質量保證、測試方面擁有40多年的豐富經驗,其中包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池。Fred曾擔任EnerSys公司質量保證副總裁以及C&D公司產品和過程工程總監,他擁有電化學理學學士學位以及工程管理和六西格瑪/精益工程的研究生學位。行業媒體為此對Fred Wehmeyer進行了采訪,就蓄電池技術與市場的發展進行了探討。U.S. Battery公司提供哪些與眾不同的電池產品?Fred:U.S. Battery公司提供的深循環電池的優勢是生命周期更長,初始容量更高,循環充放電速度更快。您認為目前儲能行業有哪些發展趨勢?如今的電網變得越來越不可靠。電池儲能系統可以在電力中斷和電壓不足時提供電力和備用電源。此外,太陽能發電設施通過與電池儲能系統配套部署可以提高能源安全性,即使在夜間或陰天也是如此。住宅用戶部署儲能系統有哪些好處?大規模儲能系統的部署可能需要幾年的時間,并且可能有一些電力損耗。因此,在靠近用戶的場合部署儲能系統的效率要高得多,例如住宅、社區、中小城鎮。對于用于儲能應用的深循環電池,使用AGM電池與閥控鉛酸蓄電池有何不同?AGM (可吸收式玻璃纖維)電池的優點是不需要定期維護,但其成本更高,并且使用壽命可能沒有維護良好的閥控鉛酸深循環電池一樣長,也更容易得到濫用,如過度充電和充電不足。住宅用戶和安裝人員如何正確調整電池組的大???我們的網站提供一個可以計算電池組容量的計算器,可以幫助估算電池容量和充電要求的總負載和運行時間。在為家庭或企業儲能安裝電池組后,需要解決的日常維護程序是什么?閥控鉛酸深循環電池應定期充電,每月清潔和擰緊電池端子。U.S. Battery公司網站列出了電池組的維護程序。請介紹一下鉛酸電池應用在家庭儲能系統的情況?鉛酸蓄電池與鋰離子電池相比,成本要低得多,使用起來比更安全。盡管鋰離子電池具有更高的能量密度,這對于電動汽車應用是至關重要的,但住宅用戶的儲能系統不需要這么高的能量密度,因為它們用于固定應用。鉛酸蓄電池也更耐用,并且可以在更寬的溫度范圍內工作,而無需成本昂貴的電池管理系統(BMS)進行管理。

作者: 劉伯洵 詳情
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2023年性能成本改進需求將鋰離子電池和新電池技術推向競爭極限

電池技術的飛速發展有望加快全球能源轉型的步伐,并在解決人類的「氣候危機」。僅在 2019 年上半年,對電池技術的投資就超過 14 億美元,而對電池制造的大量投資和技術的穩步發展有可能讓我們在 2030 年前看到組織能源系統的方式發生巨大變化。電動汽車鋰電池市場發展時間表 | RMI 研究報告在 2023 年之前,已經實施中和計劃中的電池制造業總投資約為 1500 億美元。分析人士預計,新的計劃中的電池制造能力的硬性成本將從 2018 年到 2023 年下降一半以上。這讓電池迅速打開新的市場,性能和成本改進的需求將鋰離子電池和新電池技術推向競爭極限,而且這比預期的速度更快。電池技術的「競爭閾值」預估,及如何取代現有技術 | RMI 研究報告到2025年,技術和制造的方面的發展進步將使鋰離子電池在電化學儲能市場保持領先地位。下圖顯示了公司預期的技術商業化時間表。報告統計顯示,電動巴士和電網儲能所用的磷酸鐵鋰電池,制造商有比亞迪、力神、帥福得萬向A123等。電動汽車和電動工具所用的NCM三元電池,制造商企業有寧德時代、三洋、松下、三星、LG化學以及SKI等。多種應用場景將為新的電化學電池創造企業提供和鋰離子電池競爭的機會。1.固態電池,如可充電的堿性鋅電池、鋰金屬電池和鋰硫電池,將有助于在更大的移動應用中提供電力支持。2.低成本和長時間的電池,如鋅基電池、液流電池和高溫技術等,將非常適合在未來高比例的可再生能源和電動汽車應用的電網中提供平衡負荷作用。3.高功率電池,提高電動汽車的普及率和提高充電速率。多樣化的電池技術用戶案例 | RMI 研究報告這對行業參與者意味著什么隨著電池市場的持續增長,電池技術將有助于取代天然氣工廠,并在其他新的細分市場站穩腳跟,包括重型卡車和短程航空。隨著這種轉變,化石燃料價值鏈上的遺留基礎設施可能會陷入困境,包括天然氣管道和內燃機制造工廠。電池成本的下降已經導致利用天然氣的發電計劃取消。該報告探討了一個日益電氣化,鋰離子電池主導的世界將如何為其他即將商業化的新興電池技術打開重要的新市場機遇。RMI 對新興電池技術的分析發現,到 2025 年,除了先進的鋰離子電池外,還有六類電池具有巨大的商業生產潛力。下圖顯示了公司預期的技術商業化時間表。預期的技術商業化時間表 | RMI 研究報告RMI 的分析確定了這些突破性電池技術對投資者、監管機構、政策制定者和其他能源行業參與者的影響,并確定了風險緩解和投資策略,可以減少潛在的擱淺資產風險。它概述了鼓勵創新的電池和儲能技術生態系統加速采用在「全球化制造」的戰略。全球儲能裝置市場累計增長預測 | RMI 研究報告顯然,突破性的電池技術將在我們的能源系統中發揮核心作用,這比之前認為的可能要快得多,在向清潔能源經濟轉型的過程中,電池技術正在創造更多價值以及創造各種各樣的新機會。參考資料:Rocky Mountain Institute (RMI) ——「Breakthrough Batteries」

