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  • 【SMM分析】云母锂盐价格走势背离 江西某锂盐大厂或将减产?

    SMM9月20日讯,由于今年江西地区受环保督察影响,当地云母产量受限,市场供应相对偏紧,价格较为坚挺。而下游碳酸锂现货价格则一路下行,当日电池级碳酸锂价达17.0-18.3万元/吨,均价为17.65万元/吨,云母、锂盐价格走势背离, 当地部分云母外采厂家已出现亏损现象。近日,某江西地区云母锂盐大厂表示,“锂盐价格的持续下行,已致企业生产经济性受到极大削弱,公司后续将不排除进行大规模调低开工,扩大减产幅度的可能性”。据SMM预计,8月江西地区碳酸锂产量为13880吨,9月预期产量将下滑至13160吨。 SMM新能源研究团队 王聪 021-51666838 张玲颖 021-51666775 马睿 021-51595780 杨玥 021-51666856 袁野 021-51595792 冯棣生 021-51666714 徐颖 021-51666707 吕彦霖 021-20707875 柳育君 021-20707895 于小丹021-20707870 孙贤珏 021-51666757 周致丞021-51666711

  • “双碳”为电池产业带来新机遇 聚焦铅酸、锂电、钠电三元演变【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国铅酸蓄电池产业技术及电动车绿色出行产业论坛 上,河北奥冠电源有限责任公司董事长孟祥辉表示,“双碳”为电池产业带来新机遇,电池在“源网荷储”各阶段发挥重要价值。预计未来5年,新能源配储、独立储能仍将是中国新型储能的主要应用场景,表前储能装机占比有望进一步提升。 “双碳”为电池产业带来新机遇 碳达峰、碳中和目标的提出 习近平主席在第75届联合国大会上表示,“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。” 电池在“源网荷储”各阶段发挥重要价值 国内储能市场 据相关媒体数据,中国已投运电力储能项目累计装机规模:59.8GW,占全球市场总规模的25% 国内新型储能累计装机规模:13.1GW,功率规模年增长率达:128%。 国内新型储能装机规模预测 据CNESA全球储能项目库预测,保守场景下,预计2027年新型储能累计规模将达到97.0GW,2023-2027年复合年均增长率(CAGR)为49.3%; 理想场景下,预计2027年新型储能累计规模将达到138.4GW,2023-2027年复合年均增长率(CAGR)为60.3%。 预计未来5年, 新能源配储、独立储能仍将是中国新型储能的主要应用场景, 表前储能装机占比有望进一步提升。 两轮车行业机遇 国内电动两轮车中近7成使用的是铅酸电池,剩余的市场被锂离子电池占有,其中钠离子电池也已在市场出现端倪,拥有良好的发展趋势。 A00车级乘用车电池需求量预测 其中国内新能源A00车级销量占比为22%,单车装电量为20KWh,2023年预计需求36.6GWh。 三种电池的特性对比 铅酸、锂电、钠电——不同的起步,相同的价值 铅酸电池产品优势 胶体电池两大技术优势分别是:不失水,寿命长久;不漏酸,绿色环保。 铅酸电池两大不可替代优势:100%可循环,水系电池绝对安全。 锂离子电池产品优势 锂离子电池4大优势:能量密度高、充放倍率高、循环寿命长、温度范围宽。 钠离子电池产品优势 价格低廉: 原材料丰富,相比锂离子电池,成本降低50%; 无过放电特性: 无过放电特性,允许放电到0V; 能量密度较高: 能量密度可达200Wh/kg,在交通工具应用中取代磷酸铁锂; 能效高,充电速度快: 效是锂离子电池的3倍之多,充电速度较锂离子电池提高3-4倍; 环保安全: 回收无污染,枝晶问题小,安全可靠; 低温性能好: 在-40℃低温环境下,仍然有80%以上的放电保持率。 三元演变,各有千秋 铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池在安全性、生产环保、电池成本、循环寿命、能量密度、原材料储量等方面各有千秋 奥冠在钠电方面的探索 钠离子电池3大主材 正极材料: 层状氧化物、聚阴离子型化合物 、普鲁士蓝类似物等; 负极材料: 碳基负极材料、金属氧化物、有机负极材料等; 电解质: 有机系电解质、水系电解质、固态电解质等。 具有产业化应用前景的钠离子电池正极材料 氧化物体系(三元材料): 可逆比容量高;能量密度高;倍率性能高;技术转化容易; 聚阴离子体系(磷酸钒钠): 工作电压高;热稳定性好;循环好;空气稳定性好,可逆比容量低;倍率性能差 普鲁士体系(铁氰化物): 成本低廉;可逆比容量高;合成温度低,易形成结晶水,影响电池寿命;制备涉及有毒氰化物。 负极材料硬碳前躯体选择 生物质:兼具高性能与低成本优势,具有丰富的活性基团和天然孔道,利于结构调控 石油基:成本低,原料易获取,性价比高,性能一般,存在环境污染问题,技术门槛高 树脂基:成本昂贵,产业化难度大。 钠离子电解液的技术优化 钠离子电池的两大应用场景 储能领域:光伏发电、通信基站、风力发电。 动力场景:新能源汽车、特种车辆以及轨道交通。 钠离子电池性能优化 正极: 通过离子掺杂、气氛保护、分级煅烧等方式,通过与正极材料厂家联合研发,开发高性能长寿命的正极材料。 负极: 选用以生物质为原材料的硬碳材料,有效提高电池首效、克容量等性能。 电解液: 凭借丰富的研发数据及与电解液厂家的联合攻关,开发了适合的钠电专用电解液,有效地保证电池循环寿命和其他各项性能。 工艺: 通过添加特种导电材料、涂覆面密度、压实密度、注液量、化成工艺等参数的调整,有效提高电池的循环寿命。 安全测试 针刺、冲击、短路、过放、挤压等情况不爆炸,跌落实验中不起火、不爆炸,不漏液。

  • 再生铅回收工艺进展:富氧侧吹炉熔池强化熔炼工艺已成主流【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国再生铅产业发展论坛 上,湖南锐异资环科技有限公司销售总监 副总经理张力攀介绍了再生铅回收处理工艺技术的最新进展。他表示,废旧蓄电池综合回收工艺的发展目的,是为了向更加环保、节能、经济的方向发展,充分结合以上3点的工艺,才是具有持久生命力和发展力的工艺。富氧侧吹炉熔池强化熔炼工艺,充分考虑了环保性,节能性和经济性,具有强大生命力和发展力,是目前中国国内最普遍主流的废旧蓄电池综合回收工艺,也逐步得向海外发展。 再生铅回收工艺发展历史及现状 再生铅回收工艺发展历史及现状——综述 第一代:人工拆解——反射炉熔炼 第二代:人工拆解——鼓风炉熔炼 第三代:自动拆解——预脱硫短窑熔炼 第四代:自动拆解——富氧侧吹炉熔炼 再生铅回收工艺发展历史及现状——工艺历史 非熔池熔炼火法熔炼工艺 传统火法熔炼工艺,主要包括了反射炉或转炉熔炼工艺和鼓风炉熔炼工艺。废旧铅酸蓄电池,人工拆解破碎后,将铅膏和板栅在反射炉、转炉或鼓风炉中进行熔炼,产出再生铅。 国外采用鼓风炉熔炼工艺较多,国内的反射炉熔炼工艺和鼓风炉熔炼工艺基本被淘汰。 存在的问题: 1)非强化熔炼,鼓入的空气量大,烟气量大,二氧化硫治理难度大,不能够制硫酸; 2)鼓风炉需要消耗昂贵的冶金焦,且消耗量大; 3)设备密闭性不好,低空污染严重; 4)自动化程度低,劳动强度大; 5)板栅和铅膏一起熔炼,板栅熔炼成本高。 