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在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-氢能产业发展论坛 上,江苏天合元氢科技有限公司 总工程师 石勇针对“制氢电解槽行业现状与发展趋势”的话题展开分析。 发展现状 氢能的战略地位 战略定位: 1. 氢能是未来国家能源体系的重要组成部分; 2. 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体; 3. 氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。 电解水制氢 市场分析 根据Nexbind Insight Market Research的分析报告:预计到2030年制氢电解槽的市场容量将超过100亿美元,2024年至2030年的增长率将超过25.8%。 固体氧化物电解水制氢 高温固体氧化物电解水制氢(SOEC) 原理: SOEC理论上可看作是固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)的逆运行,其工作原理是在高温下(600~1000℃)利用固体氧化物电解质的离子导电性,将水分子电解成氢气和氧气。 应用场景:核电,氢冶金等产生大量工业余热的场景,减少碳排放; 发展现状:处于少量商业化试运行阶段。 SOEC发展现状——优势 01. 高效率、低能耗 高温电解效率提高20~50%,节电20~30%; 2. 低成本 原材料多属于陶瓷粉末,无贵金属。与外部余热结合进一步节电,最高可达~50%; 3. 可逆性 SOEC可以在电解池和固体氧化物燃料电池(SOFC)两种模式之间灵活切换,形成“电-氢-电”。 4. 绿色低碳 可再生能源驱动,与化学合成热集成,使捕获的二氧化碳和水回收到合成天然气或汽油、甲醇或氨中。 SOEC发展现状 产品劣势: 1、材料要求高,单片大尺寸电极较难制作; 2、启动与运行复杂; 3、密封技术难; 4、应用场景、规模化效应受限; 5、技术成熟度偏低,处于实验室和商业化转化阶段。 发展方向: 1. 高温环境下的材料耐久性和系统稳定性问题。 2. 单电池与电堆规模化生产与质量控制。 3. 电堆稳定性与寿命提升; 4. 加强与可再生能源耦合控制。 质子交换膜电解水制氢 原理: PEM电解槽使用无孔固体聚合物作为电解质和阴阳极之间的隔膜。在阳极,水分子经历氧化反应生成氧气;而在阴极,氢离子在电场作用下穿过质子交换膜并与电子结合,产生氢气。 质子交换膜电解槽(PEM) 优势: 1. 快速响应,宽负荷运行 可适应快速变化的能源输入、尤其波动性的风光绿电; 2. 快速启停 系统可快速启停,适用于加氢站等应用场景; 3. 结构紧凑 单侧受压,结构紧凑,占地面积小; 4. 绿色清洁 可再生能源驱动,电解纯水,无污染,氢气纯度高。 质子交换膜电解槽(PEM)发展现状 产品劣势 1、单槽产氢量偏小; 2、性能不足(同类国内外对比):关键组件、电密和单位直流能耗、贵金属负载量等 3、成本高:质子交换膜、贵金属催化剂、膜电极制备工艺复杂 4、耐久性需提高:质子交换膜易受机械应力、化学腐蚀等影响而破损老化,贵金属催化剂易团聚、中毒失活。 发展方向: 1、提升性能和稳定性:优化质子交换膜(质子传输能力、稳定性),电解槽结构 2、降低成本:质子膜国产化替代、减少贵金属催化剂用量;提升膜电极的制备工艺 3、工作压力高:进一步提高单侧受压能力,提高材料均一性,降低后续设备成本 阴离子交换膜电解水制氢 阴离子交换膜电解水制氢(AEM) 原理: AEM制氢使用纯水或低浓度碱液作为电解质,水由阳极穿过AEM膜渗透到阴极,在阴极发生析氢反应产生OH-和氢气,OH-穿过AEM膜传导到阳极,并在阳极发生析氧反应。 