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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鋰電巨頭沃特瑪破產清算案被法院受理 負債達197億

11月13日晚間,堅瑞沃能發布公告稱,深圳市中級人民法院于2019年11月7日裁定受理黃子廷申請深圳市沃特瑪電池有限公司破產清算一案。經深圳市中級人民法院初步查明:深圳市沃特瑪電池有限公司目前尚在經營,現有員工800余人,對外負債約197億元,其中拖欠559家供應商債權約54億余元。公司現有資產為位于深圳市坪山區坑梓街道的建設用地(59030.15 平方米)以及對外股權投資、車輛、存貨、機器設備、應收賬款等。堅瑞沃能稱, 若人民法院裁定沃特瑪進入破產清算程序,將會對公司目前所面臨債務危機的化解產生積極影響。截至目前,公司及管理人尚未收到深圳中院的裁定書等法律文書,管理人后續將根據該事項的相關法律文書及進展情況及時履行信息披露義務。深圳市沃特瑪電池有限公司總部位于中國深圳,是國內最早成功研發新能源汽車動力電池并率先實現規?;a和批量應用的企業之一,位居中國動力電池前三強,其動力電池在國內25個新能源汽車推廣示范城市中已占有約20%的市場份額。沃特瑪的上市主體即母公司堅瑞沃能。進入2018年之后,堅瑞沃能便陷入債務旋渦。2018年4月,堅瑞沃能發布公告,公司出現債務逾期的情況,逾期債務19.98億元,主要為應付票據和銀行借款,面臨債權人的權利主張,公司面臨償債風險,對日常經營造成影響。堅瑞沃能的資金問題逐漸公開化。9月30日,堅瑞沃能發布公告稱,公司收到陜西省西安市中級人民法院下達的(2019)陜01破申1號《民事裁定書》及(2019)陜01破申1號之一《決定書》,裁定受理債權人陜西凱瑞達實業有限公司對公司的重整申請,《決定書》指定由北京市金杜(深圳)律師事務所擔任堅瑞沃能管理人?!捌飘a重整是現在能救公司的唯一途徑”,堅瑞沃能相關負責人此前對新京報記者表示,一旦進入破產重整環節,目前被凍結的資產和面臨的訴訟,就會以強制司法判決的形式解除和終止,相當于前路障礙被掃除,堅瑞沃能如果能尋找到戰略投資者,就可以重新啟動。上述堅瑞沃能負責人稱,此前中國資本市場上共有53家進入破產重整的上市公司案例,按照以往慣例來看,最快3個月,最慢9個月基本可以完成破產重整,屆時公司可能會有比較大的起色。不過,上述負責人也表示,如果堅瑞沃能在破產重整環節中表現不佳,被法院裁定重整失敗,就要進入破產清算環節,相當于堅瑞沃能就“徹底宣告滅亡”。

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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美國阿貢國家實驗室開發新型電解質材料提高鋰硫電池性能

