鋰電池報(bào)價(jià)價(jià)格的依據(jù)
隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)水平的提升,市場(chǎng)上能生產(chǎn)鋰電池的廠家也越來(lái)越多,導(dǎo)致鋰電池報(bào)價(jià)出現(xiàn)各種差別。這個(gè)是怎么回事呢?影響鋰電池報(bào)價(jià)的因素比較多,下面就來(lái)談?wù)撘幌落囯姵貓?bào)價(jià)的依據(jù)或因素吧。
一、鋰電池報(bào)價(jià)與電池制造原料的關(guān)系
1、鋰電池的正極材料
鋰電池的原材料使用的不同,會(huì)有不同名稱,不同的鋰電池價(jià)格自然會(huì)有差別。
磷酸鐵鋰 | 錳酸鋰 | 錳酸鋰 | 鉆酸鋰 | 鎳酸鋰 | 鎳鉆錳三元材料 | |
材料主成分 | LiFe04 | LiMn204 | LiMn02 | LiCo02 | LiNi02 | LiNiCoMne |
理論能量密度(mAh/g) | 170 | 148 | 286 | 274 | 274 | 278 |
實(shí)際能量密度(mAh/g) | 130-140 | 100-120 | 200 | 135-140 | 190-210 | 155-165 |
電壓(V) | 3.2-3.7 | 3.8-3.9 | 3.4-4.3 | 3.6 | 2.5-4.1 | 3.0~4.5 |
循環(huán)性能(次) | >2000 | >500 | 差 | >300 | 差 | >800 |
過(guò)渡金屬 | 非常豐富 | 豐富 | 豐富 | 貧乏 | 豐富 | 貧乏 |
環(huán)保性 | 無(wú)毒 | 無(wú)毒 | 無(wú)毒 | 鉆有放射性 | 鎳有毒 | 含鎳、鉆 |
安全性能 | 好 | 良好 | 良好 | 差 | 差 | 尚好 |
適用溫度范圍 | -20-75℃( -20℃以下無(wú)法工作) | 50℃以上快速衰減 | 高溫不穩(wěn)定 | -20-55℃(范圍之外衰退嚴(yán)重) | N/A | -20-55℃ |
通過(guò)上表,在咨詢廠家鋰電池報(bào)價(jià)的時(shí)候是要優(yōu)先了解自己要哪種鋰電池,這樣才好多咨詢幾家鋰電池廠家,對(duì)比鋰電池報(bào)價(jià)否合理,合適自己的產(chǎn)品需求。
2、鋰電池的負(fù)極材料
(1)碳材料負(fù)極材料
1)天然石墨:成膜不穩(wěn)定,導(dǎo)致不可逆容量高,循環(huán)性能差。但鱗片石墨電化學(xué)性能相對(duì)較好。
2)石墨化碳材料:McMB顆粒呈球形,表面光滑,比表面積較小,堆積密度較高,體積能量密度比較大,首次嵌鋰過(guò)程中的不可逆容量損失較少。具有高度有序的層面堆積結(jié)構(gòu),有利于鋰離子從各個(gè)方向嵌入和脫出,從而解決了普通石墨類材料由于各向異性過(guò)高引起的石墨片溶漲、塌陷,循環(huán)性能差,以及不能快速大電流放電等問(wèn)題。
3)碳納米管(CNT):可以看成是由單層或多層石墨片狀結(jié)構(gòu)卷曲而成的準(zhǔn)一維無(wú)縫中空管,長(zhǎng)度一般在微米級(jí),直徑約幾個(gè)到幾百個(gè)納米,分為多壁碳納米管(MWNT)和單壁碳納米管(SWNT)兩種。導(dǎo)電性好、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、長(zhǎng)徑比大,比表面積大,且儲(chǔ)鋰容量太于372 mAh/g的優(yōu)點(diǎn)。
4)無(wú)定形碳材料:因?yàn)橹聘鳒囟群艿?,石墨化過(guò)程進(jìn)行得很不完全,得到的碳材料主要由石墨微晶和無(wú)定形區(qū)組成。通常,無(wú)定形碳材料可主要通過(guò)將小分子有機(jī)物進(jìn)行催化裂解:將高分子材料直接低溫裂解;低溫處理其它碳前驅(qū)體等3種方法制得。采用以上原料和方法制備的無(wú)定形碳材料,其微晶尺寸一般比石墨微晶小2-3個(gè)數(shù)量級(jí),且材料中古有大量納微米孔隙,所以它的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)和首次嵌/脫鋰比容量要比石墨的要大。但是,由于它的晶體化程度比較低、結(jié)構(gòu)不規(guī)整,鋰離子從碳材料中嵌入,脫出時(shí)的極化較大,且材料比表面積也很大.因此,無(wú)定形碳材料的嵌,脫鋰時(shí),沒(méi)有明顯的電壓平臺(tái),電壓滯后明顯,且不可逆容量損失較大,首次效率較低,循環(huán)穩(wěn)定性很差。