阴离子交换膜电解槽(AEM)发展现状 产品优势: 快速启停:AEM膜具有良好的离子传导性能,电解槽可快速启停 析氢单侧施加~3MPa的压力,不需考虑氢中氧的除氧问题 快速动态响应,可灵活适配可再生能源 成本低:可以使用非贵金属催化剂材料 产品劣势 1、AEM膜:材料合成复杂,规模效应受限,成本高、寿命短 2、AEM膜溶胀较大,单槽大尺寸制备困难 3、阴极催化剂仍以Pt/C为主,相比PEM电流密度较低 4、技术欠成熟,处于商业化初期 发展方向 1、膜材料改进:发展具有高导电率、离子选择性、长期碱性稳定性的AEM 2、电极优化:开发高性能非贵金属催化剂 3、进一步提高电流密度 碱性电解水制氢 碱性电解水制氢(ALK) 原理: 碱性电解水制氢以碱性溶液为电解质。在直流电的作用下,阴极发生还原反应,得到电子生成氢气和氢氧根离子;阳极发生氧化反应,氢氧根离子失去电子生成氧气和水。 碱性电解槽(ALK)发展现状 目前碱性电解水制氢系统中主要包括电解槽、气液分离装置、纯化装置。 产品优势 成本低:电极材料成本相对较低,使用非贵金属催化剂。 电解效率:满工况条件下,天合元氢二代槽电解效率能达 85 % 左右。 宽负荷运行:能在较宽电流密度范围(25%~130%)稳定运行,对输入电力品质要求不高,可兼容多种能源供电。 规模化:适应大规模绿氢制备项目。 碱性电解槽(ALK)发展现状 待解决的问题 电解效率;低功率范围窄;响应速度慢;流场设计精细化程度低;启停频繁导致材料稳定性差。 发展方向: 1、技术研发与创新:电极、隔膜、电解槽结构设计,材料耐腐蚀性研究、系统研究与仿真; 2、规范化生产: 建立标准化生产体系、优质零部件选择; 3、能源管理:提高能源利用效率,构建“风光氢储” 一体化的能源系统; 4、设备维护与管理:建立全生命周期理念、智能化运行 电解槽对比分析 单槽大型化 “方”“圆”之争 四种电解水技术总结对比 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-全固态电池前瞻技术论坛 上,深圳欣界能源科技有限公司 总裁 孙立围绕“解锁高能量固态电池的低空经济应用”的话题展开分享。 政策、技术、需求三重驱动,固态电池市场爆发在即 孙立指出,当前电池技术正经历深刻变革,这一变革正重塑着整个产业格局。政策支持、技术突破以及市场需求的共同作用,使得固态电池市场迎来了前所未有的发展机遇。固态电池凭借其独特优势,正逐步打开eVTOL(电动垂直起降飞行器)和机器人等新兴应用领域的大门,同时向消费电子和电动汽车(EV)等刚需场景加速渗透,有望催生出一个万亿级规模的庞大市场。 固态电池:多领域应用的最佳解决方案 在不同应用场景中,固态电池展现出了无可比拟的优势。对于eVTOL而言,其拥有空中出租车、运输物流、工业应用、公共服务以及载人运输等多个应用场景,对电池性能要求极高。锂金属固态电池凭借高达450 - 550Wh/kg的能量密度、800 - 1000次循环的循环寿命、4C倍率的充放电倍率以及航天级安全测试等卓越性能,成为eVTOL的最佳解决方案。据预测,到2025年,低空经济综合贡献值将达3 - 5万亿人民币,到2030年飞行汽车市场规模或达2.1万亿人民币,2050年该行业或将贡献65万亿人民币(相当于2023年中国GDP一半),固态电池在这一领域的发展前景不可限量。 在 AI消费电子 领域,传统消费电子需求触底反弹,新兴消费电子市场扩容成为行业长期增量强劲动力。固态电池在-20℃极端低温下放电性能稳定,有效解决了手机电池在低温条件下续航能力下降的问题;相同体积或重量下,半固态电池能够存储更多能量,为用户带来更长时间的通话、上网和其他手机使用体验;新兴消费电子产品形态多样,对电池的尺寸和形状要求更加灵活,软包固态电池因其轻薄、设计灵活的特点,更适合消费电子产品。 机器人 技术与动力电池的结合催生了万亿级市场规模。预计2025 - 2030年,全球及中国机器人市场将保持高速增长,工业机器人、服务机器人和家庭智能机器人将成为三大增长引擎。固态电池在机器人领域具备稳定的电压输出、容量与能量密度优化、超宽温域与安全性、模块化与定制化以及高倍率放电性能等显著技术优势。 动力市场 方面,固态电池是下一代动力电池的重要方向。