第24卷 第1期 辐 射 研 究 与 辐 射 工 艺 学 报 V ol.24, No.1
2006年2月 J. Radiat. Res. Radiat. Process. February 2006
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第一作者：叶寅，男，1962年11月出生，1983年毕业于中国科学技术大学，辐射化学专业，研究员，上海世龙科技有限公司总工程师
收稿日期：初稿 2005-10-18，修回 2005-11-11
辐射接枝制备电池隔膜研究现状
叶 寅 邱士龙
（中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800）
摘要 电池隔膜的制备方法有许多种，其中聚合物膜辐射引发接枝功能型单体是电池隔膜制备的重要手段之一。通过辐射接枝不同的单体，可以赋予聚合物薄膜特定的电化学和物理化学等性能，使其符合不同种类电池对隔膜的技术要求。本工作详细介绍了辐射接枝法制备电池隔膜的研究和应用状况。 关键词 辐射接枝，离子交换膜，电池隔膜 中图分类号 O63，TL99，TK02，TQ31
辐射接枝技术的研究已有数十年的历史，其研究成果在许多领域得到了应用[1?10]。20世纪70年代，中国、日本和美国等许多国家成功地将辐射接枝改性聚乙烯膜用于扣式银锌电池的隔膜材料，并实现了工业化生产。伴随着新型电源的研究和发展，辐射接枝法制备的碱性电池隔膜得到了更为广泛的应用。中国科学院上海应用物理研究所是国内知名的辐射接枝法碱性电池隔膜研究和生产单位，拥有该领域多项发明专利和专有技术，并形成了数十种规格的电池隔膜产品。
1 辐射接枝膜在电池隔膜中的应用[11-12]
1.1
隔膜在电池中的作用
化学电源是两个被隔层材料分开的正、负电极插在相应电解质溶液中所组成的装置。图1是锌/氧化银电池结构示意图。
Fig.1 Configuration of a Zn-Ag 2O battery
该电池的负极活性物质为Zn ，正极活性物质为Ag 2O ，电解液为KOH 水溶液。它通过下面的电池反应形成放电或充电：
正极反应：Ag 2O+H 2O+2e——2Ag+2OH －
负极反应：Zn+2OH——Zn （OH ）2+2e 电池总反应：Ag 2O+Zn+H 2O——2Ag+Zn （OH ）2 由上述电池结构及电池反应可知，电池中的电池隔膜有两个主要作用：一是允许有关电解质离子自由通过，以完成电池内部的电荷迁移任务。这就要求隔膜具有尽可能低的电阻，从而降低电池内阻，提高开路电压，有利于大电流放电；二是要求隔膜能有效地阻隔正、负极活性物质的直接接触，以防止电池内部短路，或能有效地阻滞电池的自放电。以锌－氧化银电池为例，该隔膜应能有效地阻挡银离子由正极向负极迁移，并不使其被在负极上不断生长的锌枝晶穿透。这就要求隔膜材料具有一定的物理结构和化学结构，有一定的强度，并需要有抗正、负极活性物质及电解液的化学腐蚀能力。 1.2
辐射接枝电池隔膜的种类和应用
电池隔膜主要为合成高分子膜、聚合物无纺布
和微孔膜等材料，辐射接枝赋予这些材料新的化学和物理性能，使其满足各种电池用隔膜的技术要求。
根据特性和组成的不同，电池隔膜通常被分为半透膜和微孔膜两大类。半透膜包括天然高分子膜和合成高分子膜，其中合成高分子膜是重要的隔膜材料，较典型者有聚乙烯辐射接枝膜、聚丙烯辐射接枝膜、聚乙烯醇膜、全氟磺酸膜（Nafion 系列）等。微孔膜分为有机材料和无机材料两类，其中有机材料微孔膜在电池隔膜的研制中应用广泛，较典型者有尼龙布、水化纤维素纸、维尼纶、聚丙烯无纺布、聚烯烃微孔膜、辐射接枝聚丙烯无纺布、辐射接枝聚烯烃微孔膜等等。表1中列举了辐射接枝隔膜在各类电池中的应用。
2 辐射研究与辐射工艺学报第24卷
Table 1 Battery application of radiation grafted separators
Type of batteries Separators of the batteries
Vented Ni/Cd battery Vinylon non-woven, Nylon fabric, Radiation grafted PE membrane
H/Ni battery PP non-woven, Zirconia fabric, Radiation grafted PP non-woven
M(H)/Ni battery PP non-woven, Radiation grafted PP non-woven, Nylon cloth, Vinylon non-woven
Zn/Ag2O battery Three cellulose acetate treated with silver and magnesium salt, Cellophane, Radiation grafted PE membrane
Zn/Air battery Radiation grafted PE membrane; Cellophane Lithium battery PP non-woven, AGM separator, BOPP micropore film Thermal battery Sintered ceramic membrane, Boron oxide fibric
Fuel cell Perfluorosulfonated membrane (Nafion), Radiation grafted partially perfluorosulfonated mem-brane
2辐射接枝制备电池隔膜的研究进展和应用
辐射接枝法制备电池隔膜所采用的基材大致可分为三种类型，即碳氢类聚合物、含氟聚烯烃和聚烯烃类共聚物。从基材的形态上又可以分为薄膜、微孔膜和无纺布三种类型。
2.1辐射接枝聚烯烃薄膜
聚烯烃薄膜的价格低廉、性能优异，应用最广。聚烯烃薄膜通常是非极性的，亲水性差，因此不能直接用于电池隔膜的制备。辐射接枝改性技术可以改善聚烯烃薄膜的亲液性能和离子交换能力，满足电池隔膜制备的技术要求。
20世纪60年代，美国RAI公司以苯为溶剂、丙烯酸或甲基丙烯酸为接枝单体，用辐射接枝法研制聚乙烯?丙烯酸（甲基丙烯酸）碱性电池隔膜获得成功，1975年投入大规模生产。20世纪80年代初RAI公司改用水溶液体系，并于1982年3月申请专利[13,14]。日本Ishigaki 等[15,16]研究了预辐照剂量、反应时间、接枝温度、薄膜厚度等因素对接枝率及接枝速率的影响，并用X?ray 显微分析法测试不同接枝率时接枝物在聚合物基体中的分布情况，测定了接枝膜的电阻与阻银效果。日本自20世纪70年代末开始辐射接枝制备电池隔膜的研究，但是直到1983年才有辐射接枝碱性电池隔膜产品问世。1977年，中国科学院上海应用物理研究所采用聚乙烯?丙烯酸水溶液体系，共辐射接枝制备成功聚乙烯?丙烯酸接枝膜。在国内电池生产企业的配合下，该产品被成功地应用于扣式电池中。