火法与湿法相结合工艺 将拆解出的铅膏,进行预脱硫处理,将硫酸铅转换成为碳酸铅,产出副产品碳酸钠或硫酸铵。碳酸铅在短窑或其他熔炼炉中进行还原熔炼,产出再生铅。 在国外和国内的再生铅工厂中使用较多的工艺。 优势: 1)由于碳酸钠中含硫被控制在0.5%以下,所以火法还原熔炼过程中,产出二氧化硫浓度低,较容易控制,能耗要求较低,综合能耗低; 2)火法熔炼设备需求较简单,反应单纯; 存在的问题: 1)产出的副产品由于含少量铅,不好出售,一旦积压,问题很复杂; 2)预脱硫的成本比较高。 富氧侧吹炉熔池强化熔炼工艺 将自动拆解出的铅膏,在富氧侧吹炉中熔炼产出再生铅,烟气进行制酸,产出硫酸。 国内目前再生铅厂大多用此工艺。 优势: 1)采用无烟煤和天然气作为还原剂和燃料,相比焦炭成本降低,整体运行成本低; 2)鼓入的是65%以上的富氧,烟气量小,通过离子液脱硫的配合,可以实现制酸的目的,大大降低了硫污染风险。 存在的问题: 1)富氧侧吹炉设备昂贵; 2)需配套制氧站,制氧站也较为昂贵。 富氧侧吹熔池熔炼过程中,富氧空气通过设置于炉体两侧墙铜水套上的一次风口鼓入渣层,使熔池上部剧烈搅动,形成喷流层; 物料、熔剂及燃料等通过炉顶加料口送入富氧侧吹炉内。在喷流层中, 迅速完成熔炼、造渣等冶金物理化学反应,生成的渣、金属落入下部熔池中,在重力作用下澄清分离为炉渣层和粗铅层, 最后炉渣和粗铅分别从渣口和铅口放出。 具有以下优点: 1 )铅回收率高,渣含铅量不超过1.0%; 2)搅拌功率高,强化了传质、传热,加速了反应过程; 3)烟气二氧化硫浓度高,有利于硫资源的回收利用。 一. 炉型特点 1、富氧侧吹炉使用的是铜水套,鼓风炉使用的是钢水套; 2、富氧侧吹炉使用的喷嘴是能够耐受氧气浓度大于65%富氧的特殊喷嘴,喷嘴内有水管进行水冷保护,而鼓风炉使用的是普通烧嘴,只能耐受氧气浓度小于28%的富氧。 3、支撑结构不同。鼓风炉由于使用的是钢水套,相对较轻,所以是整体支撑结构,靠基础支撑;富氧侧吹炉使用的是铜水套,重量大,每块铜水套都不靠炉体基础支撑,而是靠炉体周围升起的钢结构立柱支撑。 二 . 工艺特点 生产过程中,鼓风炉内为料柱形式,炉底部为强度大、透气性好的焦炭,进入炉内的物料为严苛控制硅、铁、钙比例,透气性好的烧结块,下部焦炭,上部烧结块逐步堆积,形成料柱。富氧侧吹炉内没有料柱,进入炉内的物料很快熔化,形成熔体,没有明显固体层,所以富氧侧吹炉为典型熔池熔炼炉。富氧侧吹炉这一特性决定了反应速率快,能耗低,床能率高。造成两个炉子这方面的区别主要原因为: (1)、铜水套的导热能力远比钢水套高,所以富氧侧吹炉内温度比鼓风炉更加均匀。鼓风炉只有在焦点区温度达到1300℃,约往上温度越低,到直升烟道顶部温度只有500℃;而富氧侧吹炉直升烟道顶部,二次风口下的温度还有1000℃。由于富氧侧吹炉内温度高,且均匀,进入炉内的物料可以迅速熔化变为熔体。 (2)、富氧侧吹炉吹入的是60%浓度以上的富氧,而鼓风炉吹入的是普通压缩风或者最多富集到28%浓度的富氧。氧浓越高,反应效率越快,所以进入富氧侧吹炉的物料能够迅速熔化变为熔体,而鼓风炉内的物料只能逐步熔化。 三、其他特点 1、使用寿命长 由于铜的导热非常好,导致在生产过程中,铜水套上可以迅速挂渣,这层渣很好的保护了铜水套,而钢水套的挂渣效应远低于铜水套,所以富氧侧吹炉的铜水套使用周期远长于鼓风炉的钢水套。 2、富氧浓度高 一方面,由于铜水套的挂渣效应好,氧化效应比钢水套小,所以铜水套可以耐受高浓度的富氧喷入后的高温;另一方面,由于喷嘴的设计不同,富氧侧吹炉喷嘴内有水管进行水冷保护,而鼓风炉喷嘴为普通喷嘴,耐不住高浓度富氧喷入后的高温。两方面决定了富氧侧吹炉可以喷入60%以上的富氧,而鼓风炉只能鼓入最高不超过28%的富氧。 3. 烟气量小 由于富氧侧吹炉喷入的是高于60%的富氧,所以很小的鼓入量就可满足冶炼需求,而鼓风炉只能喷入不高于28%的富氧,所以鼓入的风量就很大。富氧侧吹炉鼓入风量远小于鼓风炉小,所以烟气量也远小于鼓风炉。 4. 燃料和还原剂灵活调整 由于富氧侧吹炉为熔池熔炼炉,不存在料柱支撑和透气性要求所以不需要昂贵的焦炭作为燃料和还原剂,只需要价格便宜的无烟煤粒,作为燃料和还原剂,而鼓风炉为了支撑料柱,保证透气性,必须使用焦炭作为燃料和还原剂。 5. 进炉物料为粒料 由于富氧侧吹炉为熔池熔炼炉,进入的物料可以迅速熔化,所以对进炉物料的水份、硅铁钙比、形态要求不高,原料适应性好;而鼓风炉必须维持料柱,所以进入的物料必须为透气性好、大小适合的烧结块,对硅铁钙比要求严格,原料适应性差。 再生铅回收工艺发展历史及现状——工艺对比 再生铅回收工艺未来发展方向 再生铅回收工艺未来发展方向——进一步完善富氧侧吹炉工艺 采用富氧侧吹炉低温熔炼工艺 该技术开发了低温熔盐清洁冶金技术,采用“铁-硅-钙-钠”四元渣系,以Na2CO3熔盐为反应介质,充分利用硅酸钠的低熔点特性,将火法炼铅温度从传统工艺的1200℃~1250℃降低至1100℃以下,大大降低了熔炼能耗,减少了碳排放。 此外,该技术中利用硫铁矿与氧气发生氧化反应: 4FeS 2 +7O 2 =2Fe2O 3 +8SO 2 ΔH=-1654.64 kJ/mol(1000℃),反应放热,补充熔炼所需热量,减少燃料消耗,降低因燃料消耗引起的碳排放。 采用含碳危废作为还原剂和燃料,采用天然气+无烟煤方式,灵活组合降低成本 煤+天然气: 煤在铅冶炼过程中作还原剂,将铅还原出来。天然气作为燃料为铅冶炼的反应提供热量。由于天然气的主要成分是甲烷,具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点。可根据原料成分的不同,灵活调整煤和天然气的比例,最大程度地减少燃料成本。 “以废制废”: 除煤和天然气外,部分危废(如废活性炭等)的主要成分为碳,可以将这类危废作为还原剂代替煤的使用,达到“以废制废”的效果,同时可以减少投资成本。 再生铅回收工艺未来发展方向——全湿法工艺 全湿法工艺的主要优势特点包括:1、全系统不需要碳基还原剂,碳排放大大降低;2、由于不熔化物料,不需要燃料,全系统能耗大大降低;3、由于主工艺没有外排烟气,仅有少量酸雾,所以只需要少量的重金属总量、二氧化硫总量、氮氧化物总量。 但湿法工艺普遍存在的问题:1、所有的全湿法工艺均没有得到大规模生产应用,只有中试及很小规模的应用;2、大多数全湿法工艺运行成本都远高于前述工艺,市场竞争力小;3、普遍废水处理压力难,很难做到废水零排放,若采用强行蒸发的方式进行废水零排放,将进一步增加运行成本。 主要的全湿法工艺包括:FLUBOR工艺、铁盐氧化浸出工艺、氯盐(络合)浸出法工艺、硅氟酸氧化浸出法工艺、碳酸盐转化浸出法工艺、固相电解工艺等。 再生铅回收工艺未来发展方向——进一步完善预脱硫+火法熔炼 预脱硫+火法熔炼工艺具有一定优势,主要包括:能耗低;烟气重金属排放总量、二氧化硫排放总量小等;但也存在副产品硫酸钠不易销售、废水处理难度较大、渣含铅较高等问题。针对这些问题,预脱硫+火法熔炼的工艺思路也在不断完善,主要完善的方向包括: 1、采用富氧侧吹炉代替短窑,解决了渣含铅高的问题; 2、预脱硫工艺的副产品由硫酸铵代替硫酸钠,硫酸铵一定程度上较硫酸钠更容易销售,或者由其他硫酸化合物产品代替硫酸钠; 3、预脱硫工艺通过精细化生产控制,进一步降低副产品(硫酸钠或硫酸铵)的含铅率,同时进一步降低脱硫铅膏的含铅率和含水率。 总结 废旧蓄电池综合回收工艺的发展目的,可以总结为以下几点: 1、向更加环保的方向发展; 2、向更加节能的方向发展; 3、向更加经济的方向发展。 充分结合以上3点的工艺,才是具有持久生命力和发展力的工艺。 富氧侧吹炉熔池强化熔炼工艺,充分考虑了环保性,节能性和经济性,具有强大生命力和发展力,是目前中国国内最普遍主流的废旧蓄电池综合回收工艺,也逐步得向海外发展。