據外媒報道,美國阿貢國家實驗室的科學家開發和研究了一種電解質材料,據稱可以顯著提高鋰硫電池的性能。這個研究小組制定了一個選擇規則,可以幫助研究人員為不同的電池系統選擇最合適的電解質材料。鋰硫電池是許多儲能電池中的一種,通常被認為比如今的鋰離子電池具有更高的儲能容量,同時可以采用更便宜、更豐富的電解質材料。但是,據阿貢國家實驗室稱,鋰硫電池的性能受到一個稱為“多硫化物穿梭”的不良效應的損害,該反應在充電過程中會將沒有完全氧化的鋰硫化合物溶解到電解液中,然后鋰硫化合物在陽極上還原,在陰極上氧化,將會浪費電能。阿貢國家實驗室研究小組的一名化學家Chi Cheung Su說,“多硫化物穿梭效應除了加熱電池之外,并沒有什么效果,這就像從紐約飛往洛杉磯的航班只能在芝加哥和丹佛之間來回奔波一樣?!卑l生這種反應是因為多硫化物易于溶解在含有二氧戊環和二甲氧基乙烷的普通電解質中,但是由于存在氫氟醚(HFE)這種新的電解質,其中多硫化物不易溶解。Cheung Su說:“我們需要同時解決低溶解度和高電導率這兩個問題,在這兩個問題解決之后,可以使這種電池實現商業應用?!遍_發沒有捷徑這個研究小組繼續評估各種氫氟醚(HFE)材料和包含它們的電解質的性能,建立有機結構與材料的電化學性能之間的關系,并開發出通用規則來預測不同氫氟醚(HFE)分子的溶解行為和電導率。該規則在化學期刊《Angewandte Chemie》上發表的一篇論文中進行了闡述。研究小組表示,發現多硫化物的穿梭效應將提供寶貴的見解,并將指導未來的研究人員尋找最合適的氫氟醚(HFE)材料作為特定電池系統中的電解質助溶劑。該小組發現,在研究不同電解質的性能時,在消除多硫化物穿梭方面表現最佳的電解質化學在電導率方面也最弱。Cheung Su說,“這表明鋰硫電池的開發并沒有捷徑,我們仍然需要繼續尋求各種方法來改善鋰硫電池的性能?!?

作者: 劉伯洵 詳情
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科學家研發新型柔性鋰離子電池 可被切割但不會起火

現在,大多數鋰離子電池都由易燃的液體電解質制成,非常不安全;不過,美國科學家研發出一種新型WiBS電解質,能夠制成不會著火的電池。據報道,美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)的一組研究人員設計了一種柔性鋰離子電池,即使在被切割、被浸沒、被模擬彈道撞擊等極端條件下,該電池都可正常工作,而且現在,該電池還不會著火。目前的鋰離子電池都由易燃和可燃材料制成,很容易發生災難性的火災和bao炸事件,其中大多數是沒有任何可辨別的警告就突然發生了。由于具備危險性,三星Galaxy Note7手機就被禁止在飛機上使用,海軍也禁止在船上和潛艇上使用電子煙,以減輕此類易燃設備的危險性。而隨著此類電池已經逐漸成為便攜式電子設備、電動汽車和電網存儲等應用的首選儲能工具,因而能夠提升其安全性將標志著鋰離子電池生產和使用方式的重大轉變。最近,在《化學通訊》雜志上,由APL研究和探索開發部的Konstantinos Gerasopoulos領導的研究小組公布了發現:一種新型water-in-salt(WiS)和water-in-bisalt(WiBS)電解質,當與聚合物基質合并,可以減少水的活動,提高電池的能量,延長其生命周期,同時消除目前鋰離子電池中易燃、有毒、高活性的溶劑。研究人員表示,該種電解質是一種安全、強大的替代品。APL高級研究科學家兼首席研究員Gerasopoulos表示:“從手機到汽車,鋰離子電池已經成為日常生活中的常見品,繼續提高其安全性對進一步促進儲能技術的發展至關重要。自20世紀90年代初期,鋰離子電池實現商業化以來,其形狀因數都沒有發生太大的變化,我們還是采用相同的圓柱形或菱形電池芯,其中的液體電解質和所需的密封包裝與此種形狀有莫大的關系?!薄拔覀冄芯啃〗M致力于采用一種安全性和形狀因數都得到改進的聚合物替代易燃的液體電解質,而且最近的論文表示,基于水的柔性聚合物鋰離子電池可以在露天環境下制造和操作,而且其可用性和性能都得到了改善?!痹谛卵芯恐?,團隊克服了液態WiBS電解質的限制。由于存在水,液態WiBS電解質本質上是安全的,但是其能量有限,與大多數商用陽極材料無法兼容。研究人員研發了“穩定的、基于WiBS的水性凝膠聚合物電解質(GPEs)。在WiBS存在的情況下,研究人員通過UV介導,聚合水溶性丙xi酸酯從而制成此種電解質?!笨茖W家們證明,UV固化工藝以及在聚合物中集成WiBS可改善游離水的滯留性,而滯留性將由該聚合物負責協調,從而可以提升其電化學穩定性。研究人員表示:“我們首次證明,目前市場上廣泛使用的低成本陽極納米級鈦酸鋰(Li4Ti5O12,LTO)可用于水性聚合物鋰離子電池,而且能夠可靠地循環100多次?!?017年,研究人員曾研發出具突破性的柔性電池,此次研發的新型聚合物電解質進一步提升了此種電池的損傷容限。Gerasopoulos表示:“第一代柔性電池在尺寸上不如我們現在制造的電池那樣穩定。我們研發的UV固化聚合物是一種獨立、機械強度高的薄膜,類似于隱形眼鏡。此類電池就算完全暴露在空氣中,都可以連續工作幾天。而且可以燒、切割它們,或者以其他方式對它們施加壓力,它們也仍然可以工作?!薄拔覀兂晒μ岣吡薌PE的機械強度和電化學穩定性,能夠將此種新型過飽和水凝膠聚合物電解質(GPE)從概念驗證過渡至實際應用?!盇PL材料科學項目區域主管Jeff Maranchi表示:“我們的團隊在不斷提高柔性鋰離子電池的安全性和性能,而且我們希望在一年內能夠將該新研究轉變成原型?!眮碓? 上海有色金屬網