20世纪90年代期间，Shkolnik等[17]用聚乙烯预辐照后与丙烯酸2，3?环氧丙基酯反应，然后再用二硫盐对环氧环磺化，但产物不稳定，在酸或碱性条件下发生酯的水解。此外还研究用聚乙烯预辐照接枝乙酸乙烯酯，接枝膜经过水解后再辐射接枝苯乙烯磺酸钠或乙烯基磺酸钠。Lee等[18]采用丙烯酸和苯乙烯磺酸钠的混合溶液，一步法辐射接枝制备成功含有羧基和磺酸基团的离子交换膜。中国科学院上海应用物理研究所在此基础上，系统研究了一步法辐射接枝制备磺酸型离子交换膜的各种实验条件，并将研究结果用于新型动力型电池隔膜的研制[19,20]。目前用这种技术制备的电池隔膜已经批量生产，并衍生出多种型号的产品。同时以聚全氟乙丙烯为基材，开展了一系列的辐射接枝研究，并成功制备了一种磺酸型的离子交换膜[21]。
2.2辐射接枝聚烯烃无纺布
聚烯烃无纺布隔膜被广泛地用于氢镍电池的制备。目前国内外聚烯烃无纺布隔膜的亲水处理主要采用物理共混和接枝改性方法。物理共混的高分子材料其化学稳定性、抗氧化性能较差，所形成的亲水基团随着混入纤维的水解、氧化而失去离子交换功能，影响电池的使用寿命。接枝方法是将含亲水基团的聚合物链固定在聚丙烯无纺布纤维的骨架上，从而使聚丙烯无纺布具有一定的亲水性。而且这种方法由于是化学键的结合，亲水基团不容易脱落，因而延长电池的使用寿命。聚烯烃无纺布的辐射接枝可采用紫外辐射引发接枝、低温冷等离子体引发接枝和γ射线辐射引发接枝技术[22?26]。紫外辐射引发接枝一般需要使用二苯甲酮等光敏剂，接枝发生在无纺布纤维的表面。γ射线的穿透力强，接枝反应渗透到纤维内部，接枝膜通常具有更高的吸
第1期叶寅等：辐射接枝制备电池隔膜研究现状 3
液和保液能力，适用于高倍率充放电的动力型电池的隔膜材料。等离子体直接作用于聚烯烃无纺布，可以显著改善无纺布纤维的亲水性、着色性和染整性。但是这种方法的时效性较短，不能满足电池隔膜储存和长期使用的要求。用等离子体引发接枝亲水性单体，可赋予材料表面永久的亲水效果，有望成为聚烯烃无纺布隔膜制备的重要手段之一。尽管聚烯烃无纺布隔膜的辐射接枝制备受到国内外科研人员的广泛关注，但是真正获得实际应用和产业化的较少。在众多的氢镍电池隔膜产品中，只有英国SciMAT公司的产品采用了紫外接枝制备技术[27]。该公司的隔膜产品因具有良好的吸液和保液性能，被广泛用于中、高档的圆柱型金属氢化物镍电池。
中国科学院上海应用物理研究所自20世纪90年代后期开始γ射线辐射接枝聚烯烃无纺布改性研究，制备的辐射接枝聚丙烯无纺布隔膜具有面电阻低、吸液量大、保液性能好等特性，用于动力型氢镍电池取得了良好的效果，已经批量生产。除了用于电池隔膜外，辐射改性的无纺布材料也被应用于生物和医药领域。2003年起开展了用等离子体进行聚烯烃材料改性的系列研究，用等离子引发接枝丙烯酸等改变聚烯烃纤维表面的接触角，改善聚烯烃无纺布的亲液性能。目前研究成果已经被用于环境治理方面，在圆柱型氢镍电池隔膜的研制方面也取得了重要的进展。
2.3辐射改性聚烯烃微孔膜[28?31]
聚烯烃微孔膜是常见的电池隔膜材料。由于接枝改性对聚烯烃微孔膜的孔结构造成破坏，所以目前还未看到用辐射接枝方法对聚烯烃微孔膜进行改性的研究报告。中国科学院上海应用物理研究所自2002年开始聚乙烯微孔膜的辐射接枝改性研究，并将其应用于锌镍电池隔膜的研制中；随后又对影响聚丙烯微孔膜辐射接枝的各种因素进行了系统的研究，并申请了发明专利[32]。研究表明，采用合适的溶液体系，控制辐射接枝条件，可以在改善聚烯烃微孔膜亲水性的同时，保持微孔膜的孔结构、孔径和孔率等基本不变。
2.4辐射接枝改性电池隔膜的应用
自20世纪70年代辐射接枝改性隔膜被用于扣式电池隔膜的制备以来，辐射接枝改性技术在电池隔膜制备方面得到了进一步的发展。目前，辐射接枝改性制备的隔膜材料已经被广泛地用于扣式银锌、锌锰、锌空气电池，二次银锌、镉镍、锌镍以及圆柱型氢镍等电池中。由于辐射接枝改性的聚烯烃隔膜具有亲液和保液能力强，组装电池的容量高，循环寿命长等优点，因此在大容量和高功率密度电池的隔膜中占有重要的地位。但是，辐射接枝改性隔膜的生产成本较高，阻碍了其在量大面广的电池中的应用。此外，一些新型电池需要隔膜具有特定的性能，如为了保证锂离子电池的安全性，需要隔膜具有高温自闭孔能力。近年来，随着锂离子电池市场需求的迅猛发展，辐射接枝改性隔膜的市场份额逐渐降低，市场的影响度有所下降。
3总结与展望
辐射接枝法制备电池隔膜始于20世纪70年代，美国RAI公司首先发明了聚乙烯辐射接枝丙烯酸隔膜，并实现了批量生产。中国科学院上海应用物理研究所和日本原子力研究所于20世纪70年代未相继开发成功辐射接枝聚乙烯隔膜制备技术，并在扣式电池隔膜的研制方面得到了应用。20世纪80年代以后，辐射接枝改性电池隔膜先后被用于镉镍电池、锌镍电池和氢镍电池等。20世纪80年代期间，中国科学院上海应用物理研究所的隔膜产品因具有较高的价格性能比优势，逐渐打入国际市场，取代美国RAI公司的位置。辐射接枝法制备的电池隔膜因其良好的亲液性能，一度在电池隔膜应用领域占有比较重要的地位。由于辐射接枝技术具有操作简单、容易控制、接枝单体可以是固态、液态和气态，无需添加剂等特点，未来在一些新型电池隔膜、燃料电池质子交换膜等的研究领域仍将有重要的应用价值和广阔的前景。近年来，中国科学院上海应用物理研究所开展了用辐射接枝技术进行动力型锌镍电池隔膜、燃料电池隔膜等的研究，取得了一系列的研究成果，并申请了多项发明专利。这些研究结果为拓展辐射接枝电池隔膜制备技术的应用打下了良好的基础。
参考文献
1Buchi F, Gupta B, Haas O, et al. J Electrochem Soc, 1995, 142(9): 3044-3048
2Chapiro A, Gordon E. Eur Polym J, 1973, 9(4): 975-982
3Chapiro A. Radiat Phys Chem, 1977, 9(1): 55-67
4Lawler J P, Charlesby A. Radiat Phys Chem, 1980, 15(3): 595-602
5Lee W, Saito K, Furusaki S, et al. J Memb Sci, 1993, 81(2): 295-301
6Ishigaki I, Sugo T, Senoo K, et al. J Appl Polym Sci, 1982, 27(3): 1033-1041
7Shigaki I, Sugo T, Senoo K, et al. J Appl Polym Sci, 1982,