综合媒体数据,预计2030年全球新能源汽车销量或将突破4700万辆,复合年均增长率或将超过20%;全球动力电池总需求量或将超过3800GWh,增幅高达400%。固态电池的高能量密度、高安全性、更好的性价比以及对极端环境的适应性等特性,使其成为满足下一代动力电池产品需求的关键技术。 欣界能源:全球固态电池领域的领军者 孙立介绍了欣界能源在固态电池领域的领先地位。公司拥有一支全球顶尖的固态电池专家带领、深耕电池行业多年的完备管理层团队。中美国际化团队成员拥有15年以上的电池行业工作经验,在技术、工艺、工程制造及商业化落地方面经验丰富。核心研发、工艺人员70%以上为名校硕士&博士,且来自国际头部电池企业。 在技术路线选择上,欣界能源采用锂金属固态电池方案,该方案兼具最高能量密度和航空级安全性。锂金属负极+氧化物电解质的电池兼顾性能、成本与规模化,能量密度达450 - 550Wh/kg,具备航空级安全性。目前,公司高能量密度固态电池中试线已下线,并完成C样验证和出货,获得多家头部客户认可。国内第一条≥450Wh/kg固态200MWh中试线于2023年底稳定生产,全球第一条≥450Wh/kg固态2GWh量产线正在建设中,且已通过亿航等多家行业头部客户测试认证。 欣界“猎鹰”电池:引领eVTOL固态电池新时代 值得一提的是,欣界“猎鹰”电池完成了全球首例eVTOL全场景实飞验证,迎来了万亿低空经济市场机遇。作为全球首款量产并交付的eVTOL固态电池,欣界率先建成全国首条450Wh/kg固态电池产线,已获头部eVTOL企业长期供货协议,订单收入突破亿元。该电池是唯一通过eVTOL全场景实飞验证的产品,在高功率起降、-20℃至60℃极端温度、8级大风、水上起降等复杂条件下,充分验证了固态电池的可靠性。搭载欣界“猎鹰”固态电池的亿航eVTOL实现48分10秒单次续航,较传统电池提升将近一倍,树立了续航性能的行业标杆。 未来展望:剑指全球固态电池第一品牌 对于未来,孙立充满信心地表示,欣界能源目标2025年成为全球首家量产锂金属固态电池厂商,2026 - 2027年成为全球锂金属固态电池第一品牌,2028 - 2030年成为全球固态电池第一品牌。 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-锂电回收论坛 上,乾通环境科技(苏州)有限公司 总经理助理、江南大学EMBA导师 包伟分享了DRCC ® 低能耗深度浓缩技术在锂回收中的应用及案例。他表示,当前锂电回收技术的痛点在于在地面积大、产生废水量大、经济性较差以及能耗高等。DRCC ® 低能耗深度浓缩技术能为企业显著降低成本! 锂电池回收的意义 锂电回收现状及未来趋势分析 锂电回收行业的核心驱动事件 2023 年首批电动车电池退役(2015年销售) , 推动了动力电池回收的一项核心驱动时间; 2024 年欧盟的《新电池法规》生效, 继续推动了全球电池回收的发展; 2025年中国在电池回收行业的政策95%将会执行; 2026年动力电池退役量将会陡增; 2028年LFP电池大规模退役; 2029年全球碳关税实施; 2030年固态电池回收技术突破; 现有锂电回收技术的痛点 占地面积大——处理1万吨/年锂电池需 约1万-2万㎡ 土地,其中湿法工艺用地>火法>物理法; 产生废水量大——湿法冶金是废水大户,每处理1吨三元电池(NCM)可能产生30-50吨废水; 经济性较差——传统湿法回收1吨LFP仅获利200−500元(三元电池1000+元); 能耗高——当前主流湿法/火法工艺回收1吨锂电池耗能3,000-6,000kWh,相当于生产1吨锂电池能耗的30%-50%。 DRCC ® 技术是什么?它能做什么? 拆解来看,D指的是DEEP深度,R指的是Recovery 回收,CC指的是CONCENTRATION浓缩。 DRCC ® 技术的应用 DRCC ® 技术的应用案例 对于进料量50立方/小时(约1000立方/天)系统,DRCC ® 技术的应用可以每天节省25500元,年运行330天后,每年可节省8,415,000元。 