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新型陰極制備法讓鋰硫電池商業化有希望

據外媒報道,新加坡科技研究局(A*STAR)納米生物實驗室(NBL)的科學家研發出一種新穎的方法來制備下一代鋰硫電池陰極,而且該方法簡化了鋰硫電池陰極耗時且復雜的生產過程。該研究表明鋰硫電池商業化有了希望,而且解決了行業內的一個挑戰,即需要一種實用方法以大規模生產能夠提升電池性能的材料。盡管人們普遍認為鋰離子電池是一種先進的技術,可以有效地為現代通信設備提供動力,但是由于其內在電化學屬性不穩定,存在存儲容量有限以及安全性不足等缺點。不過,NBL研究團隊研發了一種新型簡化技術,能夠從廉價的商用材料中研發出鋰硫電池陰極,從而改變現狀。在理論上,硫的能量密度高、成本低且儲量豐富,有助于鋰硫電池系統得到普及,進而替代鋰離子電池。理論上說,鋰硫電池可存儲比鋰離子電池多10倍的能量,但是目前為止,此種電池無法重復充放電。NBL研發的鋰硫電池陰極卻顯示了良好的比容量,高達1220 mAh/g,意味著每1g的陰極材料就可存儲1220 mAh的電荷。相比之下,典型鋰離子電池陰極的比容量為140 mAh/g。此外,NBL的鋰硫電池陰極在200次以上的充電循環后,仍保持很高的容量,性能的損失降至最小。能夠達到此種性能的關鍵在于NBL采用了獨特的陰極制備兩步法。研究人員在添加硫之前,先構建了碳支架,得到一種3D互聯多孔納米材料。與傳統制備陰極的方法不同,該方法可以在電池充電時,防止碳支架坍塌。在電池充放電初期,傳統法制備的陰極碳支架會坍塌,從而導致整個電池結構的變化。最終,傳統陰極的密度變得更高、表面積更小、孔隙也更小,進而導致電池的性能低于NBL的電池。事實上, NBL陰極的比容量比傳統法制備而成的硫陰極高出48%,容量消褪率降低了26%。如果該陰極中添加了更多的硫,NBL陰極的實用表面積容量高達4 mAh / 平方厘米。NBL的研究人員不僅在設計和優化陰極,還在利用納米材料工藝對陽極、電池隔膜和電解質進行設計和優化。研究人員的目標是研發出一套完整的鋰硫電池系統,與傳統鋰離子電池相比,該系統將具備更強的儲能能力,而且比現有的電池壽命更長,能夠給電子設備、電動汽車和電網儲能等帶來很大的益處。(文中圖片均來自新加坡科技研究局)

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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瞄準鈷鋰 13家外企鋰電池回收布局啟示