4 辐射研究与辐射工艺学报第24卷
27(3): 1043-1051
8Chen W K W, Mesrobian R B, Ballantine D S. J Polym Sci, 1957, 23(4): 903-913
9Shkolnik S, Behar D. J Appl Poly Sci, 1982, 27(6): 2189-2196 10Hegazy E S A, Dessouki A M, El-Dessoukly, et al. Radiat Phys Chem, 1985, 26(2): 143-149
11郭炳琨, 李新海, 杨松青, 编著. 化学电源. 长沙: 中南工业大学出版社, 2001. 4-7, 114-116
GUO Bingkun, LI Xinhai, YANG Songqing. Electro-
chemical power source, Changsha: Printed by Central South University Publishing Co. 2001. 4-7, 114-116
12Pankaj Arora, Zhengming (John) Zhang. Chem Rev, 2004, 104(10): 4419-4462
13US Patent RE31824
14US Patent 4230549
15Ishigaki I, Sugo T, Senoo K. J Appl Polym Sci, 1978, 10(5): 513-521
16Ishigaki I, Sugo T, Senoo K, et al. J Appl Polym Sci, 1982, 27(3): 1033-1041
17Shkolnik S, Behar D. J Appl Poly Sci, 1982, 27(6): 2189-2196
18Lee W, Saito K, Furusaki S, et al. J Memb Sci, 1993, 81(2): 295-301
19俎建华, 王衡东, 叶寅, 等. 辐射研究与辐射工艺学报, 2000, 18 (3): 166-174
ZHU Jianhua, WANG Hengdong, YE Yin, et al. J Radiat Res Radiat Process, 2000, 18 (3): 166-174
20ZHU Jianhua, WANG Hengdong, YE Yin, et al. Nucl Sci Tech, 2001, 11 (3): 202-208
21WANG Hengdong, YE Yin, QIU Shilong. Nucl Sci Tech, 2005, 16 (1): 25-28 22张伟力, 刘瑞霞. 产业用纺织品, 2000, 18(3): 26-28 ZHANG Weili, LIU Ruixia. Ind Text, 2000, 18(3): 26-28 23MuKHERJEE A K, GUPTA B D. J Appl Poly Sci, 1985, 30: 2643-2653
24El-Salmawi K M, El-Naggar A M, Said H M, et a1. Po-lym Int, 1997, 42(2): 225-234
25柯勤飞, 钱春芳. 中国纺织大学学报, 1998, 24 (1): 9-12 KE Qinfei, Qian Chunfang. J China Text Univ, 1998, 24
(1): 9-12
26钱春芳, 柯勤飞. 产业用纺织品, 1996, 14 (4): 17-19 QIAN Chunfang, KE Qinfei. Ind Text, 1996, 14(4): 17-19 27US Patent 6537695
28笪有仙, 邸民栋, 孙慕瑾. 玻璃钢／复合材料, 1995, 3: 13-14
DA Youxian, DI Mindong, SUN Mujin. Fiber Reinforced Phsdcs／Composites, 1995, 3: 13-14
29郑继, 储风, 周贵恩. 功能高分子学报, 1991, 4(3): 207-212
ZHENG Ji, CHU Feng, ZHOU Guien. J Funct Polym, 1991, 4 (3): 207-212
30潘道成, 徐亚林, 张和康, 等. 功能高分子学报, 1990,3
(4): 273-278
PAN Daocheng, XU Yalin, ZHANG Hekang. Funct Po-
lym, 1990, 3 (4): 273-278
31赵春田, 祝巍, 张贤, 等. 功能高分子学报, 1996, 3 (4): 537-543
ZHAO Chuntian, ZHU Wei, ZHANG Xian, et al. Funct Polym, 1996, 3 (4): 537-543
32中国专利申请号 200410025176.9
Chinese Patent Application No. 200410025176.9
Current status of battery separator preparation by radiation-induced graft copolymerization
YE Yin QIU Shilong
(Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800)
ABSTRACT Radiation induced graft copolymerization of functional monomers onto polymeric membrane is an important method for battery separator preparation. In order to satisfy technical requirements of different batteries, the
separators should be endowed with unique electrochemical and physiochemical properties, and this can be accom-
plished by grafting different monomers onto polymer membranes with ionizing radiations. The paper gives a review on recent progresses in this field of research and applications.