  • 多层石墨烯在铅酸电池中的作用与应用【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国铅酸蓄电池产业技术及电动车绿色出行产业论坛 上,超威集团研究院院长刘孝伟表示,石墨烯为基础的铅碳电池具有优异的电化学性能;以石墨烯为基础的多元复合碳材料,具有一定的协同效应,能获得综合性能更优的电池性能;提高石墨烯的析氢过电位是进一步优化石墨烯性能的研究方向之一。 铅酸蓄电池的失效模式 铅酸蓄电池的早期容量损失(PCL-3)——负极不可逆硫酸盐化 研究表明:在不同放电倍率下,负极生成PbSO4的分布不同,在低放电倍率下(<0.5C20),PbSO4晶体均匀分布于极板内部,晶体颗粒比较粗大,而高放电倍率下(>4C20),PbSO4晶体集中于极板的表面晶体颗粒细小而致密,根据Ostwald熟化机理,在比表面能的作用下,通过重结晶小的硫酸铅晶体趋向于转变成粗大的硫酸铅晶体;这种粗大的硫酸铅晶体因为溶解度低导致充电转化困难,形成“不可逆硫酸盐化”。 不可逆硫酸盐化的影响:小电流深度放电工况下的寿命、大电流高功率放电工况下的寿命、长期欠充电下的寿命、严重制约了铅酸电池的应用工况和使用寿命。 循环过程中海绵铅比表面的收缩进一步加剧了不可逆硫酸盐化 负极海绵状铅作为活性物质,在反复充放电过程中,在比表面能的作用下,比表面会不断收缩,这是一个不可逆的过程。比表面收缩后极板的孔径会变大,更有利于形成更加粗大的硫酸铅晶体,导致不可逆过程加剧。 解决负极硫酸盐化的途径:采用表面活性剂(木质素、腐殖酸)抑制活性物质的表面积收缩。采用硫酸钡晶核细化硫酸铅颗粒。添加炭黑、石墨等增加导电性,“称为抗膨胀剂”。 表面活性剂——木质素、腐殖酸等 原理:利用木质素的表面吸附作用,在PbSO4还原转换为海绵铅时,增加海绵铅的比表面积; 缺陷:在酸性环境中,会发生水解,氧复合时会发生氧化,充电时还会氢解,导致木质素的作用没有持久性,在200个循环左右开始失效。温度越高,分解速度越快。 碳材料在负极中复杂的作用机理 由于碳材料的结构复杂多变,因此碳材料在负极中的作用机理也非常复杂,目前没有形成统一的认识! •Patrick T. Moseley:把碳材料在负极中的作用机理归纳为物理过程和化学过程: •物理过程——导电性、双电层电容特性、表面积效应(利用)在充放电过程中维持比表面积。 •化学过程——碳材料能催化Pb2+转化为Pb的过程(电催化作用)。 •Karel Micka:认为负极容易硫酸盐化而正极很少硫酸盐化,是因为负极海绵铅与硫酸铅转换时体积变化大,为硫酸铅晶体的长大提供了有利空间,碳材料可以填充空隙产生空间位阻。 •D. Pavlov:认为,充电过程中具有电化学活性的碳材料在负极中对PbSO4的还原具有电催化作用,充电电压低了约200~300mV。进一步研究发现,Pb2+还原结晶过程同时发生在碳材料表面和铅表面,使得碳材料与海绵铅连接成一个整体,碳材料表面的电流可以降低极板的电流密度,降低极化,促进硫酸铅的还原,这一现象称之为充电时的“平行机理”。 炭黑 作用:(1)一般认为炭黑导电可以促进硫酸铅转化;(2)平衡木素的吸附;(3)日本储能电池公司将炭黑提高常规用量的10倍,发现有非常好的高倍率部分荷电态性能;(4)Pavlov研究发现炭黑能改变海绵铅的骨架结构,过多的炭黑会嵌入到海绵铅内反而降低海绵铅骨架的导电率。 缺陷:(1)用量过多会从极板渗出,导致微短路;(2)用量过多破坏海绵铅骨架结构,导致负极泥化。(3)用量过多析氢严重。 活性炭 作用:(1)活性炭有高的比表面积,有比较高的双电层电容,可以与正极二氧化铅形成非对称超级电容器,高倍率性能好;(2)Pavlov研究表明,在充过程中,铅枝晶会在活性炭表面生长,并与海绵铅形成一个整理骨架结构,这有利于双电层电容的充放电进行。(3)我们的研究发现,不同的活性炭结构,铅枝晶的生长形貌不一样,构成活性炭的类石墨微晶的结晶度以及表面缺陷的规整性,结晶度高,导电性好,规整性好,更有利于形成比表面更高的片层状枝晶,有利于电极的循环可逆性。 缺陷:(1)活性炭为高比表面的内孔结构,析氢活性点高,不容易进行析氢电位调整;(2)铅沉积会堵塞孔,双电层电容随着循环的进行逐步衰减;(3)多孔结构具有很强的吸附性,会对电极中的木质素等进行不可逆吸附。 石墨 作用:(1)J. Settelein对膨胀石墨与球状石墨表面铅枝晶的结晶情况进行了研究,发现膨胀石墨更有利于铅枝晶的生长;(2)Karel Micka认为石墨在负极有位阻效应,可以抑制硫酸铅晶体的长大;(3)我们对球状石墨和天然鳞片石墨的铅枝晶生长进行了研究,发现天然鳞片石墨更有利于形成发散性好的片状枝晶,而球状石墨表面的枝晶围绕球状石墨表面形成包覆结构,不利于海绵铅的表面积的提升。 缺陷:(1)比表面低,没有电容效应;(2)颗粒粗大,密度高,用量大,表面积效应不明显。 碳纳米管(研究热点) 作用:(1)碳纳米管是二维材料,导电性高,导电路径长,有利于提高电极的导电性。(2)有研究表明,碳纳米管添加到负极,能提高充电接受能力,同时在放电时更有利于形成细颗粒的硫酸铅晶体。 缺陷:(1)分散困难;(2)价格比较贵。 石墨烯(研究热点) 作用:(1)二维材料,具有优异的导电能力;(2)优异的导电能力,诱导铅枝晶生长辐射范围更宽;(3)二维平面结构对木素形成可逆吸附;(4)对硫酸铅的位阻作用更显著;(5)比表面积效应更明显。 缺陷:(1)析氢过电位有待进一步抑制;(2)制造成本有待进一步降低。 多层石墨烯基电池的抗硫化能力测试1- 30~80%PSOC 多层石墨烯基电池的抗硫化能力测试2-10~90%PSOC循环 小结 •石墨烯为基础的铅碳电池具有优异的电化学性能; •以石墨烯为基础的多元复合碳材料,具有一定的协同效应,能获得综合性能更优的电池性能; •提高石墨烯的析氢过电位是进一步优化石墨烯性能的研究方向之一; •降低石墨烯的制造成本,拓展石墨烯在铅酸电池的应用是重要的课题。