無論是未來市場經濟價值推動還是相關政策扶持,廢舊動力電池回收利用的布局熱潮已經來臨?!?019年動力電池回收利用行業即將迎來集中帶量報廢期”、“ 到2020年我國車用動力電池報廢量將達32GW”、“2023年僅廢舊動力鋰電池回收的市場規模就將超300億元”……近年來,動力電池回收利用市場呼聲高漲,關于行業前景的樂觀預判層出不窮。在國內,工信部等相關部門發布了多個關于推動新能源汽車動力蓄電池回收利用,引導和規范動力蓄電池回收服務網點建設運營的政策,給企業布局提供了指導意見和發展方向。在此情形之下,各大省份相繼組建了動力電池回收產業聯盟,包括主機廠、電池廠、材料廠、第三方回收機構、中國鐵塔等產業鏈企業都積極參與,簽署相關協議共同推進國內廢舊電池回收利用產業發展。值得注意的是,盡管國內電池回收利用產業已經有來自政策和市場層面的雙重力量助推,但整體而言依然發展緩慢,行業實際發展情況卻與預期差距甚遠。業內人士指出,目前回收行業掣肘較多,仍面臨著回收網絡有待健全、梯次利用等關鍵共性技術有待突破、商業模式需要創新等諸多問題,產業整體還處于初級發展階段。同時,目前動力電池回收市場亂象叢生,小黑作坊活躍,應鼓勵規范性企業進入,但目前來看,行業“門檻”似乎過高。事實上,鋰電池回收利用涉及多個環節,對回收企業在回收資質、回收技術和回收渠道等方面提出了很高的要求。一些發展模式粗放、技術工藝落后、環保意識薄弱的回收“小作坊”會對鋰電池回收產業產生諸多不利影響。而在國外,一批國際領先的主機廠、電池廠、材料企業和專業回收機構也在積極布局鋰電池回收,并且制定了詳細的回收計劃和開發了先進的回收技術,這給國內企業提供了借鑒參考。目前,動力電池的回收主要分為梯次利用和拆解回收兩個循環過程,且動力電池的回收循環將從梯次利用開始。而以大眾、特斯拉、豐田、本田、巴斯夫、優美科、SKI等國際企業,在鋰電池回收方面則先從拆解回收鈷鎳鋰金屬開始,以盈利為主要目的,并將此作為其鋰電池材料供應來源之一。為此,上述企業都在積極開發鋰電池材料回收技術和建設回收工廠,下面就來看看國外企業是如何布局鋰電池回收,且看下文:1、豐田設海外動力電池回收工廠外媒報道,豐田汽車目前在泰國北柳省開設了一家電池生命周期管理工廠,用于管理在泰國銷售的混合動力車載電池,這也是豐田旗下首個海外電池回收工廠。2、大眾電池原材料回收率目標97%大眾汽車公布了其EV電池回收計劃,包括便攜式充電器和原材料回收。大眾汽車相信10年內,電池組中97%的鋰、鈷、錳和鎳等原材料可以得到回收!3、特斯拉公布動力電池回收思路特斯拉發布了一份新的“影響報告”,闡述了其對動力電池回收的想法:針對已耗盡壽命的汽車電池組,公司更偏向于回收利用其中有價值的電池材料用于生產新電池。4、本田計劃2025年回收廢舊鋰電池生產鎳鈷合金外媒報道,日本汽車制造商本田汽車公司的一名高管表示,該公司計劃到2025年,使用廢舊鋰離子電池作為原料,開始生產鎳鈷合金。5、寶馬聯手優美科/ Northvolt回收鋰電池材料外媒報道稱,德國汽車制造商寶馬與比利時材料回收公司優美科以及瑞典電池公司Northvolt共同創建了汽車電池回收企業;其中,寶馬將提供其在電池研發方面的專業知識,優美科將負責活性負極和正極材料的開發和回收。6、奧迪攜手優美科開發電池回收系統奧迪官網報道,奧迪已經與德國優美科公司完成了電池回收戰略研究合作的第一階段。雙方正合作研發可以反復使用高壓電池組件的閉環,特別是電池原材料中比較有價值的材料。目前,奧迪和優美科正在研發具體的回收概念,重點在于閉環回收法。7、巴斯夫布局歐洲動力電池回收外媒報道稱,巴斯夫宣布公司計劃與法國公司埃赫曼(Eramet)和蘇伊士(Suez)合作開展電動車廢舊電池回收業務,投入 “ReLieVe”電動汽車鋰離子電池回收項目。該項目旨在開發一種創新的閉環工藝,從電動汽車中回收鋰離子電池,并利用回收的電池材料在歐洲生產新的鋰離子電池。8、住友金屬布局鋰電池材料回收外媒消息,日本住友金屬礦業有限公司(SMM)表示,公司已經開發出一種回收和再循環利用廢舊鋰離子電池中分解出的鈷銅鎳等材料的工藝。9、優美科聯手Formula E回收電動賽車電池外媒報道,比利時材料商優美科將與Formula E合作實施動力電池回收計劃,Formula E電動賽車系列前兩季電動車的電池目前已交由優美科回收處理。10、SKI從廢舊電池中回收超80%氫氧化鋰外媒報道,SKI正在開發從電動汽車廢電池正極中回收氫氧化鋰的技術,計劃在年底前完成技術開發,并在明年實現商業化。SKI表示憑借這項技術,超過80%的鋰離子電池材料可以被回收利用,從而能夠回收高質量的鎳和鈷等關鍵正極金屬。11、EarthTech公司建立首座電動車電池回收工廠外媒報道稱,韓國泰科國際子公司Earth Tech公司計劃在全羅南道的靈光郡建立旗下首座電動車電池回收工廠。該項目將投資240億韓元(約合1.39億元人民幣),可回收鋰、鎳、鈷等電池用金屬成分。12、芬蘭Fortum開發濕法冶金回收工藝外媒報道,芬蘭能源供應商Fortum正在進入鋰電池回收市場,利用芬蘭Crisolteq開發的工藝,Fortum聲稱它現在可以在工業規模上回收每種電池中80%以上的材料。13、美國錳公司與美國能源部合作開展鋰電池材料回收外媒報道,美國錳公司American Manganese Inc.(證券代碼“AMY”)宣布,將與美國能源部(DOE)合作開展電動汽車鋰離子電池材料回收項目。該項目正式名為“鋰離子電池拆卸,再制造和鋰和鈷回收項目”,旨在為電動和混合動力電動汽車及電動自行車和電動工具等使用終端的鋰電池材料制定發展戰略。