5)氧化石墨(Gmpijlite OxideGO):石墨在強(qiáng)氧化劑的作用下被氧化,氧原子進(jìn)入到石墨層間,使碳平面上的大Ⅱ鍵斷裂,并以C-oH、C=O、-COOH等官能團(tuán)的形式與密實(shí)的碳平面內(nèi)的碳原子結(jié)合而形成的共價(jià)鍵型石墨層間化合物。氧化石墨仍然會(huì)保持著石墨的層狀結(jié)構(gòu),但石墨材料的致密結(jié)構(gòu)因氧化劑分子的插入而變得膨脹疏松,層間距一般大于0.6mn.。
這些微孔的出現(xiàn)對(duì)不完全氧化改性石墨負(fù)極而言是有利于增大材料的儲(chǔ)鋰容量及增加鋰離子的進(jìn)出通道的。但碳平面內(nèi)大Ⅱ鍵的破壞會(huì)使得GO不再具備導(dǎo)電性,且較多含氧官能目的出現(xiàn)也會(huì)導(dǎo)致更多的不可逆容量損失,因此,欲通過(guò)氧化的方法得到較理想的氧化石墨負(fù)極材料,就需要適當(dāng)控制石墨被氧化的程度。
(2)非碳類負(fù)極材料
目前有產(chǎn)業(yè)化前景的新一代非碳負(fù)極材料有LTO、硅碳復(fù)合負(fù)極材料和硅合金負(fù)極材料三種。
1)LTQ LTO具有極其優(yōu)異的循環(huán)性、極佳的倍率性能和安全性。同樣LT0具有很大的缺陷,就是嵌鋰電位過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致整個(gè)電池體系能量密度下降。并且由于LTO需要納米化并包碳,使得LTO電池的體積能量密度只有相應(yīng)的以石墨為負(fù)極的鋰電的60%。LTO的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)使得實(shí)際的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用發(fā)展比較緩慢。除了上述缺陷,制約LTO的產(chǎn)業(yè)化還有兩個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題:一是LTO的生產(chǎn)成本較高。二是電池在循環(huán)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣體,而且比較嚴(yán)重,因而帶來(lái)相當(dāng)大的安全隱患。
LT0電池能量密度雖不高,但這種電池具有非常優(yōu)異的循環(huán)性、倍率性和安全性能。所以LTO電池在一些對(duì)能量比密度要求不高的領(lǐng)域,比如LTO電池在HEV上有相當(dāng)大發(fā)展?jié)摿Α?/p>
2)球形硅碳復(fù)合負(fù)極材料
Sn和Si由于其具有很高的儲(chǔ)鋰容量而一直備受矚目。由于Sn的熔點(diǎn)較低,造成Sn和碳源在熱解過(guò)程中不能形成穩(wěn)定的復(fù)合材料,所以有關(guān)研究較少,關(guān)于硅碳復(fù)合負(fù)極材料的研究很多。合金負(fù)極材料在脫嵌鋰過(guò)程中會(huì)發(fā)生巨大的體積變化而粉化,這樣就不能形成穩(wěn)定SEI膜,也就導(dǎo)致庫(kù)倫效率變得非常低且循環(huán)性能變差,最終復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受到破壞而導(dǎo)致材料最終失效。
目前實(shí)用的球形硅碳復(fù)合負(fù)極材料,是以球形人造或者天然石墨為基底,在石墨表面釘扎一層硅納米顆粒(一般小于100nm),再在其外表包覆一層無(wú)定形碳。這種多層“core-she11”結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是硅納米顆粒釘扎在石墨表面保證良好的電接觸,硅的體積膨脹由石墨和無(wú)定形包覆層共同承擔(dān),這樣就減小了在脫嵌鋰過(guò)程中所受應(yīng)力,體積變化減小,延長(zhǎng)了使用時(shí)間。不過(guò)硅碳復(fù)合負(fù)極材料若要實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模應(yīng)用還面臨著下面幾個(gè)問(wèn)題。
第一,安全性和倍率性能較差的問(wèn)題,兩相分離的合金材料很難實(shí)現(xiàn)鋰離子在其間快速遷移,另外在大倍率充放電情況下必然會(huì)損失較大容量并且?guī)?lái)安全隱患。