  • 专家分享:再生铅冶炼烟气制取电池级硫酸技术【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国再生铅产业发展论坛 上,浙江天能资源循环科技有限公司技术管理部副总监娄可柏分享了再生铅冶炼烟气制取电池级硫酸的相关技术。他表示,受冶炼工艺的影响,再生铅冶炼烟气中会产生多种污染物,如铅尘、SO2、NOX 等。其中SO2 浓度通常在 0.05%-2.0%范围内,过低的 SO2 浓度不能满足常见的直接制酸技术的条件,往往只能直接排放到空气中,造成严重的环境污染。 技术研发背景及意义 一、常见冶炼烟气处理方法 烟气脱硫(FGD)是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是控制二氧化硫污染的主要技术手段。目前,我国烟气脱硫市场上的主要技术有:湿式石灰石一石膏法、双碱法、氨法、氧化镁法、石灰石半干法、活性炭吸附法等。 这些脱硫方法尽管都有可取之处,但不同程度上存在如下缺点: (1)工艺复杂、操作费用高、占地面积大,脱硫副产物用途不广以及废弃物难以处置,造成二次污染。 (2)大多吸收剂不能再生,只能作为一次性消耗品而不能重复利用,造成资源浪费。 二、再生铅冶炼烟气制精制酸 受冶炼工艺的影响,再生铅冶炼烟气中会产生多种污染物,如铅尘、SO2、NOX 等。其中SO2 浓度通常在 0.05%-2.0%范围内,过低的 SO2 浓度不能满足常见的直接制酸技术的条件,往往只能直接排放到空气中,造成严重的环境污染。 2016 年,浙江天能电源材料有限公司首次将离子液吸收法运用到再生铅烟气制酸中,自此,再生铅行业开始推广优化离子液制酸技术,安徽天畅金属材料公司和江苏天能资源循环公司将技术进一步优化,先后建设烟气分流部分离子液制酸和全离子液制酸系统。 三、离子液循环吸收法原理 离子液循环吸收法采用以有机阳离子、无机阴离子为主,添加少量活化剂、抗氧化剂组成的脱硫剂水溶液。该吸收剂对SO2气体具有良好的吸收和解吸能力;其脱硫机理如下: SO2 + H2O ←→ H++ HSO3- (1) R + H+←→ RH+ (2) 总反应式: SO2 +H2O+R ←→ RH++HSO3- (3) 上式中R代表吸收剂,(3)式是可逆反应,低温下反应(3)从左向右进行,高温下反应(3)从右向左进行。循环吸收法利用此原理,在低温下吸收二氧化硫,高温下将吸收剂中二氧化硫再生出来,再进行催化转化成三氧化硫,进一步制取精制酸。 四、技术研究的意义 使用“离子液循环吸收法脱除和回收再生铅冶炼烟气中 SO2 技术”来处理有色金属冶炼过程中的含二氧化硫烟气,可以在脱除烟气中 SO2 的同时, 产出高纯度的干基二氧化硫副产品,副产品可作为制取电池级硫酸的优良原料,价值很高。 而且, 作为吸收剂的离子液可以循环使用,生产过程中损耗量极少,生产成本低。同时,新技术的整个系统自动化程度高,稳定可靠,能够长期稳定运行。 该技术实现了有色金属冶炼烟气脱硫技术的 高效化、资源化,投资及生产成本相对较低、副产品硫酸价值较高、适应行业发展需要, 生产过程中不产生任何污染物,环保效益显著,符合国家循环经济的发展目标,代表了有色金属冶炼行业烟气脱硫领域的发展趋势和最新技术水平,该技术在我公司多处建设实施,取得了明显的社会效益、经济效益、节能效益和环保效益,并在我国再生铅行业中树立了标杆示范作用。 制酸技术工艺 一、精制硫酸工艺 1、硫酸蒸馏法 将工业级硫酸加热蒸馏制得精制硫酸,排出部分污酸及稀酸。由于环保要求,现均采用电加热蒸馏,吨酸需用电400 多度,生产成本最高,但投资最少。目前该法由于成本及废酸废水问题,已淘汰。 2、发烟硫酸制SO 3 法 硫酸装置一次转化的一部分烟气进105%发烟硫酸吸收塔,制得106%发烟硫酸;106%发烟硫酸通过加热蒸发出SO3,SO3进入精制硫酸吸收塔,制得精制硫酸产品。发烟硫酸制SO3法用于SO2浓度较高的硫酸装置,如硫磺制酸或硫铁矿制酸装置,在SO2浓度9%的条件下,能产精制硫酸20~25%。该法工艺流程长、操作控制复杂、能耗较高,建设投资最高,生产成本较高。 3、直接吸收法 硫酸装置(一次转化后)一部分烟气去第一吸收塔,用于制工业级硫酸;另一部分烟气经精密过滤后进入精制硫酸吸收塔,用于制精制硫酸产品。直接吸收法也用于SO 2浓度较高的硫酸装置,如硫磺制酸或硫铁矿制酸装置,在SO 2浓度9% 的条件下,能产精制硫酸20~25%20~25%20~25% 20~25%。投资较低,生产成本最低。 二、两种离子液直接吸收法制酸工艺对比 当前离子液循环吸收法制酸存在两种工艺:烟气分流与部分离子液制酸和全离子液制酸;两种离子液制酸工艺流程和优缺点对比如下: 三、全离子液工艺流程及制酸设备简介 在烟气净化脱硫制酸流程中,有用到精制酸装置,利用的是水平衡全吸收法精制酸。 在 净化工段设备流程 中,侧吹烟气进入高效洗涤塔,在其中稀释逆喷除尘,然后进入填料冷却塔,进行稀酸喷淋除尘处理,再经过二级电除雾的阶段进行电离除酸雾,净化烟气。 脱硫脱硝工段设备流程图如下: 转化工段设备流程图如下所示: 吸收工段设备流程图所示: 四、主要工艺技术指标 五、精制酸产品指标 产出精制酸产品符合GB /T625-2007分析纯要求,工业酸的标准符合GB/T534-2014浓硫酸一等品的技术要求,质量标准:无色透明,无悬浮物和不溶物。目前产出精制酸已用于天能电池(芜湖)有限公司、天能电池集团(安徽)有限公司、浙江天能动力能源有限公司等内部公司,其具体指标列表如下:

  • 专家分享:磷酸锰铁锂在动力电池上的应用研究【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国铅酸蓄电池产业技术及电动车绿色出行产业论坛 上,星恒电源股份有限公司小电芯工程院副院长沈佐松分享了磷酸锰铁锂在动力电池上的应用研究,他表示,LMFP-MFO在原材料成本及合成工艺上具有最佳性价比,是未来LMFP材料最佳的合成路线之一;LMFP电池在循环、高低温倍率、安全等方面具有明显优势,应用在动力电池领域,可以打造具有性价比优势的产品体系;不断提升复合体系中磷酸锰铁锂的含量甚至纯用是未来趋势。 LMFP材料简述及发展 LMFP技术背景 磷酸锰铁锂是磷酸铁锂升级方向 磷酸锰铁锂(LMFP) 与磷酸铁锂(LFP)结构相同,均为有序的橄榄石结构,因此同样拥有高安全性和稳定性; 高能量密度是磷酸锰铁锂相较磷酸铁锂的核心优势:理论克容量都约为 170mAh/g,但放电平台却不同;磷酸锰铁锂总体放电平台3.8V-4.1V;磷酸铁锂理论放电平台是3.4V,实际水平3.2-3.3V。磷能量密度可以比其高出15%-25%左右。 LMFP材料简述及发展 III价和IV价锰离子镍离子和钴离子大小接近,形成层状正极; Ⅱ价锰离子、钴离子、镍离子与铁离子的大小相近,形成磷酸盐锰基正极。 磷酸锰铁锂和三元材料相比 相较于三元材料的层状结构,磷酸盐系材料的橄榄石型结构额外增加结构支撑,因此充放电锂离子嵌入和脱出过程中不易发生结构崩塌 磷酸锰铁锂中 P 原子通过 P-O 强共价键形成 PO4 四面体,O原子很难从结构中脱出,这使得磷酸锰铁锂具备热稳定性好、安全性高、使用寿命长的优点 三LMFP 与 NCM 复合使用,可以有效综合两者高安全性、高能量密度与低温性能等特点。 LMFP合成工艺 磷酸锰铁锂自身导电性较差,厂家为了提高其电化学活性,通常采用碳包覆、离子掺杂、纳米化等改性技术。 LMFP现存主要问题和星恒解决方案 现行业内商品化LMFP材料存在长期循环电压衰减、低温性能差、快充性能差等问题; LMFP高比表所带来的各类工艺制成需要调整和优化,短时间内无法在动力电池领域广泛推广。 合成路线改进之后,星恒独创MFO材料,结构稳定,晶体致密,能够抑制锰溶出,改善成品材料的长期循环电压衰减问题; MFO材料,Mn、Fe离子在材料中均匀分布,增强导电性,从而改善材料低温性能和快充性能; MFO材料的原材料来源广泛,且成本低,能够降低成品材料综合成本。 锰铁氧化物最新进展 早期MFO材料合成工艺还在探索中,材料物相中还存在杂相,并不是纯相的锰铁氧化物,合成出LMFP材料电化学性能还有提升空间; 最近经过科学系统的实验验证及工艺摸索,合成出纯相MFO;并在LMFP材料中得到验证,验证结果如下:用纯相MFO材料合成的LMFP成品,0.2C放电恒流比提升4个百分点;1C放电克容量提升8个mAh/g、1C恒流比提升13个百分点。 