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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中科院物理所在聚合物固態鈉電池研究中取得進展

固態電池是發展下一代高安全、高能量密度電池的關鍵技術。在發展固態電池的技術路線中,聚合物電解質由于具有良好的柔韌性,有利于在電極與電解質之間形成良好的界面接觸,能夠承受電極材料在充放電過程中的體積形變,且質量輕、易于加工,適合大規模生產,受到學術界研究人員的廣泛關注。聚合物固體電解質(SPE)傳統制備工藝流程通常是溶液溶解澆筑-自然風干成膜-真空高溫烘干去溶劑。然而由于真空高溫烘干為單純物理方法很難將SPE膜中殘余的溶劑分子100%去除(圖1a),殘留的液體會導致電池在隨后的循環過程中發生溶劑分子分解以及在界面處與電極發生副反應,從而導致界面阻抗增大、極化增大、循環壽命和庫倫效率低等一系列問題。中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心清潔能源實驗室E01組博士劉麗露和戚興國,在研究員胡勇勝和副研究員索鎏敏的指導下,提出一種通過化學反應原位去除SPE中殘余自由溶劑分子的方法。該方法關鍵在于通過調控選取合適溶劑、鹽以及添加劑組合,在溶劑去除過程中巧妙設計鹽-溶劑分子-添加劑兩步化學反應過程,實現將殘留的溶劑最終轉化為一種穩定添加劑表面包覆層(圖1b),進而達到徹底去除殘余溶劑的目的。采用去離子水和NaFSI分別作為溶劑和鹽,聚合物選擇可溶于水的PEO。NaFSI結構上的S-F鍵不穩定,遇水會發生微弱的水解產生HF,進一步添加納米Al2O3顆粒將中間產物轉化為AlF3·xH2O(圖1,圖2)。采用該工藝制備的SPE有效地降低了固態電池界面副反應,極大地提升了電池的庫倫效率、循環穩定性和倍率性能。采用磷酸釩鈉(NVP)和金屬鈉(Na)分別作為正極和負極組裝固態電池NVP|SPE|Na,NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na固態電池首周可逆比容量為110mAh/g,庫倫效率為93.8%,達到了采用液體電解質時的水平。NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na固態電池在1C倍率下循環2000周的過程中,庫倫效率始終保持在~100%,循環2000周以后容量保持率為92.8%,平均每周容量衰減率僅為0.0036%。對金屬鈉的對稱電池在100 μA/cm2的電流密度下可穩定循環800h(圖3b)。電池循環過程中電化學阻抗譜也保持相對穩定。采用該研究工作中所設計的SPE組裝的固態鈉電池的循環穩定性是目前所報道的循環穩定性最好的聚合物固態鈉電池(圖3)。該工作利用鹽的吸水性和鹽本身的性質,實現了原位化學反應去除SPE中殘余溶劑(水)分子,并且SPE的整個制備過程在空氣中進行,無需濕度控制或氣氛保護。同時,水作為溶劑實現了綠色、無污染、低成本的SPE制備過程。該工作對于發展固態鋰/鈉電池中原位反應控制界面、人為調控界面具有重要的借鑒意義。該研究結果近日發表在ACS Energy Letters上(ACS Energy Letters,2019,4, 1650-1657),文章題為In Situ Formation of a Stable Interface in Solid-State Batteries。相關工作得到國家重點研發計劃(2016YFB0901500)和國家自然科學基金(51725206, 51421002和51822211)的支持。圖1.(a-b)SPE制備過程示意圖:a)傳統過程;b)所設計的過程;(c)NaFSI和NaTFSI的化學結構圖2. (a) FSI-1%Al2O3-AQ、FSI-1%Al2O3-AN和TFSI-1%Al2O3-AQ電解質膜的XPS圖譜;(b) Al2O3分別在NaFSI水溶液、NaFSI乙腈溶液和NaTFSI水溶液中反應后的紅外光譜;(c) Al2O3分別在NaFSI水溶液、NaFSI乙腈溶液和NaTFSI水溶液中反應離心后的照片和TEM圖;(d-e) Al2O3在NaFSI水溶液中反應離心后的高分辨TEM圖(d)和XPS圖譜(e)圖3.(a)NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na的長循環性能及其循環過程中的阻抗變化;(b)Na|FSI-Al2O3-AQ|Na的循環性能及其循環過程中的阻抗變化;(c)聚合物固態鈉電池的平均容量衰減率總結

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情
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研究表明消除電池材料的氫氣可以提高電池性能