第二,納米Si的價(jià)格極其昂貴,特別是晶粒尺寸小于50nm的納米硅,這使得制備硅碳復(fù)合負(fù)極材料成本非常高。
第三,硅碳負(fù)極材料的庫(kù)倫效率(包括首次效率和之后的充放電效率)較低,跟常規(guī)電解液的相容性需要進(jìn)一步改進(jìn),而且硅碳復(fù)合負(fù)極材料的循環(huán)性還有待提高。
第四,目前石墨負(fù)極各項(xiàng)性能指標(biāo)非常優(yōu)異,硅碳復(fù)合負(fù)極材料目前的性價(jià)比很難撼動(dòng)石墨的地位。有理論計(jì)算表明,只有當(dāng)正極的容量超過(guò)200以上,高容量負(fù)極材料對(duì)電池整體能量密度的貢獻(xiàn)才能比較顯著的體現(xiàn)出來(lái)。所以硅碳復(fù)合負(fù)極材料的市場(chǎng)需求,還是要等到新一代高電壓高容量正極材料產(chǎn)業(yè)化以后才能釋放出來(lái),而新一代高電壓高容量正極材料產(chǎn)業(yè)化還有待時(shí)日。
(3)合金負(fù)極材料
NexelionTMSn-Co-C合金負(fù)極材料:可使每單位體積的能量密度提高30%。
3M的Si-Fe-M合金:在原材料成本上比Sn-Co-C便宜不少,振實(shí)密度也較高。使用LPPA粘結(jié)劑可以達(dá)到700多的可逆容量,在全電池里面可以循環(huán)達(dá)到300次,但該材料的首次效率較低不到85%。
(4)過(guò)渡金屬氧化物
具有較高的比容量。較早的有一氧化錫(Sn0)、Sn02、二氧化鎢(WO2)、二氧化鉬(MoO2)等。其中SnO材料是錫基氧化物儲(chǔ)鋰材料有容量密度高、來(lái)源廣、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),偏釩酸錳(MnV206)、錳酸鋅(ZnMn204)、鉆酸鋅(ZnCo204)、錫酸鋅(Zn2Sn04)等多元氧化物也開(kāi)始引起了人們廣泛的關(guān)注。這類材料嵌鋰機(jī)理不盡相同,但都具有較高的理論比容量。過(guò)渡金屬氧化物貯鋰負(fù)極材料在第一周放電過(guò)程中,氧化物的表面會(huì)生成一層SEI膜,形成的層鈍化膜能有效地阻止溶劑分子的通過(guò),但Li+卻可以經(jīng)過(guò)該鈍化層自由地嵌入和脫出。SEI膜對(duì)負(fù)極材料會(huì)產(chǎn)生保護(hù)作用,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,增加電極材料的循環(huán)壽命。所以這層SEI膜起到了提高材料的循環(huán)性能的作用。
3、 電池隔膜
一般來(lái)說(shuō)進(jìn)口的電池隔膜質(zhì)量相對(duì)要比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電池隔膜要好些,電池隔膜質(zhì)量對(duì)鋰電池電性能和使用質(zhì)量方面都有比較重要的影響。鋰電池報(bào)價(jià)差異會(huì)因?yàn)殡姵馗裟な褂玫馁|(zhì)量有關(guān),這個(gè)也要看自己研發(fā)使用的產(chǎn)品對(duì)鋰電池性能的要求了。
4、鋰電池報(bào)價(jià)與電解液的關(guān)系
鋰電池電解液和電池隔膜一樣有進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的,價(jià)格也會(huì)因?yàn)檫@個(gè)有所差別。
二、鋰電池報(bào)價(jià)與生產(chǎn)廠家實(shí)力的關(guān)系
鋰電池價(jià)格與一個(gè)鋰電池廠家的綜合實(shí)力分不開(kāi),廠家實(shí)力越強(qiáng),對(duì)鋰電池樣品研發(fā)生產(chǎn)周期越短,對(duì)同一性能鋰電池要求,批量需求的,鋰電池報(bào)價(jià)價(jià)格要比小鋰電池廠家要低些。但小批量則可能會(huì)略高些。這個(gè)主要是開(kāi)模費(fèi)用不一樣。小鋰電池廠家開(kāi)模產(chǎn)線相對(duì)小,成本上有一定的優(yōu)勢(shì)。
綜合上來(lái)看,鋰電池報(bào)價(jià)的價(jià)格主要因素有:鋰電池本身的性能要求(主要原材料)、鋰電池需求的數(shù)量、鋰電池廠家本身的研發(fā)生產(chǎn)實(shí)力等幾大方面。因此要想獲得一個(gè)比較優(yōu)惠理想的鋰電池報(bào)價(jià)價(jià)格,首先要了解自己產(chǎn)品對(duì)電池性能的要求,然后多找?guī)准忆囯姵貜S家咨詢,這才是合理的發(fā)法。