总结:下一步LMFP材料技术方向 从扣电测试数据看:以MFO合成的LMFP具有循环稳定性好、倍率高、恒流充入比高、放电中值电压保持率高、振实密度大等优势; 全电测试数据进一步证明:LMFP-MFO电池在循环、高低温倍率、搁置等方面具有明显优势,应用在动力电池领域,可以打造具有性价比优势的产品体系; 基于纯相MFO-LMFP在原材料成本及合成工艺上具有最佳性价比,是未来LMFP材料最佳的合成路线之一。 新能源行业技术开发将不断迭代,技术壁垒将不断加大,技术方面保持优势且有不断技术迭代能力的新能源企业将更具竞争力。 全新一代LMFP电池开发和应用 LMFP材料设计思路 考虑到LMFP的材料特性以及差的加工性能,前期我们的设计方案主要以LMFP和LMO&NCM混用为主; 添加20%LMFP,电压平台表现正常。 LMFP复合NCM的特性 复合提升安全性,LMFP减少滥用过程中三元与电解液副反应,抑制三元层状向岩盐相结构转变;热量降低60%。 LMFP材料设计思路 LMFP的加入可以有效降低锰酸锂中的锰溶解,提升材料的能量密度和功率密度。 LMFP材料设计思路 优良的电子导通路径 :LMFP表面包碳,可以和CNTs、sp联合建立更好的导电网络 优良的离子传输通道: 纳米级LMFP,有利于电解液的吸附,较短的锂离子迁移途径;大小颗粒的复配填充,通过控制合适的面密度,构造更合适的电解液传输通道。 优点:电池组循环好、低温性能好、安全性高。 LMFP循环性能突出(五年质保); 低温性能优异 :0.5C常温充电,不同温度下放电;在零下20℃下容量保持率95%以上; 低温循环优异: -10℃环境中,2A充电,充电电压54.6V,以0.5C放电,截止电压38V; 安全性能优异(70%LMFP+30%NCM) :满足针刺、过充等企标要求,满足热滥用、低气压、浸水等加测安全;LFMP里面的M2+能有效阻止Ni往高价态变化,阻止三元的结构塌陷,所以能极大提供三元的安全性。 高比例LMFP721的高温循环性能 充电:1C恒流充电至4.2 V, 4.2V恒压充电至0.05C截止;放电:1C放电至2.7 V。 45℃ 循环450th@88.04%。 电解液优化后, 可以改善负极极片界面问题,虽然会牺牲一些循环性能,但依然能够满足动力电池应用。 LMFP复合技术全系电芯应用 总结: LMFP-MFO在原材料成本及合成工艺上具有最佳性价比,是未来LMFP材料最佳的合成路线之一; LMFP电池在循环、高低温倍率、安全等方面具有明显优势,应用在动力电池领域,可以打造具有性价比优势的产品体系; 不断提升复合体系中磷酸锰铁锂的含量甚至纯用是未来趋势。 新能源行业技术开发将不断迭代,技术壁垒将不断加大,技术方面保持优势且有不断技术迭代能力的新能源企业将更具竞争力。

  • 起停电池的分类、技术、现状及趋势【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国铅酸蓄电池产业技术及电动车绿色出行产业论坛 上,广东奥克莱集团有限公司总裁邵双喜介绍了起停电池的分类、现状、技术以及趋势。 起停电池分类及区别 起停电池能大力推广原因:①环保法规要求;②使用起停系统的平均节油率超过5%; 现有起停电池分类:AGM和EFB。 AGM起停电池和EFB起停电池区别: 起停电池现状 起动起停电池有效助力节能减排,随着全球气候变化加剧、能源消耗挑战日益严峻,世界汽车市场对碳排放标准和燃油经济性提出了更高标准的要求。起动起停系统是近年发展较迅速的一项节能减排技术。2016年以来,起动起停系统的渗透率大幅提升,根据国际市场研究机构FutureMarketInsights预测,全球起停电池市场规模在2022年预计为70.58亿美元,到2032年将增长到273.36亿美元,年复合增长率达14.5%。 中国2022年汽车保有量为3.19亿辆,新车产量为2383.6万辆,其中标配起动功能的车辆超过70%;起停电池按平均使用寿命3-5年计算,2023年起每年约1/5售后市场更换起停电池; AGM起停电池普遍用于中高端车型,主要适用欧美车型;EFB电池普遍用于中低端车型,主要适用于日韩车型。目前两者在市场端用量约为1:3。 起停电池技术 AGM/EFB覆盖市场主流型号及款式;低温起动能力好,满足行业主流标准要求(EN/SAE/JIS/IEC/JB等);自主研发的和膏、固化专利,确保电池具有良好的深循环性能;优良的充电接受能力,亏电状态下快速完成电量的补充;关键原材料(外壳、合金配制、隔板等)自主设计及制造,过程可控、质量稳定。 性能方面: 起停电池趋势 焊接工艺:

  • 专家:铅酸蓄电池面临被替代风险 急需技术革命!【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-中国铅酸蓄电池产业技术及电动车绿色出行产业论坛 上,理士国际技术有限公司理士国际技术委员会主任助理,高级工程师高士元解析了中国铅酸蓄电池电池行业现状及未来发展趋势,他表示,除了起动电池领域,铅酸蓄电池在其他各领域均面临着被替代的风险,未来需求前景堪忧。为了有效应对锂电池、钠电池等新型能源的竞争,铅酸电池急需在轻量化、长寿命及快充方面有所技术革命。 战略规划 战略规划 —国内、国际双碳目标 2020年9月22日,习近平主席在联大会议上强调“应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向,是保护地球家园需要采取的最低限度行动,各国必须迈出决定性步伐”。 二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值;努力争取2060年前实现碳中和。 战略规划 —国家电力规划 “双碳”战略目标下,新能源领域的绿色电源应用将迎来长久的高景气周期。 “30•60”战略倒逼经济发展方式转变,我国电力消费将更多转向低能耗消费,“十四五”开始,绿色电源将成为主体电源,减碳、减量将成为煤炭转型总体趋势。 铅酸蓄电池市场现状 中国铅酸蓄电池行业基本情况 产量: 我国是是铅酸蓄电池最大的生产国,产量占世界总量的三分之一。 中国铅酸蓄电池行业产量保持稳定增长态势。 据工信部数据显示,2022年中国铅酸蓄电池产量为21650万千伏安时。 市场规模:近年来呈现逐年增长态势。 2022年超1700亿元。 出口情况: 我国也是铅酸蓄电池最大的出口国。据中国海关数据,2022年中国铅酸蓄电池出口数量为2.16亿个,同比增长9.09%,出口金额为39.03亿美元,同比增长9.08%。 铅酸蓄电池发展前景 铅酸蓄电池发展前景 —储能电池领域 国内储能市场规模发展趋势 我国储能产业进入了快速发展时期。 据CNESA全球储能项目库的不完全统计,截至2022年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW,占全球市场总规模的25%,年增长率38%。 新型储能继续高速发展,新增规模创历史新高, 达到7.3GW/15.9GWh,功率规模同比增长200%。 新型储能中,得益于锂离子电池成本的持续下降, 锂离子电池占据绝对主导地位 ,比重达97%。铅蓄电池仅占3.1%,铅酸电池的主要优势还是在于价格和安全性能。 无论是保守还是理想场景的预测,储能产业快速发展的大势不可逆。 储能技术与产业的前期积累,使其具备顽强的生命力和持续发展的基础。