DRCC ® 技术的可靠性 公司储备多台DRCC®实验机;实验项目数量超过20+;积累了大量的测验数据。 用实验的方式验证工艺的可行性、可靠性;正式项目前,进行>1个月的连续运行;让客户看到真实效果和运行参数。 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-锂电回收论坛 上,宁波蔚孚科技有限公司 董事长/CEO 刘莹围绕“如何让电池回收项目成为投资人的选择”的话题展开分享。 选择前瞻技术还是先进技术? 前瞻技术——自证跨越“死亡之谷”的能力 技术的确定性: -技术路径的复杂程度而面临的稳定性问题 -技术工艺的创新程度对产业场景的适配度 长期规划性: -“创意验证期”积累的数据,能否按照市场逻辑,构筑商业模型。 -是否能够嫁接共性技术数据库或产业链合作伙伴,避免二次研发能力不足。 资源合理分配: -合理规划专利布局,避免资源分配不当,转化效率低。 -技术前瞻性需均衡考虑能源效率、环保标准、竞争态势和行业周期等,避免出现应用场景受限或产品迭代滞后。 先进技术——明确行业“应用场景”的选择 动力电池回收的先进技术通过成熟制程分级实现转化(技术的确定性); 动力电池回收的主流技术路径沿着“梯次优先,再生托底”的循环模式发展(长期规划性); 动力电池回收的先进技术的迭代依赖制程成熟度的积累(资源合理分配) 成熟制程是动力电池回收项目稳健产业化的保障 -减低转化的成本(降低生产成本) -提高转化的效率(提高经济效益) -增加转化的场景(增加适用的弹性空间) 看重远景规划还是项目里程碑? 电池回收项目商业计划——展望美好未来,却必须力证存活当下的可能性 解决市场需求的方案:通过何种路径实现既定结果 -现有或者潜在的市场需求,具有动态变化性,随市场环境、技术条件或政策调整演变,强调被动响应性。 -实现既定结果而设定的路径,具有相对稳定性,在特定周期内以目标达成为导向,强调主动设计性。 1. 市场分析 愿景:我们可以去到那里 2. 商业规划 定位:符合全球ESG标准的再生能源企业;符合动力电池全绿回收标准的企业 3. 商业优势 计划:渠道资源构筑回收生态链;技术独特性开辟细分市场;规模化效应加强市场主导地位。 4. 商业效益: 正现金流;商业渠道;市场占有率。 过去、现在和未来,时机在哪儿? 动力电池回收项目——外部VS. 内部的准备度指标 外部:资源焦虑是否能够逐步缓解; 外部:产品价值修复的驱动因素是否出现; 内部:投资标的物与投资逻辑的符合程度; 动力电池回收项目——人员的准备度指标 技术服务类:技术团队的核心人员是否支持技术的开发、迭代和专利申请要求; 生产加工类:运营体系的稳定性,保障产品的一致性; 创业团队:团队构成的多样性和团队成员的明确分工。 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-新能源光储论坛 上,中国建筑科学研究院建筑防火研究所 新能源安全研究中心工程师 樊榕针对“锂电应用防火研究与解决方案”的话题展开探讨。他表示,2022年,锂电池行业产值1.2万亿,电池行业未来还有10倍的增长空间。2017 年以来,全球范围内公开报道的储能电站事故近百起。2018年至2023年,平均每年全球储能电站事故数大于10起,主要分布于韩国、美国、澳大利亚和中国。因此,锂电池的放火与研究对锂电行业的发展而言,至关重要。 未来将建立起以新能源为主体的安全、经济、可持续的现代能源体系。 电力将成为支撑经济发展和民生改善的主体终端能源。 可再生能源(间歇性、波动性) 大规模应用,储能是关键。 2022年,锂电池行业产值1.2万亿,电池行业未来还有10倍的增长空间。 储能电站事故分析 2017 年以来,全球范围内公开报道的储能电站事故近百起。2018年至2023年,平均每年全球储能电站事故数大于10起,主要分布于韩国、美国、澳大利亚和中国。 新能源汽车事故分析 2023年据国家消防救援局数据显示,我国新能源汽车火灾数量达1465起。提及原因,充电中和后着火占68%;和燃油车不同:停置会着火;电动车火难灭;充电桩进车库。 