KEYWORDS Radiation-induced grafting, Ion exchange membrane, Battery separator
CLC O63, TL99, TK02, TQ31
太阳能电池发展现状综述 摘要：随着社会的发展，传统能源消耗殆尽,能源越来越收到重视。其中发展前景最为广阔的莫过于太阳能。太阳能绿色环保，因此逐渐受到了人们的普遍重视。太阳能已成为新能源领域最具活力的部分，世界各国都致力于发展太阳能。本文主要阐述了太阳能电池的发展历程，太阳能电池的种类，太阳能电池的现状以及发展前景. 关键词：太阳能电池；太阳能电池种类；发展现状； Narration on the Current Situation of Solar Battery Abstract:With the development of society, traditional energy will be used up in a short time.Eneygy are being payed more and more attention.And the solar energy is the most promising.Because of its’environmental protection,it gets widespread attention. Solar energy has become the most vibrant part among the new energy field,and all countrise tried their best to develop solar energy.This article mainly explains the development of solar battery,the types of solar battery,curent situation of solar battery and its’ prospect. Key Words:solar battery; types of solar battery; curent situation of solar battery 1引言 随着经济的发展，能源的重要性日趋凸显。但是石油、煤等不可生起源消耗殆尽，人们开始探索新的能源。太阳能取之不尽用之不竭，因此受到了人们的亲睐。在太阳能电池领域中，太阳能的光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域[1]．太阳能电池的研制和开发日益得到重视．制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础．其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转化反应。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：①硅太阳能电池；②以无机盐如砷化镓Ⅲ一V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；③纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：①半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率；③材料本身对环境不造成污染；④材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料[2]．这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因. 本文简要地综述了太阳能电池发展进程，太阳能电池的种类，以及发展现状，并讨论了太阳能电池的发展趋势。 2太阳能电池现状及其前景
锂电池隔膜的研究与进展 摘要:隔膜位于正极与负极之间，当电池工作时其应具有以下作用（1）隔离正负极，防止电极活性物质接触引起短路;（2）具有较好的持液能力，电化学反应时，形成离子通道。本文以化学和材料结构为类别，综述了不同种类锂电池隔膜的制备方法和研究现状，并对隔膜未来的发展趋势做了展望。 关键词: 锂电池、隔膜、微孔膜、无纺布、无机复合膜。 在锂离子电池正极与负极之间有一层膜材料，通常称为隔膜，它是锂离子电池的重要组成部分。隔膜应具有两种基本功能：隔离正负电极，防止电池内短路。能被电解液润湿形成离子迁移的通道。在实际应用还应具备以下特征[1-4]：(1)电子的绝缘性；（2）高的电导率；（3）好的机械性能，可以进行机械制造处理；（4）厚度均匀；（5）受热时尺寸稳定变形量要小。 电池隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型，目前比较常见的主要三种[1-4]（1）多孔聚合物膜。是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等方法制备的孔均匀分布的膜。（2）无纺布隔膜。由定向的或随机的纤维而构成，通常会将其与有机物或陶瓷凝胶复合，以期得到具有优良化学与物理性质的隔膜。（3）无机复合膜。多采用无机纳米颗粒与高聚物复合得到。 本文针对锂电池性能和安全性对隔膜孔隙率、浸润性、热安全温度等方面的要求,对隔膜的制备改性方法进行了比较详细的评述与比较,以期为相关领域的研究者提供可借鉴的资料。 1 多孔聚合物膜 1.1 PE/PP微孔膜 PE与PP微孔膜的制备常采用的方法有两种，干法（熔融挤出法)和湿法( 热致相分离法)。干法制备的原理是采用熔融挤出制备出低结晶度高取向的聚烯烃隔膜，经过高温退火处理提高结晶度、低温拉伸形成缺陷、高温拉伸将缺陷放大，最终形成具有多孔性的隔膜［5］。湿法是将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂的共混物，经过加热熔融共混、降温发生相分离、双向拉伸制成薄膜、用易挥发物质萃取溶剂，从而制备出具备相互贯通的微孔膜[6]。 商用隔膜多为PE、PP单层膜，PE/PP双层膜，PP/PE/PP 三层隔膜（见图1）。聚烯烃为结晶材料因此具有较高的强度和较好的化学稳定性,而且作为一种热塑性材料,多孔聚烯烃在高于玻璃化温度的条件下具有收缩孔隙的自闭合功能,阻抗明显上升、通过电池的电流受到限制,可防止由于过热而引起的爆炸等现象[7]。然而,聚烯烃隔膜的透气性和亲液性较差,无法完全满足电池快速充放电的要求,而且影响电池的循环使用寿命。为了得到性能优良的锂电池隔膜，通常会对其进行改性处理。目前采用较多的方法主要有[3]: 薄膜表面接枝基团、添加涂层、薄膜材料复合。 Gwon[8]等人通过预辐射接枝技术，在聚乙烯微孔膜上接枝甲基丙烯酸甲酯( MMA) ，从而获得PE -g -PMMA 隔膜，当接枝率从0%上升到70%时，隔膜在150℃条件下10 min 的热收缩率从75%下降为15%，显示出较好的热稳定性。李[9]采用等离子体法，在商用PP 膜表面成功接枝磺酸根基团和甲基丙烯酸甲酯基团。恒流测试结果显示,接枝在隔膜表面的SO3Li和MMA官能团均能对金属锂电极循环过程中抑制枝晶的产生,其中PP-MMA隔膜对枝晶的抑制作用尤其显著,而且能促进经形成的枝晶溶解。但这种的锂离子迁移数偏低，这可能是因为接枝在隔膜表面的官能团对锂离子具有吸引作用。 Song[10]通过非相分离方法在商用PE隔膜上涂覆了一层多孔性的聚芳酯，从而形成多孔层、致密层、聚合物沉淀物的复合隔膜。测试结果表明，由于聚芳酯良好的耐热性，在PE 多孔膜上涂覆多孔性的聚芳酯后，使隔膜的熔融温度提高到188℃，但其热关闭温度仍维持