據外媒報道,研究鈉離子電池的加利福尼亞大學圣巴巴拉分校的科學家發現,存在于電池材料的氫氣是導致電池降解和性能損失等許多缺陷的原因。而如果在生產過程中將氫氣從電池材料中排出,可使鈉離子電池達到與鋰離子電池相競爭的性能水平。根據基于鈉離子電池技術研究,采取措施避免在生產過程中向電池材料中添加氫氣可以改善其長期性能。隨著鋰離子電池的生產呈現指數級持續增長,電池材料(包括鋰本身)供應短缺等潛在問題變得更加突出。雖然回收電池可能會減輕影響,但使用儲量更豐富的材料生產電池將會帶來成本下降,也更環保。用鈉取代鋰是電池研究領域希望實現的目標之一。但暫時沒有將這種電池技術實現商業化,這是因為鈉離子電池往往會比鋰離子電池更快地降解,并失去其容量。由于電池質降解和性能損失也是鋰離子電池面臨的的一個問題,因此采用降解速度更快的鈉離子電池難以得到廣泛應用。加州大學圣塔芭芭拉分校(UCSB)的科學家在發表在“材料化學”雜志上的一篇論文中指出,鈉錳氧化物(一種常見的電池陰極材料)的大部分降解是由材料中存在的氫引起的。他們還認為,類似的機制可能會對鋰離子電池性能產生負面影響,但需要更多的研究來證明這一點。加州大學圣塔芭芭拉分校(UCSB)的研究表明,作為世界中最豐富的元素之一,氫在電池生產的許多階段進入材料中,氧化錳層中氫的存在減少了錳原子分解和溶解所需的能量。加州大學圣巴巴拉分校材料科學家Chris Van de Walle解釋說,“由于氫原子很小且反應活潑,成為了電池材料中常見的污染物,對電池性能產生不利影響,而電池生產廠商可以在制造和封裝電池的過程中采取措施抑制氫氣的混入,從而提高電池性能?!?