储能电站防火与解决方案 1. 储能电站火灾防控-锂电池火灾危险性 2. 储能电站火灾防控-问题和对策 问题:热失控不能根本解决+完全有效灭火剂尚在探索中 对策:1. 系统科学的对待锂离子电池储能电站安全,管控好锂电池热失控激源(碰撞、热、电、杂质等),从规划、设计、采购、施工、运营等全过程做好安全管理和技术保障,完全有可能将火灾风险控制在可接受范围。 2. 目前技术/标准/评价不完善,强调实证。 3. 储能电站火灾防控-要点 ◼ BMS/EMS/PCS与消防控制系统联动 ◼ PACK内预警+抑制 ◼ 具备水消防措施 ◼ 热管理 ◼ 强化电池系统的电气防火 ◼ 大数据早期预警 ◼ 定期安全评估 ◼ 热失控后的处置流程和措施 4. 储能电站消防设计标准 目前锂电池火灾危险性缺乏公认的判定标准: • GB 50016 中厂房和仓库的火灾危险性判定标准主要为闪点、爆炸下限,此类指标与锂电池事故的危险性特征有所不同; • GB51048-2014中,火灾危险性为戊类; • GB51048于2022年发布的修订(征求意见稿)中,在条文说明里提出要参考乙类并结合相关试验数据及工程实践进行具体规定; • DB11/T 1893中将锂电池火灾危险性分类:甲/乙类。 T/CECS 1731-2024《锂离子电池储能电站防火技术规程》 • 给新技术开口子,希望引导新技术应用; • 火灾危险性-可参考乙类,可单独论证-系统安全; • 利用水消防的条件,“防护区”; • 强调实体火灾模拟试验; • 模块级消防 电动汽车防火与解决方案 电动车火灾防控研究 电动汽车火灾事故分类 电池本身引起: ➢ 热失控诱因一般为三种:机械滥用(碰撞等)、电滥用(过充、内短路等)和热滥用; ➢ 单体电池热失控后易扩散,大量生热导致整车着火安全事故。 车辆本身引起: ➢ 碰撞,可能导致电池热失控,从而引起火灾; ➢ 电气,电气线路如电机控制器、IGBT短路或暴雨积水长时间浸泡导致进水引起短路等,从而引起火灾。 充电设施引起: ➢ 质量问题包括防水、防尘、防腐蚀、漏电、短路保护、通信机制不完善等; ➢ 管理问题如用户飞线充电引起充电线路着火、线路老化后没有按规定进行更换、监控已提示安全隐患但没有管理机制进行处理等; 1. 充电过程消防安全监测与消防联动 ➢锂电池大数据早期预警(云控BMS:AI算法对电池全生命周期大数据进行分析;Chungway 热失控预警模型); ➢发展多级(故障预警-热失控预警-火灾报警)多参数(温度、气体、烟雾等)融合的锂电池火灾预测预警技术/产品; ➢电动汽车消防安全监测云平台,为用户、车辆所有者、消防救援人员提供可靠的车辆实时信息。 2.电动汽车停车场火灾防控解决方案 3. 电动汽车火灾隔离装置 针对既有停车场后期布线困难,消防系统兼容困难,改造成本高等问题,通过感温器件实现电动汽车火灾发生时隔离装置自动释放,达到控制火灾蔓延,争取救援时间的目的。 1、火焰耐受温度>1000℃,核心材料为防火A级; 2、火焰耐受时间>30分钟,结构完整火焰隔离作用不失效; 3、启动方式:感温自动启动、手动启动; 4、感温自动启动温度:65-72℃; 5、感温自动启动时间: 可见明火后60秒内; 6、安装方式:快速吊装,高度可调节; 7、感温自动启动方式下无需布线。 4.带烟火识别的视频监测 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-新能源光储论坛 上,西安奇点能源股份有限公司工商业销售部-江苏区总监 马良军围绕“面向工商业业主及投资方的起点分布式储能解决方案”的话题展开分享。 工商业储能解决方案及应用探索 市场分析 低碳发展根本举措 低碳发展重要的三件事 第一件事:终端电气化 用煤一电;用油一电;用气一电;电能最清洁,最容易转换。 第二件事:发电低碳化 加大用风、光、水等清洁能源发电占比,降低火力发电占比,甚至取代火力发电。 第三件事:电力智能化 电网智能化、储能智能化,储电智能化。 风电、光电成本低,时空不匹配需要储能。 