镍氢电池的市场与发展前景 近年来，我国镍氢充电电池发展的速度越来越快，已经步入了镍氢充电电池生产大国的行列。由于相关电子产品的促进，我国同时也变成了镍氢充电电池的消费大国。 随着电器开始向便携式和高效率方向发展，便携式小家电开始进入广大消费家庭。因此，大功率的镍氢充电电池以及充电电器的消费量也逐渐加大。小型电动工具、电动玩具、电动剃须刀、数码相机等用电器具进入普通百姓家庭，充电电池已成为人们的生活中必备电子产品。 一、镍氢电池市场前景分析 (1)镍氢电池逐步取代镍镉电池 2006 年，全球小型二次电池总销量约79.79 亿只，其中镍氢电池和锂电池合计占57%，占据小型二次电池的大部分市场份额，并保持着较快的增长势头。虽然镍镉电池仍在当时占据较大份额，但由于其环境不友好的缺点，其份额正在逐步被镍氢电池取代。 （2）全球镍电池产业持续稳定增长
镍电池具有大功率技术成熟、安全及可靠性好、循环利用率高、成本低等优点。除镍镉电池因环保因素正逐渐被取代外，镍锌电池和镍氢电池已被广泛应用于电动工具、电动玩具、照明灯具、移动通讯等各类电器电子产品。在全球消费升级、工业产品升级的大背景下，电器和电动工具等产品的无绳化和便携化要求越来越强烈，镍电池的应用领域仍不断拓宽。 尤其是镍氢电池具有大功率电池技术成熟的优点，随着全球工业化升级对工业用二次电池的功率、容量、循环使用寿命提出愈来愈高的要求，镍氢电池在工业用电池领域，特别是在大功率工业用动力电池领域也正逐步占据市场的主导地位。 全球镍电池的生产主要集中在东亚地区，如日本三洋、松下和我国的比亚迪、科力远等厂商。由于市场需求稳定增长，各大企业间的竞争总体上较为平稳。 未来，三大因素将推动镍电池的市场需求快速稳定的增长： ①随着工业制造的技术升级和民用市场的消费升级，镍氢电池将逐步取代镍镉电池，推动镍氢电池行业的持续增长； ②太阳能光伏电池产业的蓬勃发展，将推动作为光伏发电系统的储能部件‐‐镍氢高温电池行业的快速增长； ③镍氢电池是极具发展前景、竞争力强的动力电池之一，未来混合动力汽车（HEV）的快速发展将推动镍氢动力电池实现跨越式增长。 二、镍氢电池发展的方向 北京有色金属研究总院能源材料与技术研究所高级工程师尉海军博士向记者介绍了镍氢电池的一个新的应用领域——替代干电池，他认为这将成为镍氢电池未来的一个主要发展方向。“镍氢电池在新兴应用领域比如取代一次性干电池方面优势明显，已经显示出非常强劲的发展势头。”据他介绍，日本三洋公司针对消费类产品市场开发了一种低自放电率的镍氢电池，储存１年后容量保持率为８５％，两年后容量保持率仍达７５％，彻底突破了传统镍氢电池储存性能差（即自放电率高，储存１年后容量保持率为５０％，两年后容量基本为零）的劣势，将传统镍氢电池带入全新的应用时代，有望取代一次性干电池。一节低自放电率镍氢电池相当于１０００－２０００节一次性干电池，且容量更大、功率更高、完全绿色，可大大减少一次性干电池的应用，节约能源、保护环境。 据了解，２００７年和２００８年三洋公司低自放电率镍氢电池供货量分别为２５００万节和３０００万节，而且在逐年增加。截至２００９年１０月底，该公司低自放电率镍氢电池供货量已累计超过１亿节。 三、行业数据 1、2011年3月31日，中国电池发展研讨会在深圳宝安举行，中国化学与物理电源行业协会刘彦龙在研讨会上透露，2010年我国电池行业的销售收入超过2630亿元，化学电池的产量超过350亿只，销售收入1330亿元，出口量超过245亿只，出口额81亿美元。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述(新编版) 新能源车辆的开发和研究已经是时代的主流，其中电动汽车受到了市场越来越多的关注，在电动汽车中，电池系统是重要组成部分，特别是锂电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。目前，电动汽车存在安全性低、寿命段、充电时间长和使用成本高的问题，而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越关键的作用。本文介绍了电池组均衡管理的技术发展历程、专利申请情况和涉及的主要申请人。 随着能源紧缺、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源在车辆的开发利用被各国政府越来越重视。而动力电池是电动汽车
的核心部件，目前车辆的动力电池存在能量密度低、价格高、寿命短等缺点，而锂电池在使用一段时间以后，电池单体性能差异在整个生命周期内客观存在，直接影响到动力电池组的使用寿命，为此，需要给予动力电池能源控制和管理，使得动力电池性能得到一定的提升。 目前，美国电动车公司生产的特斯拉纯高级电动汽车（Tesla）之所以取得成功，其核心技术就是优异的电池管理技术，采用了两千多块锂电池进行串并联设计，可以维持整个电池包的工作状态以及监控每个电池单元的系统来确保电池的高性能，使得车辆具备稳定的动力性能和优良的安全性能，具有快速充电技术，将充电时间缩短到合理的水平，在电动车领域突破了技术上的瓶颈，取得了成功，实现了从实验室转向批量生产，对汽车行业有着重大突破意义。 电池组均衡管理概述 我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施，其中电动汽车的开发研究已经被纳入重大项目。 目前，电池组在多次充/放电循环后各单体电池出现电压或者电
专题介绍 有机太阳能电池研究进展 X 林 鹏,张志峰,熊德平,张梦欣,王 丽 (北京交通大学光电子技术研究所,信息存储、显示与材料开放实验室,北京,100044) 摘 要:有机太阳能电池与无机太阳能电池相比,还存在许多关键性问题。为了改善有机太阳能电池的性能,各种研究工作正在进行,这些研究主要是为了寻找新的材料,优化器件结构。对电池原理、部分表征方法、效率损失机制、典型器件结构、最近的发展、以及未来的发展趋势作了简要描述。 