新型电力系统的构建,特别是可再生能源和分布式能源的大规模利用,对储能有巨大的需求。能源革命的逐步深入,也给未来储能深度参与市场化的电力运营铺平了道路。 新型储能装机规模预测 保守场景, 2027年累计规模将达到97.0GW, 未来5年复合年均增长率( CAGR)为 49.3%;理想场景,2027年累计规模将达到138.4GW,未来5年复合年均增长率( CAGR)为 60.3%。 发展前景预测 预计未来5年,年度新增储能装机呈平稳上升趋势。保守场景下,年平均新增储能装机为16.8GW;理想场景下,年平均新增储能装机为25.1GW。 不同类型ESS储能电池的规格和应用比较 通过对包括铅炭电池、锂离子电池、钠硫电池、钒液流电池、胶体铅电池等在内的五种不同类型电化学储能电池分类、经济性比较可以发现,到目前为止,没有一种储能电池的五项关键指标都是四星。 铅酸蓄电池制造商随着全球可再生能源的推进正在开发和推出循环寿命为3,000次以上的铅酸蓄电池,以满足日益增加的电力系统用和调峰等应用。理士国际开发的铅炭电池,60%DOD循环寿命已达到了4,500次,是传统产品的两倍以上。 铅酸蓄电池发展前景 —5G通信电源领域 UPS电源系统,处于IDC机房的核心位置。蓄电池是是数据中心供电的心脏,是数据中心的电力保障。 IDC各系统成本构成 根据产业链对IDC 企业的Capex和Opex做拆解如下图: 服务器投入占比达31%;UPS(含电池)系统占比为4%;Opex费用中,电费约占1/2,占总投入9%。 5G通信电源领域市场规模发展趋势 中国市场 机架规模: 持续稳步增长。近五年,年均复合增速超过30%,大型以上数据中心机架规模占比达到 80%。 市场规模: 维持快速增长。受新基建、数字化转型及数字中国远景目标等国家政策促进及企业降本增效需求的驱动,我国数据中心市场规模持续高速增长。 5G通信电源领域铅酸蓄电池的开发趋势 铅酸电池已成为主流的电信基站的需求正从铅酸电池转向锂电。特别是5G基站对锂电的需求在增加,但UPS用锂电的总需求仍低于铅酸电池。 铅酸蓄电池发展前景 —汽车电池领域 起停用铅酸蓄电池的发展趋势 中国每年汽车产量稳定在2400万辆以上,因此起停电池市场,仍有着广阔的发展前景。另外,受节能减排政策影响,未来新车启停系统搭载率有望进一步提升。 起停领域作为铅酸电池的固有领域,相对于锂离子电池具有无可比拟的优势。 根据中国产业信息网数据,铅蓄电池在我国汽车起动/启停电池领域的使用率约已达90%,占有绝对市场优势。 根据国际市场研究机构Future Market Insights 预测,全球起动/启停电池市场规模,预计到2032年将增长到273.36亿美元,年复合增长率达14.5%。 辅助设备用铅酸蓄电池的发展趋势 在驱动电池方面,锂电以其优越的能量密度领先于市场。在辅助电池领域,大多数车辆中使用标准化的铅酸。 2035年,锂电有望继续扩大驱动电池的市场。另一方面,预计锂电和EDLC/LiC在辅助电池市场的采用率将增加,但Pb仍有望推动市场发展。 预计随着新能源汽车数量的增加,辅助设备用铅酸电池的需求量也将增加。 铅酸蓄电池发展前景— 电动车动力电池领域 中国电动车市场规模 供给:近两年增速放缓。 2021年,中国电动两轮车总体产量达到5443万辆,同比增长12.6%,增长幅度较2020年出现较大幅度的下滑。2022年,中国总体产量达到5904万辆,同比增速仅为8.5%,增长幅度连续两年呈现下滑趋势。 需求:2022年销量再创新高。 中国电动两轮车的总销量由2017年的30.5百万辆增长至2021年的49.8百万辆,复合年增长率为13.0%。2022年中国两轮电动车销量约为5670万辆,再创新高。 电动车动力电池领域市场规模发展趋势 两轮电动车中,仍然以铅酸电池为主; 锂电渗透率已近20%,且增幅渐大。铅酸电池面临巨大挑战; 市场将会受钠电池产业技术影响,钠电池市场占有率会迅速增加: 步入2023年,钠离子电池快速发展,开启了其产业化元年,大有抢占市场的趋势!!预计在2025年,钠电将进入相对成熟发展期, 届时铅酸、锂电和钠电占有率大约为50%,15%和35%。 钠离子电池的原料成本、低温性能、循环性能优于磷酸铁锂电池,并且其各方面性能超越铅酸电池,未来有很大可能将在电动两轮车领域替代铅酸电池、在A00级别电动车以及储能领域替代磷酸铁锂电池。 钠离子电池相较于锂离子电池有30%~40%的成本优势!! 铅酸蓄电池发展前景 铅酸电池与锂电池的优缺对比 整体来看,除了起动电池领域,铅酸蓄电池在其他各领域均面临着被替代的风险,未来需求前景堪忧。为了有效应对锂电池、钠电池等新型能源的竞争,铅酸电池急需在轻量化、长寿命及快充方面有所技术革命。 锂电池无法完全取代铅酸电池—原因: 性价比优势不突出:返修率居高不下;价格差距十分悬殊; 返修时间过长,制约消费者使用:经销商无法维修或更换锂电池内部出现问题的电芯; 锂电过于“娇贵”,经不起“折腾”:遭到穿刺或者剧烈撞击,就可能燃烧或者爆炸; 质量稂莠不齐,大量低端锂电冲击市场:消费者对锂电选择需十分谨慎。 铅酸蓄电池技术发展趋势 机遇与展望—新材料、新工艺、新结构!! 新结构:胶体电池,卷绕式电池,双极性电池 新材料:新型集流体材料,新型隔板材料,各种添加剂—提高活性物质利用率 新工艺:冲网、拉网电池,纯铅电池。 举例来看,冲网电池方面特点如下:板栅致密,耐腐蚀能力提高68%; 高机械强度,板栅最薄至0.8mm; 低钙合金耐腐,寿命延长30%;网孔均匀、网面平整;3D板栅,提高铅膏与板栅的附着度;自动化生产,一致性好;可以同时用于正、负极板栅。 拉网电池方面:由于铸造板栅有边框,在电池寿命末期极板形变会对电池施加很强的应力、易发生顶破电池的危险;而拉网电池采用稳健性、安全化的设计理念,板栅无边框,应力很小、不会发生顶破电池的危险,自动化设备确保板栅都切在节点上、也无因此造成的短路危险,同时减轻了热失控的危险。所以拉网电池安全性提高。

  • 【9.20锂电快讯】沃尔沃宣布将于2024年初停产柴油车 | 高盛预计特斯拉“降价卖车”或维持到明年

    【印尼总统:继续与特斯拉和其他多方讨论电动汽车项目 】印尼总统佐科表示,预计印尼2027-28年GDP将增长6%-7%;继续与特斯拉和其他多方讨论电动汽车项目。 【全美汽车工人联合会将宣布美国汽车工人罢工相关决定】 全美汽车工人联合会(UAW)主席将于周五美东时间10:00(北京时间22:00)通过Facebook宣布美国汽车工人罢工相关决定。 【沃尔沃汽车宣布将于2024年初停产柴油车】 沃尔沃汽车当地时间9月19日宣布将于2024年初停产柴油车。沃尔沃汽车表示,到2030年,公司计划只销售全电动汽车;到2040年,目标是成为一家气候中和公司。 【宁德时代获西澳大利亚电池项目合同】 西澳大利亚州政府9月19日表示,已与中国宁德时代公司签订合同,为Kwinana电池二期项目和Collie电池项目提供集装箱式液冷电池系统。西班牙Power Electronics公司将为这两个项目提供逆变器。声明显示,这些合同价值合计超过10亿澳元。Kwinana电池二期工程于6月开工,预计于2024年底完工,将提供200兆瓦的电力和800兆瓦时的储能。 【中伟股份:与AL MADA签署合资协议】 中伟股份公告,公司及下属全资子公司中伟摩洛哥新能源与AL MADA 及其下属公司NGI以及CNGR NEW TECH MOROCCO(合资公司)共同签署《合资协议》。