十四五规划:2025年20%汽车新能源,已经突破,已经30%。五分之一发电量。 工商业储能商业模式已然清晰 需量管理-有效降低基本电费 降低用户需量电费 两部制电价分为基本电费和电度电费。基本电费的计价方式为基本电价*计费容量;电度电费的计算方式为电度电价*用电量。 执行两部制电费的工商业园区安装储能系统后,可以监测到用户变压器的实时功率,当实时功率超出最大需量时,储能自动放电监测实时功率,减少变压器出力,保障变压器功率不会超出限制,从而达到降低用户需量电费,减少工商业园区用电成本的目的。 虚拟电厂——整合资源,统一调度 工商业储能市场潜力巨大 挑战分析 工商业储能发展面临的问题 技术问题: 谐波&谐振问题、需量管理、变压器容量限制、PF控制、电力市场交互、协议兼容、储充联控、光储联控等问题。 环境适应性问题: 高污染、接入条件、安装场地、高温、高湿等问题。 数说eBlock 如何进一步降低工商业储能系统全生命周期LCOS 总结 奇点能源首次提出了模块化储能系统 all in one解决方案,目前成为行业主流解决方案; 奇点首次召开了工商业储能的生态合作伙伴大会,目前也成为市场推广主流模式; 奇点首次同融资租赁机构形成行业首个工商业储能经营性租赁产品,加速了行业规模化发展的进程; 奇点能源全国工商储能首个为投资方及业主购买商业综合责任险,免费送; 奇点能源完备3S研发生产制造体系,电芯配优先宁德时代,更安全; 奇点能源高效专业的交付、运维铁军,保障全生命周期高效使用。 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-电池材料论坛 上,厦门海辰新材料科技有限公司 研发总监 刘勇超围绕“海辰新材料绿色循环技术主张”的话题展开分享。 锂电回收背景与驱动 双碳战略为锂离子电池回收提供了政策支持和方向: 双碳策略包括资源循环利用与减少碳排放、降低能源消耗与碳足迹、推动新能源产业可持续发展、政策支持与双碳目标的协同、全球竞争与资源安全。 相关政策与法规的陆续完善和收严推动锂电回收技术创新迭代 相关政策与法规的陆续完善和收严推动锂电回收技术创新迭代 退役潮将至—电池回收是锂电行业最后一块拼图 磷酸铁锂电芯回收的核心问题是算好经济账 海辰新材料技术主张:全链条闭环降碳,一体化生态拓渠 海辰新材料技术主张:绿色循环是基于资源-产品-再生资源的闭环实现 绿色循环技术应用的创新实践—产废再生 绿色循环技术应用的创新实践—废料回收 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-电池材料论坛 上, 碳一集团中央研究院 副院长 林少雄围绕“硅基负极材料痛点及思路”的话题。 硅负极应用及痛点 基于未来,电池的负极需求是什么? 高能量密度、高安全、低膨胀、长寿命以及快充(4-8C)。 硅基作为未来趋势,其应用及挑战 硅基负极应用方向包括消费电池、动力电池以及无人机及EVTOL领域。而硅负极的挑战表现在工艺安全、批次稳定性、首效、膨胀、存储、快充新能、成本等多方面。 硅碳工艺规模化路线 回转窑的局限性: 硅烷(SiH 4 )在回转窑中沉积时,因颗粒运动轨迹不可控,易导致硅沉积不均匀、碳包覆不完整,批次一致性差。 流化床的量产难题: 流化床虽能实现均匀沉积,但对设备密闭性、气压控制要求极高,且难以放大至吨级产能,导致硅烷利用率低(仅30%~50%),推高成本。 温度与气压的精准控制: CVD工艺需在高温下精确调控炉腔温度分区和硅烷分压,否则易生成非晶硅或硅颗粒团聚,影响性能。 硅基负极思路 硅碳新未来——气相沉积工艺 气相沉积硅碳工艺图 多孔碳来源丰富: 生物质材料,椰壳、稻壳、木材等生物质废弃物,天然可再生;树脂材料,酚醛树脂为化工的产物; 高能量密度: 硅碳负极具有高比容的特性,可以提供更高的能量密度,从而提高电池的续航里程。 循环寿命长: 硅碳负极具有良好的稳定性,可以经历数百甚至数干次的充放电循环,从而延长电池的寿命。 环保: CVD蒸汽分离技术是一种不产生有害废物、符合绿色能源要求的环保制备方法。 