关键词:有机太阳能电池;器件结构;给体;受体;转换效率 中图分类号:T N 383 文献标识码:A 文章编号:1005-488X(2004)01-0055-06 Progres s in Study of Organic Sola r Ce ll LIN Peng ,ZHANG Zhi -feng ,XIONG De -ping ,ZHANG Meng -xin ,WANG Li (I nstitute of O p toelectronics T echnology ,Beij ing J iaotong University ,Beijing ,100044,China )Abstr act :Compaer ed with inorganic solar cells ,organic solar cells still have many critical pr oblems.In order to improve the properties of organic solar cells,a lot of different studies have been carried on.T he main purposes of these studies are to seek new mater ials and new device structure.A brief review of the theory of photovoltaic cells,along with some aspects of their characterization ,the basic efficiency loss mechanism ,typical device structures ,and the trends in research will be presented. Key wor ds :organic photovoltaic cell;device structure;donor;acceptor ;conversion effi-ciency 前 言 进入21世纪以来,由于煤、石油、天然气等自然资源有限,已经不能满足人类发展的需要。环境污染也已经成为亟待解决的严重问题。同使用矿物燃料发电相比,太阳能发电有着不可比拟的优点。 太阳能取之不尽,太阳几分钟射向地球的能量相当 于人类一年所耗用的能量。太阳能的利用已经开始逐年增长。但目前使用的硅等太阳能电池材料,因成本太高,只能在一些特殊的场合如卫星供电、边远地区通信塔等使用。目前太阳能发电量只相当于全球总发电量的0.04%。要使太阳能发电得到大规模推广,就必须降低太阳能电池材料的成本,或 第24卷第1期2004年3月 光 电 子 技 术OPT OELECT RONIC T ECHNOLOGY Vol.24No.1 Mar.2004 X 收稿日期:2003-11-17 作者简介:林 鹏(1978-),男,硕士生。主要从事光电子技术研究。 张志峰(1977-),男,硕士生。主要从事有机电致发光(OLED)的研究工作。熊德平(1975-),男,硕士生。主要从事无机半导体材料方面的研究工作。
锂离子电池隔膜国内外研究 锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。隔膜是锂离子电池的重要组成部分，其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。锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯、聚乙烯单层微孔膜，以及它们的多层复合微孔膜。目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，但近年来出现了不少研究成果。 国外研究 株式会社巴川制纸所研究的锂离子二次电池隔板，具有含聚烯烃的多孔质基质材料，和在该多孔质基质材料的至少一个平面上含有偏二氟乙烯系树脂作为主成分的多孔质层。其电解液保持性、与电极的密合性、粘接性、尺寸稳定性优良，具有均匀性好的离子传导性，降低了与电极的界面电阻，进而具有断路特性。通过使用这种隔板，提供容量特性、充放电特性、循环特性、安全性、信赖性、等等优良的锂离子二次电池[CN1495936<申请日：2003.09.15、公开日：2004.05.12）]。 帝人株式会社研究的无水电解质的锂离子二次电池隔膜，主要由多孔片材制成。所述隔膜包括平均膜厚为10-35微M、基重为10-25克/M2的多孔膜，所述多孔膜包含平均膜厚为10-35微M、基重为6-20克/M2，根据JIS8117测定的透气性不大于100秒的片材 2018-2024年中国镍氢电池行业市场发展深度调查及投资战略可行性报告 第一章镍氢电池行业发展综述 第一节镍氢电池行业发展概述 第三节最近3-5年中国镍氢电池行业经济指标分析 第四节镍氢电池行业产业链分析 第五节镍氢电池行业政治法律环境 第六节行业经济环境分析 第七节行业社会环境分析 第二章国际镍氢电池行业发展分析 第一节全球镍氢电池市场总体情况分析 一、全球镍氢电池行业的发展特点 二、2013-2018年全球镍氢电池市场结构 三、2013-2018年全球镍氢电池行业发展分析 四、2013-2018年全球镍氢电池行业竞争格局 第二节全球主要国家（地区）市场分析 一、欧洲 二、北美 三、日本 四、韩国 五、其他国家地区 第三章我国镍氢电池行业运行现状分析 第一节我国镍氢电池行业发展状况分析 一、我国镍氢电池行业发展阶段 二、我国镍氢电池行业发展总体概况 三、我国镍氢电池行业发展特点分析 四、我国镍氢电池行业商业模式分析 第二节 2013-2018年镍氢电池行业发展现状 一、2013-2018年我国镍氢电池行业市场规模 二、2013-2018年我国镍氢电池行业发展分析 三、2013-2018年中国镍氢电池企业发展分析 第三节 2013-2018年镍氢电池市场情况分析 一、2013-2018年中国镍氢电池市场总体概况 二、2013-2018年中国镍氢电池产品市场发展分析 第四节我国镍氢电池市场价格走势分析 第四章我国镍氢电池行业整体运行指标分析 第一节 2013-2018年中国镍氢电池行业总体规模分析 一、企业数量结构分析 二、人员规模状况分析 三、行业资产规模分析 四、行业市场规模分析 第二节2013-2018年中国镍氢电池行业产销情况分析 一、我国镍氢电池行业工业总产值 二、我国镍氢电池行业工业销售产值 三、我国镍氢电池行业产销率 第三节2013-2018年中国镍氢电池行业财务指标总体分析 一、行业盈利能力分析 二、行业偿债能力分析 三、行业营运能力分析 四、行业发展能力分析 第五章镍氢电池行业进出口结构及面临的机遇与挑战 第一节镍氢电池行业进出口市场分析 一、镍氢电池行业进出口综述 纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。 １.1 发展纯电动汽车的必要性 (１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源 精品文档 ．电池隔离膜 1．功用：(1)阻隔电池正负极2)让离子电流（ionic current ）通过，但阻力要尽可能地小。因此，吸收电解液之后所表现出来的离子导电度便与(1)隔离膜孔隙度（porosity ）、(2)孔洞弯曲度（tortuosity ）、(3)电解液导电度、(4)隔离膜厚度、及(5)电解液对隔离膜的润湿程度等因素有关系 隔离膜的引入而对离子传导所额外产生之电阻，应该是隔离膜吸收电解液之后的电阻减去与隔离膜相同面积和厚度之纯电解液的电阻，亦即R (隔离膜) = R (隔离膜 +电解液) – R (电解液) 电阻R 的定义为：A σ1R ?