锂能产业集中宣传(9)

安全隐患问题，钴酸锂和锰酸锂在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁；而磷酸铁锂已经过严格的安全测试，即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸； （3）可大电流2C快速充放电。在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池现在无此性能；

（4）耐高温。磷酸铁锂电热峰值可达350℃—500℃，而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右；

（5）无记忆效应； （6）体积小、重量轻 ； （7）绿色环保。

3.16 锂离子电池负极材料主要有哪些？

在正、负极材料的选择上，正极材料必须选择高电位的嵌锂化合物，而负极材料必须选择低电位的嵌锂化合物。目前开发和使用的锂离子电池负极材料主要有石墨、软碳(soft Carbon)、硬碳(Hard Caobon)等。在石墨中有天然石墨、人造石墨、石墨碳纤维。在软碳中常见的有石油焦、针状焦、碳纤维、中间相碳微球(Mesocarbon Microbends，缩写MCMB)等。硬碳是指高分子聚合物的热解碳。常见的有树脂碳、有机聚合物热解碳、碳黑等。除石墨材料，其他各类材料都还存在一些尚未解决的难题，目前还不能应用于LIB的生产。

3.17 电解液在锂离子电池中有什么作用？

电解液是锂电池四大关键材料之一，号称锂离子电池的

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“血液”，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。锂离子电池电解液是由电解质六氟磷酸锂（LiPF6）加上有机溶剂EC、EMC、DEC、DMC等配合而成。六氟磷酸锂由五氯化磷和溶解在无水氟化氢中的氟化锂反应结晶而成，其供货商主要在国外，如德国Merck公司和日本Stella公司。我国是继日本之后全球第三个产业化六氟磷酸锂的国家，国内有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂等少数企业能生产。

3.18 隔膜对锂离子电池有什么影响？锂离子电池隔膜材料主要有哪几类？

在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜采用塑料膜制成，可隔离电池正负极，以防止出现短路；还可以在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。锂离子电池隔膜成本占电池成本的1/3左右。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

根据不同的物理、化学特性，锂离子电池隔膜材料可以分为：织造膜、非织造膜（无纺布）、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作锂离子电池隔膜。时至今日，商品化的锂离子电池隔膜仍然是聚烯烃微孔膜。近年来，固体

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和凝胶电解质开始被用作一个特殊的组件，同时发挥电解液和电池隔膜的作用，是一项新兴的技术手段。

3.19 锂离子电池隔膜生产工艺主要有哪些？ 市场化的锂离子电池隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜，包括单层PE、单层PP、三层PP/PE/PP复合膜。现有的聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法和湿法分为两大类，同时干法又可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。目前60%～70%的隔膜市场主要采用湿法双向拉伸工艺，因为湿法双向拉伸纵向横向更加均匀平衡，而且湿法主要用于高端隔膜，干法用于中低端产品。

干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高温退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成银纹等微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。用这种方法生产的隔膜具有扁长的微孔结构，由于只进行单向拉伸，隔膜的横向强度比较差，但正是由于没有进行横向拉伸，横向几乎没有热收缩。

湿法又称相分离法或热致相分离法，将高沸点小分子作为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可制备出相互贯通的微孔膜材料，适用的材料广。采用该法的具有代表性的公司有日本旭化成、东燃及美国Entek等，目前主要用于单层的PE隔膜。用湿法双向拉伸方法生产的隔膜由于经

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过了双向拉伸具有较高的纵向和横向强度。国内佛山塑料集团在2004年建立了一条采用湿法工艺生产PE隔膜的双向拉伸生产线，2005年底开始有产品在市场上销售。

3.20 锂离子电池为何能大规模的应用于储能？ 随着风电、光伏发电等新能源的出现，以及智能电网技术的发展，人们迫切需要建立大规模储能电站，以迎合峰谷电力调配及波动性较强的新能源电力并网的需要。而5-10年内最有可能实现产业化的大规模储能技术便是锂离子电池。其具有以下八大优势：（1）重量轻，比能量高。锂离子电池的比能量达到200 Wh Kg-1，是铅酸电池的5倍，镍镉/镍氢电池的3倍。（2）可快速充放电。例如磷酸铁锂电池，10分钟内就可以充满到80%的电量。（3）循环寿命长，充放电效率极高。在实际应用中，测试结果可以达到5000次以上甚至上万次，且充放电效率超过90%。（4）自放电率低。充满电后放臵，锂离子电池每月损失的电能低于5%。（5）工作温度范围宽。可在–20～60摄氏度下工作，能够满足绝大多数环境条件下的使用，且无需外界供给能量维持运行（钠硫电池，需在300～350摄氏度下才能正常运行）。（6）电解质均一，隔离膜为多孔聚乙烯或聚丙烯，结构相对简单，成本相对低廉（全钒液流电池需要全氟磺酸离子交换膜，成本极高；且由于存在钒渗透及溶胀腐蚀等因素，目前膜的寿命无法使电堆达到理论上的次循环）。（7）工作过程中电池内外保持静止，无流动部分（液流电池单堆亦需循环泵维持

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溶液流动，同时需要复杂的温度、流量及流量分配等控制系统）。（8）绿色环保。不存在重金属（如铅酸电池）与剧毒元素（如锌溴电池）。

3.21 储能锂离子电池主要有哪些应用？

能源的大规模储存能力对于发展新能源至关重要。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和绿色环保等突出优势，在储能领域有着广泛的应用。首先，可以解决电网用电的峰谷调节难题；其次，风能、太阳能、潮汐能等清洁能源都是间断性的能源，锂电储能设备配合上述清洁能源的使用，在发电时储能，在间断期间释放能量，能有效地缓解我国能源紧缺的现状。

3.22 什么是无线照明系统？它如何对锂离子电池进行管理？

无线照明系统是一种基于风能、光伏发电为基础的能量收集系统、能源储存系统、LED照明的新型照明系统，它采用光伏组件将太阳能转化为电能以及对风能进行收集转换为电能，并储存在蓄电池中，向照明LED灯具供应电能，从而达到了节能、环保的目的。由太阳能电池组件、风能收集组件、蓄电池、控制器、照明灯具及支架组成。其中控制器是整个系统中最为关键的一环，它直接关系到整个系统的功能和可靠性，通常采用离线式检测法检测蓄电池充电状态，即采用能反映蓄电池充电状态的开路电压作为切换充电方法的标准。锂离子电池是系统中的储能元件，白天将太阳能

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