根据项目合资协议约定,各方一致同意利用摩洛哥的地理位置及其绿色能源的优势,在摩洛哥建设新能源绿色工业园区,并由各方(或各方关联公司)在卡萨布兰卡注册成立的合资公司实施项目,合资公司由中伟摩洛哥新能源持股50.03%,NGI持股 49.97%,该项目包括建设三元前驱体一体化、磷酸铁锂一体化、黑粉回收工厂和摩洛哥-中国绿色能源工业园区,实现年产12万吨三元前驱体、年产6万吨磷酸铁锂及年处理3万吨黑粉回收。 【高盛:特斯拉“降价卖车”料维持到明年 下调今明两年盈利预期】 高盛周一下调了特斯拉的盈利预期,以反映其平均销售价格和毛利率的下降趋势。高盛分析师Mark Delaney虽然下调了特斯拉的盈利预期,但仍对该公司保持中性看法,并将其目标股价维持在275美元。Delaney在最新报告中表示,特斯拉在2023年内多次下调汽车价格,并很可能会将这一趋势延续到明年。考虑到预期的ASP(平均售价)下降以及价格下降对汽车毛利率的影响,Delaney将2023年特斯拉的每股收益预期从3美元下调至2.90美元,并将2024年的每股收益预期从4.25美元下调至4.15美元。 相关阅读: 【SMM分析】2023Q2全球可穿戴设备出货量达4400万 穿戴市场正在重新焕发活力 【SMM分析】磷酸铁原料双氧水价格持续上涨 双氧水是何方神圣 三元市场何时回暖?激烈竞争下三元企业如何破局?【SMM分析】 【SMM分析】碳酸锂平衡逆转?价格表现如何 【SMM分析】8月四氧化三钴产量环比下降5% 新机发布带动下月需求增加 【SMM分析】海外三元动力端需求走弱 9月三元前驱产量或将下行 【SMM分析】珠海赛纬IPO过会 电解液上市企业阵营再添一员 【SMM分析】2023年上半年快速增长的意大利储能市场 增速或在下半年放缓 【SMM分析】8月钴行情回顾 9月钴价涨势是否能够持续? 【SMM分析】2023年8月国内废旧锂电回收4.33万吨 废料供需结构不匹配致回收减产明显 【SMM分析】8月氢氧化锂大跌21% 终端需求不振后续跌势仍将维持 【SMM分析】需求维持寡淡 周内电钴弱势运行 【SMM分析】海外锂电回收市场新闻速递—四方联手打造美国首个锂离子电池回收利用闭环系统 【SMM分析】比利时或将加入未来锂资源开发者阵营 【SMM分析】负极厂家利润持续收窄 后续价格仍存下跌风险 【SMM分析】8月石墨化价格维稳运行 后续价格仍有下跌风险 【SMM分析】行业需求恢复不及预期 负极行业开工率小幅下调 【SMM分析】2023年8月国内废旧锂电回收4.33万吨 废料供需结构不匹配致使回收减产明显

  • 铅酸蓄电池及锂电池在电动车上应用及未来展望【铅酸蓄电池大会】

    在SMM主办的 2023SMM中国铅酸蓄电池应用与绿色循环产业大会-主论坛 上,江苏新日电动车股份有限公司副总经理雷宝荣表示,目前,中国两轮电动车在动力电池上分为三类:铅酸电池、锂电池、氢燃料。市面上销售的两轮电动车以铅酸电池为主具备技术成熟,价格便宜,可回收利用率高等特点,锂电池在两轮电动车中的渗透率平均不足10%,而氢燃料电池目前正在验证阶段、还需要大量的验证数据、近几年不会大量应用。 铅酸蓄电池在电动车上的应用现状 铅酸蓄电池在电动两轮车上的应用 铅酸蓄电池由于技术很成熟、价格低廉且安全性好广泛应用在电动两轮车上。 2023年1-8月,全国电动自行车生产2659万辆,铅酸蓄电池配置占比约85% 25.52GW/H。 2023年1-8月,全国电动摩托车生产1028万辆,铅酸蓄电池配置占比约95% 12.34GW/H。 2023年1-8月,电动自行车、电动摩托车共完成3687万辆,铅酸蓄电池配置约占比90%。 铅酸电池存在的问题有:体积较大、寿命短、质量重以及低温性能较差等缺陷。 铅酸蓄电池技术的发展现状 铅酸蓄电池是一类安全性高,电性能稳定,制造成本低,应用领域广泛,可低成本再生利用的“资源循环型”能源产品。其生产属深加工、劳动密集型方式。近几十年来,铅酸蓄电池的应用领域在不断地扩展,市场需求量也大幅度的升长,在二次电源中,铅酸蓄电池已占有85%以上的市场份额。随着人类对太阳能、风能、地热能、潮汐能等自然能的开发利用和电动汽车产业的发展,铅酸蓄电池作为不消耗地球资源的“绿色”产业,具有着广阔地发展空间。 据有关统计数据显示,近几年来蓄电池的全球年均增长率不足5%,而中国电池总量的年增长率却达到9.4%。尤其是铅酸电池发展较快,年增长速度超过16%以上。中国铅酸电池市场以汽车电池为主,约占总量的70%,近5年年均增长16%。由于新型高功率铅酸蓄电池的不断问世,质量水平的不断提高和低成本优势,作为发展中国家代步工具的电动自行车和电动摩托车发展速度惊人,中国的产量以每年近翻番的速度增长,年递增达50%。 中国蓄电池行业近十几年进入快速发展时期,经过技术改造和设备更新,很大程度上提升了行业的整体技术水平。多数产品的质量与国际同类产品基本处于同一水平,传统的蓄电池通过技术改进,已经采用了密封免维护及新型纳米胶体电解液、石墨烯等新技术发展。特别是我国自主创新的电动自行车蓄电池产品、在深循环动力电池制造技术方面超越了欧美、日韩等先进工业国家,处于领先水平。 近几年来我国的铅蓄电池新产品不断面世。新型管式电极的纳米胶体铅酸蓄电池已在储能、低速纯电动车上批量应用,使用寿命和可靠性大幅度提高;改良型的AGM铅蓄电池除在低速纯电动车上批量使用外,已在多款轻、微混的HEV上进行批量生产;许多规模以上的大型企业通过自主研发技术、采用先进设备制造技术已大规模生产卷绕式铅蓄电池及新型汽车用启停蓄电池,并在各类大型工程车上及多款国产或合资品牌的轻混HEV上得到应用、新型汽车用启停蓄电池达到世界先进水平、起动寿命已达到11万次,远高于普通AGM电池2万次的水平。 铅酸蓄电池在电动车上应用的未来展望 铅酸蓄电池的发展趋势 在未来汽车电池以及电动车领域,铅酸蓄电池由于成本低、技术成熟,使用安全等优势其发展后劲不可小视,由于以上优点在未来的汽车、电动车用蓄电池铅酸蓄电池是优先推广的产品之一,早在2010年美国就对外界宣布了美国投入24亿美元支持蓄电池技术负发展的48个项目,用于发展下一代新型电池和电动车用蓄电池的研制与生产,其中有近10亿美元用于支持铅蓄电池的项目,主要针对研究新型铅炭电极的先进铅蓄电池以及开发新型纳米材料的“新型超级”铅蓄电池。 我国在“十三五”规划里,已就光伏新能源储能用蓄电池的应用以及新能源汽车电池的发展作为未来五年国家重点培育发展的七大战略产业。根据我国光伏新能源电池应用协会的调查,未来10年仅光伏储能用蓄电池市场空间约1000亿元以上,近几年来,卷绕式、双极性、石墨烯材料、超级电池等新型铅蓄电池相继面世或产业化,必将迎来铅酸蓄电池的倍增高峰。据江森自控能源动力战略分析部门给出的预测;汽车启停技术(微混车)以及低速电动车最理想电源是铅酸蓄电池,2025年全球市场需求量将达到3500万套。随着铅酸蓄电池新技术的应用,新型技术的铅酸蓄电池在汽车、新能源电动车以及电动车上的应用具有显著的性价比优势,市场前景十分广阔。 铅酸电池主要性能优势体现在6个方面 ①是实现工业化生产时间最长、技术最成熟的电池,性能稳定、可靠,应用领域众多; ②采用稀硫酸作电解液,无可燃性,电池采用常压或低压设计,安全性好; ③工作电压较高、功率特性好、工作温度范围宽,适用于HEV等高倍率放电应用; ④能浮充使用,浅充浅放性能优,无记忆效应,适用于UPS、可再生能源储能等领域; ⑤大小型号电池技术成熟,能制成安时级以下和数千安时的各种规格的电池; ⑥原材料价格性价比高、使用安全、可以进行回收再利用。 