=（ 是离子传导途径的长度，A 是离子传导的有效面积，σ是离子导电度（比电阻ρ的倒数））多孔薄膜的孔洞弯曲度d s T = s 是离子经由隔离膜所必须行经之长度，d 则是隔离膜的厚度。多孔薄膜的孔隙度P 之定义为孔洞的体积和隔离膜外观几何体积的比值Ad A P s s =（其中A s 代表隔离膜负责离子传导的有效面积）所以得T P A A s ?= ??? ? ??-?=1 R 2P T R 電解液隔離膜 吸收了电解液之后的隔离膜，其电阻是原先没有隔离膜存在时的 (T 2/P) 倍。当孔洞弯曲度T 愈大，薄膜孔隙度P 愈小时，隔离膜的电阻就愈大 2. 隔离膜之材质与制备 隔离膜具多孔性的结构，孔径范围约在0.1 μm 或100 nm ，表面积非常大，受到电解液侵蚀的机率也当然跟着提高，材料的选择重要。材质有塑料类、玻璃类、和纤维素（cellulose ）类等，以塑料类为最大宗，最常见的有聚氯乙烯（polyvinyl chloride ；PVC ）、聚醯胺（polyamide ）、聚乙烯（polyethylene ；PE ）、及聚丙烯（polypropylene ；PP ）。塑料类隔离膜之所以应用地最广，除了是因为它比较易于控制厚度之外，也跟1960年代开始日益成熟的高分子科学及加工技术有密不可分的关系.目前, 商业化的锂离子电池都是采用聚烯烃类（polyolefin ）的多孔高分子薄膜（如表1.1）作为隔离膜，有的是PP ，有的是PE ，也有用PP/PE/PP 三层合一的。聚烯烃类的隔离膜不仅成本较低廉，而且有优良的机械强度和化学稳定度。关于高分子隔离膜的生产方法则可分为干式和湿式两种，其中干式制程中虽不使用溶剂，具有不污染电池的优点，但实际上现在却是以湿式法较为普遍。此外，两种制程最后均采取至少一个方向的拉伸（orientation ）动作，以便提升孔隙度与薄膜强度[]。若以多孔性聚乙烯隔离膜为例，其湿式法的制造程序（如）就是先将超高分子量的PE （23%）、二氧化硅（silica ；60%）、矿油（mineral oil ；12%）、和其它如抗氧化剂的加工助剂（processing aids ；2%）混合在一起，待均匀之后进行挤出程序（extrusion ），所得的膜再压延（calendaring ）到所要的厚度，通常是25 μm 左右。此时，膜的内部还含有很多矿油，所以呈现亮黑色。接着，再利用三氯乙烯（trichloroethylene ）当作萃取液将矿油从PE 膜里萃取（extract ）出来，以便留下孔洞结构[]。最后，成品中仍旧有绝大部份的SiO 2和少量的矿油（9-15%），前者的功用是在巩固孔洞以避免崩塌，而后者则有助于成品保持柔软性。 镍氢电池的市场与发展 前景 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688] 镍氢电池的市场与发展前景 近年来，我国镍氢充电电池发展的速度越来越快，已经步入了镍氢充电电池生产大国的行列。由于相关电子产品的促进，我国同时也变成了镍氢充电电池的消费大国。 随着电器开始向便携式和高效率方向发展，便携式小家电开始进入广大消费家庭。因此，大功率的镍氢充电电池以及充电电器的消费量也逐渐加大。小型电动工具、电动玩具、电动剃须刀、数码相机等用电器具进入普通百姓家庭，充电电池已成为人们的生活中必备电子产品。 一、镍氢电池市场前景分析 (1)镍氢电池逐步取代镍镉电池 2006年，全球小型二次电池总销量约79.79亿只，其中镍氢电池和锂电池合计占57%，占据小型二次电池的大部分市场份额，并保持着较快的增长势头。虽然镍镉电池仍在当时占据较大份额，但由于其环境不友好的缺点，其份额正在逐步被镍氢电池取代。 （2）全球镍电池产业持续稳定增长 镍电池具有大功率技术成熟、安全及可靠性好、循环利用率高、成本低等优点。除镍镉电池因环保因素正逐渐被取代外，镍锌电池和镍氢电池已被广泛应用于电动工具、电动玩具、照明灯具、移动通讯等各类电器电子产品。在全球消费升级、工业产品升级的大背景下，电器和电动工具等产品的无绳化和便携化要求越来越强烈，镍电池的应用领域仍不断拓宽。 尤其是镍氢电池具有大功率电池技术成熟的优点，随着全球工业化升级对工业用二次电池的功率、容量、循环使用寿命提出愈来愈高的要求，镍氢电池在工业用电池领域，特别是在大功率工业用动力电池领域也正逐步占据市场的主导地位。 全球镍电池的生产主要集中在东亚地区，如日本三洋、松下和我国的比亚迪、科力远等厂商。由于市场需求稳定增长，各大企业间的竞争总体上较为平稳。 未来，三大因素将推动镍电池的市场需求快速稳定的增长： ①随着工业制造的技术升级和民用市场的消费升级，镍氢电池将逐步取代镍镉电池，推动镍氢电池行业的持续增长； ②太阳能光伏电池产业的蓬勃发展，将推动作为光伏发电系统的储能部件‐‐镍氢高温电池行业的快速增长； ③镍氢电池是极具发展前景、竞争力强的动力电池之一，未来混合动力汽车（HEV）的快速发展将推动镍氢动力电池实现跨越式增长。 二、镍氢电池发展的方向 光伏电池的原理及发展现状 众所周知，太阳能是一种用之不竭、储量巨大的清洁可再生能源，每天到地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量，太阳能开发与利用逐步成府重点发展的战略。热能和光能利用是太阳能应用的两种重要形式。光伏发电是利用光伏电池的光伏效应将太阳光的光能直接转换为电能的一种可再生、无污染的发电方式，正在全球范围内迅猛发展，其不仅要替代部分化石能源，而且未来将成为世界能源供应的主体，是世界各国可再生能源发展的重点。本文阐述了太阳能光伏电池的原理，综述了国内外光伏发电技术的发展现状及发展趋势。 光伏电池的原理及发展现状1839 年，法国的Edmond Becquerel 发现了光伏效应，即光照能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流。光伏电池是基于半导体P- N 结接受太阳光照产生光伏效应，直接将光能转换成电能的能量转换器。1954 年，美国Bell 实验室的G．Pearson 等发明了单晶硅光伏电池，其原理如图1 所示。 图 1 中，太阳光照射到光伏电池表面，其吸收具有一定能量的光子，在内部产生处于非平衡状态的电子－空穴对;在P- N 结内建电场的作用下，电子、空穴分别被驱向N，P 区，从而在P- N 结附近形成与内建电场方向相反的光生电场;光生电场抵消P- N 结内建电场后的多余部分使P，N 区分别带正、负电，于是产生由N 区指向P 区的光生电动势; 当外接负载后，则有电流从P 区流出，经负载从N 区流入光伏电池。图2 为光伏电池等效电路，其中，Iph为与光伏电池面积、入射光辐照度成正比的光生电流（1 cm2硅光伏电池的Iph值为16 ～30 mA）;ID，Ish分别为P- N 结的正向电流、漏电流;串联电阻RS主要由电池体电阻、电极导体电阻等组成（RS一般＜1 ）;旁漏电阻Rsh 由硅片边缘不清洁或体内缺陷所致（Rsh一般为几k）;RL 为外接负载电阻，IL，UO 分别为光伏电池输出电压、电流;当负载开路（RL= ）时，UO即为开路电压Uoc，其与环境温度成反比、与电池面积无关（在100 mW/cm2的光谱辐照度下，硅光伏电池的Uoc一般为450 ～600 mV。