作者: 劉伯洵 詳情
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新型儲能電池為何“鈉”么難

不管是新能源汽車,還是太陽能、風能等,在人們利用這些可再生能源的同時,擁有優異性能的可充電電池都會成為關注的焦點話題。與商業化的鋰離子電池相比,鈉基儲能電池具有價格低廉和原料易得的顯著優勢,因此被期待成為下一代新型儲能電池,在可再生能源儲存中力挽狂瀾,以實現綠色大規模的能量儲存與轉化。近日,《細胞》子刊《化學》在線刊登了武漢大學化學與分子科學學院教授曹余良研究團隊針對高能鈉—金屬電池的研究進展及發展前景的總結論述?!拔覀兿霝槲磥碓擃I域的研究方向提供一定的思路,同時對于不同鈉—金屬電池的研究也能促進對其他電池體系的理解及研究?!辈苡嗔颊f。鋰離子電池的“替補隊員”空調遙控器突然沒電?用到一半的手電筒無法發光?望著手中這些用量迅速耗竭且無法重復利用的鋅錳電池,曹余良索性將幾節可充電電池裝入槽內。作為一類重要的儲能方式,可充電電池在日常生活中發揮著難以替代的作用。鋰離子電池就是其中之一?!爱攲﹄姵剡M行充電時,鋰離子從含鋰化合物正極脫出,經過電解液遷移到負極。而負極的碳材料呈層狀結構,到達負極的鋰離子嵌入碳層中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高?!辈苡嗔几嬖V《中國科學報》,鋰離子電池的比能量高和適用范圍廣,不僅在便攜性電子設備領域占據巨大的市場并逐漸應用在電動汽車領域,在儲能方面也極具“后勁”。但凡事過猶不及,市場需求和成本的快速增長,以及鋰資源的不均勻分布,這些也引發了人們對于鋰離子電池應用與規模儲能領域的擔憂?!袄?,一輛電動汽車的動力就相當于幾萬個手機電池的串并聯,這些會造成鋰和相關材料的用量激增。倘若將其用于儲能,會進一步加劇對鋰資源的擔憂,同時可能更加推高相關材料的價格,增加電力使用環節的負擔?!辈苡嗔冀榻B,在某種程度上發展高效可再生新能源的一個重要環節就是發展儲能系統。是否可以發展一種鋰離子電池的“替補隊員”呢?為此,團隊將目光轉向了它的“兄弟”——鈉?!扳c離子電池和鋰離子電池的工作原理相似,而且鈉在海洋中無處不在,儲量是鋰的幾千倍,更容易廉價獲得?!辈苡嗔颊f。不過,由于鈉具有更大的離子半徑和更高的氧化還原電勢,相比于鋰離子電池,鈉離子電池一般只有較低的能量密度,合適的正負極材料也仍在探索中,商業化應用并不成熟。正負極材料為何“鈉”么難針對鈉離子電池能量密度較低的困境,一類低價且高能量的新型鈉—金屬電池應運而生,當然這離不開各種新型正負極材料的開發和使用。論文作者之一、武漢大學化學與分子科學學院博士王云曉介紹,這些電池體系中,鈉金屬被直接用作負極,可實現高達1160 mAh g-1的比容量和低至-2.714 V(相對于標準氫電極電勢)的氧化還原電勢。而豐富的O2、溫室氣體CO2、SO2以及單質S均可作為正極材料,從而構成各類鈉—金屬電池?!袄碚撋?,這些電池體系分別以氣態O2、CO2、SO2或固態S作為正極活性材料;但事實上,正極材料往往需要負載在多孔碳中才可以表現出較高的電化學活性,這些多孔碳基體并不直接參與電化學反應,而是作為電荷轉移的介質和活性材料的載體?!蓖踉茣哉f,正極材料和放電產物的低導電性是首當其沖的難題?!氨M管構建高導電性的正極載體可以一定程度上緩解這一問題,但值得注意的是,不同的鈉—金屬電池可能需要不同的孔尺寸及形貌才能實現較好的電化學性能?!绷硗?,遲緩的反應動力學和較高的過電勢也是一大挑戰。不過,引入催化劑可能是一種行之有效的提高正極反應活性的方法。此外,降低催化劑尺寸至納米顆粒、量子點甚至單原子級別可以得到最大化的催化活性中心。王云曉告訴記者,不同的電池體系對應不同的催化需求。例如,在Na-O2體系中,催化劑的選擇可能取決于其對于O2/O2-的親和性以及對電極界面O2-中間體的穩定作用,如貴金屬和過渡金屬氧化物等;在Na-CO2電池體系中,目前僅報道了一種雙金屬氧化物具有一定的催化作用,可有效促進穩定放電產物Na2CO3發生可逆電化學反應的催化劑仍在尋找中;在室溫Na-S電池中,理想的催化劑應具有良好的親硫性,這樣不僅可以通過化學鍵合作用實現對多硫化物的固定作用,還可以促進不同硫物種之間轉化的動力學過程?!扳c負極的鈍化限制了電池的放電容量,同時充放電過程中的過電勢降低了電池的庫倫效率。在這一方面,我們仍需要更多的基礎研究來揭示負極反應過程。另外,行之有效的抑制鈉枝晶的形成以及保護高反應活性的鈉金屬電極的方法也仍待探究?!蓖踉茣哉f,正極和鈉負極的電解液相容性的全局考慮也至關重要。目前關于鈉金屬負極和不同正極之間的研究是相對獨立進行的,而全電池的研究相對缺乏。商業化前景尚不明朗除此普遍的正負極材料問題,不同的鈉—金屬電池各自也存在不同的挑戰,這為其商業化應用蒙上了一層陰影。曹余良介紹,對于Na-O2電池,其反應機理尚不明確。為得到更低的過電勢和更高的循環壽命,有效實現Na-O2為主要反應產物的方法仍待研究。此外,對于Na-CO2電池的研究也還十分有限,其較低的反應可逆性及較差的循環性仍亟待解決?!拔磥淼难芯靠赡芗性跉鈶BCO2正極的設計和高電壓電解液的探索上?!被谀壳皩a-SO2電池的研究結果,曹余良表示,NaAlCl4·2SO2無機電解質的使用對于實現Na-SO2電池的長循環、穩定性和安全性至關重要。研究可替代不穩定的鈉金屬的負極材料、反應機制如充放電過程中較大的電壓滯后以及充電過程中具體的反應路徑、新的有機電解質體系,特別是凝膠和固態電解質的研究對Na-SO2電池的發展都是亟待解決的問題。幸運的是,對于室溫鈉硫電池,電化學性能已取得突破性進展,然而其作用機制也尚不明確?!傲螂姌O在不同電解液體系中的電化學行為研究十分匱乏,硫在醚類和碳酸酯類電解液中的表現也仍缺乏令人信服的解釋。因此,探索反應過程中復雜的反應機理的原位檢測技術十分必要?!彼f。曹余良認為,盡管鈉—金屬電池的商業化前景尚不明朗,但其高能量密度及低成本優勢在鈉離子電池家族中仍表現出較強的競爭力。未來團隊將著力開展金屬鈉負極的保護和優化。對于正極材料,研究將重點放在空氣和固態硫電極上,同時發展非燃電解液體系,提升金屬鈉電池的安全性能?!拔覀兿M茉阝c空氣和鈉硫電池方向取得突破性進展,為新型儲能電池的未來市場提供更多有利選擇?!辈苡嗔颊f。相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.05.026《中國科學報》 (2019-07-08 第7版 能源化工)原標題:新型儲能電池為何“鈉”么難

作者: 沈陽蓄電池研究所新聞中心 詳情

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