多孔碳基底方向 降低硅碳膨胀 引入介孔,提供膨胀缓冲空间,结合界面包覆技术 快充性能提升 提升硅碳首效 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-锂电回收论坛 上, 国际镍协 日本事务所 总代表 Kenji Takeda围绕“日本锂离子电池循环利用的进展与挑战”的话题展开分享。他表示,电动汽车的普及可能正在放缓,但锂离子电池仍将是目前的主流。正极材料不断变化。镍和钴曾是主要材料,但现在磷酸铁锂被用于电动车。请关注未来的变化。各公司正在改进电动汽车电池的再利用和回收技术,但可能还需要一段时间才能实际应用。未来的电动汽车电池可能会使用便宜、安全且资源风险低的材料,因此再利用和回收业务需要考虑到这一点(重要材料可能会发生变化)。 锂离子电池应用 主要用途转向电动车: 2010年之前,锂离子电池于1991年由索尼公司商业化,主要用于智能手机、个人电脑和移动设备等小型设备,少量用于汽车作为混合动力电池。 2020年后,除了小型设备外,电动车将成为绝对主流。生产和使用量将大幅增加,正极材料趋势从三元转向磷酸铁锂,除了电动车外,用于储存可再生能源(电力系统)的需求也将增加。 电动汽车销售趋势: 补贴推动了电动汽车的快速增长,2023年纯电动车销量接近1000万辆。2024年,增长率有所放缓。 增产趋势预计将持续一段时间。尽管电池产量大幅增加正在进行中,但资源问题开始受到关注。 日本汽车制造商的动向: 丰田曾预测2026年的销量为150万辆,但在2024年9月将这一数字下调至约100万辆。不过,该公司目前尚未改变其2030年销量达到350万辆的预测。 本田设定了到2040年将其销售的所有汽车转变为电动车/燃料电池车的目标。这次,他们解释了实现这一目标的路径。公司计划将总销量保持在约500万辆,并在2030年前将剩余的300万辆转换为混合动力车。截至2024年,这一目标没有变化。 动力电池中包含的可回收资源 当回收时,通常有价值的部分是: 镍氢电池;镍、稀土等;三元锂电池(NMC、NCA);电极(铜、铝);正极材料(镍、锰、钴);负极材料(碳?);正极材料、电解液中的锂;磷酸铁锂电池(LFP) 正极材料(铁、磷)... 还会有价值吗?;电极、负极材料、锂等与三元电池相同。 并非所有使用的材料都可以回收(有价值)。 电力系统中的LIBs 有效利用可再生能源(德国在2020年将损失65亿千瓦时的电力,日本在2022年将损失8亿千瓦时?) 加利福尼亚计划使用100Gwh;澳大利亚的129MWh将带来每年45亿澳元的收益。 电力系统中的LIBs和使用趋势 预计到2030年,每年将引入数百GWh/年的产能(与电动车相当) 大容量,考虑价格和可维护性时有很多选择,氧化还原液流电池·铅酸电池·钠硫电池·基于磷酸铁锂的锂离子电池·镍锌电池·钠离子电池·二手电动车电池等; 考虑到火灾隐患和对危险材料的限制,基于锂离子和钠硫的电池可能在大规模应用中被避免... 家用电池在日本仍然很贵,而且还没有普及。 锂离子电池的收集和再利用 锂离子电池回收 锂离子电池的一般回收流程 电动汽车电池收集 已经建立了铅酸电池和小型电池的回收系统。锂离子电池的回收系统也已经开始运行。但如果它们被用作二手或再利用电池,那该怎么办? 电动汽车电池的“再利用” 为电动汽车“LEAF”的废旧电池创造新的再利用和回收用途; 这一开创性举措受到了高度赞扬。我们期待未来能看到他们更多的成果。 丰田和JERA的储能系统 使用过的电池串联起来,在几微秒内通过通电和旁路切换,充分利用剩余容量。原则上,大量的电池可以低成本地连接起来。 除非这是大规模和公开的(强制性的),否则很难维持重用的价值。这些有效利用废旧电池的系统在未来会更加普及吗? 二次电池的再利用问题 电动汽车的电池在约15年后可以重新利用(家用汽车的平均寿命为14.7年)。 然而,电池技术正在不断进步,向着更高能量密度和更低成本的方向发展。因此,当旧电池在十多年后被重新利用时,它们可能已经显得过时。这样一来,重新利用的成本是否能够收回,以及这些电池是否会被实际使用,都是值得关注的问题。