由于我国的交通体系特殊性、陆地上各种交通工具并存在、除了高铁、汽车外、还有各种低速交通工具(如;低速四轮车、三轮车、二轮电动车)等的保有量非常巨大、仅电动二轮车就有近4亿辆、低速四轮车、三轮车也有5000万辆以上,如果80%使用铅酸蓄电池的话、铅酸蓄电池的用量将是一个巨大的市场。 铅酸电池智能化 1、电池管理系统(BMS);2、车辆中控ECU系统; 3、声音、光报警系统; 4 、远程监控系统;5、充放电智能管理系统。 由于铅酸蓄电池具有技术成熟,性能稳定、低成本低廉、使用可靠等优点, 不仅应用于各行各业、特别是在中国电动车行业几乎垄断了电动车用蓄电池市场20余年,这主要得益于铅酸蓄电池在成本性价比和使用安全性上的优势。 铅酸电池即便出现鼓包也不会产生起火爆炸等高危情况,虽然这几年锂离子电池不断的加大投入、但是铅酸蓄电池在低速电动车、电动二轮车上实际使用还是占绝对的市场份额。 这几年由于电动摩托车GB24155-2020《电动摩托车和电动轻便摩托车安全要求》及电动自行车GB42295-2022《电动自行车电气安全要求》两个强标的实施、对电动车的安全提出了更严格的要求、针对电池的使用提出了更高的安全要求,这使得电动车产品在使用蓄电池方面有了更严格的规定、由于铅酸蓄电池的使用安全性及良好性价比和可回收再利用的优势,将是电动车行业以及广大电动车使用者的首选产品。 各种蓄电池的性能特点以及价格成本 各种不同类型电池特点对比 锂离子电池在电动车上的应用现状 锂电池在两轮车上的应用 电动自行车应用情况:主要用于小包车,传统简易款占比较少。 2023年1-8月,电动自行车完成产量2659万辆,锂电配置占比约15% 3.83GW/H。 存在问题:安全性差;温度适应性差;使用要求高;充电焦虑;电池价格高。 电摩应用情况:电摩占比较少,主要用于电动自行车和电轻摩。 2023年1-8月,电动摩托车产销1028万辆 ,锂电配置占比约8% 0.98GW/H。 存在问题:安全性差;温度适应性差;使用要求高;充电焦虑;电池价格高。 锂离子电池在电动车上应用的未来展望 由于采用新能源电池的应用行业越来越多、锂电池行业也在不断的提高生产规模及产量、同时为了提高锂电池的性价比、锂电池行业也加大原材料的研究、加强针对锂电池的安全性研究、锂电池的性能也越来越好。根据研究机构EVTank发布的《中国锂离子电池行业发展白皮书(2023年)》显示,2022年,全球锂离子电池总体出货量957.7GWh,同比增长70.3%。中国锂离子电池出货量达660.8GWh,同比增长97.7%,超过全球平均增速。强劲的市场增长不仅顺应了低碳环保的发展理念,更推动了我国在锂电池技术研发领域突破创新,并且已经形成一定的产业优势。锂电技术是未来新能源领域重要技术之一,它具有高能量密度、重量轻、体积小等特点,被广泛应用于电动汽车、储能、消费电子等领域。 锂电池技术发展的现状 锂离子电池经过近二十多年的研究发展和投入使用,在其性能和质量等方面有一定的发展。为了提高电池的能量比、电池材料中的正负极以及相关材料的研究还在不断的创新,目前的锂离子电池的类型主要有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料、锰酸锂以及新型的钠离子等电池,不同材料均有其优缺点,应用领域等也不尽相同。 1)钴酸锂;能量密度高,但由于钴的毒性较大、资源稀缺、价格昂贵等问题,且其过充安全性能差,目前主要用于3C 数码产品的电池中; 2)磷酸铁锂;原材料价格低廉,循环性和安全性好,但其能量密度较低,主要用于新能源客车、场地物流车以及电动车上; 3)锰酸锂;原材料资源丰富、价格便宜、安全性好,但其循环性叫差,高温工况存在较大衰减,少量用于动力电池中及电动车上; 4)三元材料;是由镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等多元材料组合的,电池能量密度较高,作为动力电池大量用于乘用车以及场地物流车以及电动车上; 5)钠离子电池是一个新型材料的电池、原材料资源丰富、价格便宜、安全性好、电池能量密度降低、目前正在电动汽车、场地物流车以及电动车行业小批验证性。 新型锂电池的发展方向 新型材料的锂离子电池: 采用磷酸铁锂材料+石墨烯和磷酸铁锰锂等高比能量的正极材料;动力电池单体比能量达到220 W·h/ kg,达到国际先进水平,具有良好安全性和性价比。 新型三元锂离子电池: 高容量三元材料及富锂氧化物、硅碳复合材料的研究应用使电池设计的关键技术得到了发展,预计2024可初步实现产业化,动力电池单体比能量达到350 W·h/ kg,电池系统达到250 W·h/ kg 以上。 新体系电池的研究: 目前我国在富锂锰基固态电池、锂硫电池、锂空气电池、全固态电池都在加大投入研究。其中锂硫电池系统比能量达到了400 W·h/ kg,整体保持与国外先进水平同步发展。 锂电池在电动车上应用的市场现状 两轮车锂电化趋势及锂电池性能要求 新能源电动车将成为未来行业发展的必然趋势 提升锂电池质量与性能以及安全性是重点! ⑴ 三元锂电池材料 优点:能量密度高,耐低温。在同等规格,成组工艺接近时,三元锂电动车跑得更远。同时,如在北方市场,温度较低的冬天,三元锂要比磷酸铁锂更耐用。 缺点:安全性不及磷酸铁锂。 ⑵ 磷酸铁锂电池优点:安全性好,循环寿命长,原材料资源丰富,成本低、不造成环境污染。 缺点:能量密度略低、低温环境表现欠佳,体积重量大。 因其使用寿命更长,成本要低一些,安全系数也要高一些。同是48V12A,磷酸铁锂的块头要大于三元锂。新国标对于整车重量的要求,在一定程度上限制了磷酸铁锂的市场空间。 电动汽车锂电化趋势及锂电池性能要求 锂电趋势:安全第一的原则,兼顾性能、成本与寿命等指标 根据汽车行业“节能与新能源汽车技术路线图”,2025年,纯电动汽车用锂电池电池单体比能量要达350Wh/g。 两轮车锂电化趋势及锂电池性能要求 锂电池在电动车上应用的未来展望 两轮电动车的动力电池表现主要依托于主流电池技术的发展水平 目前我国两轮电动车仍以铅酸电池为主,但锂离子电池正在加速发展,尤其是倍率性能更好,制备比较容易,低温性强的磷酸铁锂电池在两轮电动车中逐渐大量使用。 在新型材料电池方面,具备材料成本较低、安全性高、能量密度适中、高低温性能优异、充电效率高等优点的钠离子电池技术已得到基本验证,随着产业上游材料、PACK等环节企业的入局,钠离子电池在汽车、两轮电动车上的应用值得期待。 目前,中国两轮电动车在动力电池上分为三类:铅酸电池、锂电池、氢燃料。市面上销售的两轮电动车以铅酸电池为主具备技术成熟,价格便宜,可回收利用率高等特点,锂电池在两轮电动车中的渗透率平均不足10%,其主要原因有: 1) 锂电池技术门槛高,成本高、安全性问题; 2) 锂电池产业链不完善,回收以及售后服务环节不足; 3)消费者价格敏感,对锂电池动力的需求不够强烈。与铅酸电池相比,虽然锂电池拥有寿命长、质量轻、绿色环保、能量密度大等优点,但是锂电池要提高在两轮电动车中的渗诱率还需要进一步拓展; 4)氢燃料电池目前正在验证阶段、还需要大量的验证数据、近几年不会大量应用。

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