因此,制定关于旧电池重新利用的合法且受监管的方法是必要的。 日本的锂电池回收 日本有色金属公司的电池回收 处理镍、钴、铜等的有色金属公司和回收公司正在开发锂离子电池回收工艺。不少公司都在使用经济产业省提供的各种补贴,且这些公司都已建立了试验工厂。未来,获取原材料(电动车电池)是否会成为问题? 随着电动车的普及,许多其他企业参与了从电池收集到粉碎和分离的预处理过程,未来这一数量可能会增加。 电动汽车电池回收:预处理示例 ① 预处理:收集 - 放电 - 焙烧以达到无害化,这部分很困难,它影响后续的工序。 使用水泥工艺进行焙烧和分选 镍和钴的使用与未来回收 全球镍产量趋势 镍产量的增长不如电动车销量,但从2022年起印尼的产量激增。 全球镍消费量的变化 镍的消费量继续稳步增长。不锈钢仍然是主要消费者。在电池中的使用增加。 电池需求量预测 电动汽车电池重量密度:130Wh/kg(相当于目前的LEAF) 至于2030年的预测,保守地看,情况1可能会发生。情况2可能会发生。情况4在最乐观的情况下也是可能发生的。 *此处所示的LEAF电池是三元系统(镍、钴、锰)的代表,但为电动汽车开发的锂离子电池已经取得了相当大的进展,并且在提高容量(密度)方面正在取得进展。 截至2022年,有一些LFP超过了这一重量密度。 下一代二次电池及其原材料 总结 电动汽车的普及可能正在放缓,但锂离子电池仍将是目前的主流。 正极材料不断变化。镍和钴曾是主要材料,但现在磷酸铁锂被用于电动车。请关注未来的变化。 各公司正在改进电动汽车电池的再利用和回收技术,但可能还需要一段时间才能实际应用。 未来的电动汽车电池可能会使用便宜、安全且资源风险低的材料,因此再利用和回收业务需要考虑到这一点(重要材料可能会发生变化)。 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
在 上海有色网信息科技股份有限公司(SMM) 主办的 2025 (第十届)新能源产业博览会-氢能产业发展论坛 上,艾氢技术(苏州)有限公司 联合创始人、董事 张宇翔围绕“纯镁基固态储氢现状及展望”的主题展开探讨。 氢能瓶颈: 储运 上游 资源丰富:2050年全球氢能产量将达到5-8亿吨; 下游 需求旺盛:氢储运,化工交通,机电日用健康。 氢储运概况 固态储氢解决氢高密度储存与安全应用难题,而固态储氢中镁基储氢材料实用价值更高。 镁基储氢原理与优势 储氢原理 镁基储氢通过化学反应将氢气储存在镁金属中,生成金属氢化物。 释放氢气时,金属氢化物在加热条件下分解,恢复为镁金属,实现氢气的循环利用,具有良好的可逆性。 技术优势: 镁基储氢材料具有高能量密度,理论储氢量可达7.6%,远高于其他储氢材料,适合大规模氢储运、便携式设备和移动应用。 具有优异的循环稳定性,经过多次循环仍能保持较高储氢效率,使用寿命长,降低了更换成本。 环境友好性: 镁的提取和加工相对环保,在储氢过程中不产生有害物质,释放氢气后可重新转化为镁金属,无废弃物产生,有助于氢能的可持续发展。 镁基储氢材料性能优化方向 材料改性:吸放氢温度较高,吸放氢速率慢 镁基储氢产业应用 艾氢镁基储氢材料 固块氢化镁: 氢化镁,常温常压,所有可逆储氢材料中最高的吸氢率(质量)7.6%; 镁基储氢材料释氢方式 热解法: 加热底部基座,通过常压氢瓶,向外部释放氢。 水解法: 在杯中加入适量温水,然后放入适量氢化镁,可直接水合反应释氢。 镁基储氢技术应用流程 应用市场: 第一市场:氢储运; 第二市场:机电、工业、交通以及日用健康。 氢储运领域 交通领域 机电产品 氢电源,以固块氢化镁储氢材料为原料的电化学发电装置,已有100W到5KW产品序列。 精细化工产品 譬如氢素压片糖果、富氢水面膜、富氢皂以及氢气洁面球等。 氢化镁具有强还原性,通过热解或水解的方式产生氢气,应用于多种日用及健康产品。 》点击查看2025 (第十届)新能源产业博览会专题报道
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