与图2 对应的光伏电池解析模型， 锂离子电池隔膜的研究及发展现状 来源：佛山塑料集团股份有限公司日期：2018-7-1 作者：全球电池网点击：4599 摘要：综述了隔膜的主要作用及性能、国内外研究与发展现状。重点叙述了隔膜的制备方法，对干法和湿法的原理、工艺及所制得的隔膜性能上的区别进行了详细的阐述；同时简单介绍了隔膜的改性研究现状和新型电池隔膜的发展，最后对电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。 关键词：锂离子电池；隔膜；研究进展 随着信息、材料和能源技术的进步，锂离子电池以其高比能量、长循环寿命、无记忆效应、安全可靠以及能快速充放电等优点而成为新型电源技术研究的热点。锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及其他数码电子产品之外，电动车的发展也将带动锂离子电池的更大需求，且在航空航天、航海、人造卫星、小型医疗、军用通信设备等领域中也得到了应用，逐步代替传统电池。据统计，2007年铅酸电池在电池市场中所占份额下降到50％以下，2007年以后锂离子电池已在市场中占主导地位。我国近几年在锂离子电池产业化方面取得了可喜进展，已成为全球重要的锂离子电池生产基地，产量跃居全球第三。目前国内从事锂离子电池行业的企业超过百家，其中深圳的比亚迪、比克，天津的力神等已发展成为全球电池行业的骨干企业。 随着锂离子电池应用范围的进一步扩大，隔膜材料的需求量将进一步增加。而世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化生产，我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，仍主要依赖进口，隔膜的平均售价为8～15元／m2，约占整个电池成本的1／4，从而导致锂离子电池市场价格高居不下，目前国内80％以上的隔膜市场被美、目等国家垄断，国产隔膜主要在中、低端市场使用。实现隔膜的国产化，生产优质的国产化隔膜，能有望降低整个隔膜乃至锂离子电池的市场价格。 1 电池隔膜的主要作用及性能要求 电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。其主要作用有：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；让电解质液中的离子在正负极间自由通过。其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作 首先看我们国家的发展现状。我们的判断第一个是基本掌握了车用动力电池的关键技术，我们国家动力电池的开发，和整车基本同步，十五期间开展了镍氢电池，、锰酸锂氧化物锂离子电池、燃料电池的研发，"十一五"期间加大了磷酸铁锂电池研发与产业化，"十二五"期间推进三元材料电池的研发与产业化。目前是处于这样一个阶段。 从技术上来讲，我们国家开发了镍氢电池，锂离子燃料电池，关键技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平，目前我们锂电池可以做到系统的比能量800-1000瓦时，比功率可以做到500-100瓦时，循环寿命也能做到突破一千次，使用寿命大概是可以达到五年，成本大概是说可以低于每瓦时三块钱。 第二个从产品层面来看，磷酸铁锂电池已经趋于成熟了，过往来看，我们国家供应电池支撑了产业的发展，目前在大规模示范这一块用的电池基本上都是国产。根据目前工信部发布的新能源汽车推广目录，我们国家车用电池，绝大多数是磷酸铁锂电池，也就是说近两年来，三元材料的动力电池开始在电动汽车上进行示范应用。大家比较清楚的比亚迪的汽车用的是盐酸铁力电池，像上汽，北汽这些电池系统都是磷酸铁锂。一汽奔腾目前是示范车，他用的电池是168，采用了三元材料。 第三个来说是我们国家建立了比较完善的产业体系，昨天我们听到了2014年我们国家电动汽车的销量大概是8.4万辆左右，如果按照每辆车在20-30，大概应该说我们电池达到了20亿千瓦时以上，销售收入应该超过了50亿元，2015年会超过100亿瓦时。我们国家现在推进动力电池产能建设，估计2015年会超过一百亿千瓦时。第二个我们国家建立了比较完整的产业体系，关键材料、单体电池、电池系统和电池装备、检测仪器等都有一定的生产能力，像北大先行、天津巴莫、北京当省，这是正极材料，负极材料像贝特瑞，杉杉等在国际上还是有一定的竞争力。 从发展趋势上来看，我们全世界的情况来看，第一个是锂离子电池已经成为动力电池的主要方向。目前大家都很清楚，目前日本，美国、欧洲、韩国商业化的电池主要是采用燃料电池。目前混动这一块也是在推动力锂电池的应用。韩国、日本、中国在全球锂电池占主导地位，排序是韩国第一、日本第二，中国第三。 最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司，我们国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。 第二个特点是我国政府大力支持新一代动力电池的研发，2012年日本实施蓄电战略，提出2020年蓄电池市场要占到世界份额的50%，就是重新夺回世界第一的位置。根据2013年NEDO发布的技术路线图，他的技术路线在2020之前大概还是以先进的锂离子电池为主，达到实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤成本达到1.5元以下，2030年叫做革新电池，能量达到500瓦每公斤，成本达到八毛钱以下。 美国在2013年提出来EV蓝图，提出目标是2022年生产的插电式混合动力的电动汽车使用的电力成本与传统汽车相当，根据2013年发布的技术路线图是2022年下一代电池实现实用化，系统的比能量达到250瓦每公斤，成本降到八毛以下，2013年以后锂离子电池实现实用化。 从新一代锂离子电池来讲主要是在我们国家大概一般的叫做新一代动力电池的研发主要围绕新一代锂离子动力电池和新体系电池。新一代锂离子电池和目前现有的体系不一样，正极材料，负极材料，电极都要发生发生变化，电池比能量可以达到三百瓦每公斤，成本可以达到一块钱以下。这个表里面列了两件事，一个是最近日立公司宣布采用镍系的正极和负极单电池的比能量作330每公斤，寿命有50次，另外是福利蒙基，作为正极，归制作为负极，寿命可以达到100。但是目前这一电池体系的成本和安全有待进一步的验证。 未来新能源汽车电池行业分析(精) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统,而动力电池要实现快速充电、安全等高性能,是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。中投顾问新能源汽车行业部指出,新能源汽车对电池要求很高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。 据发布的《2009-2012年中国电池行业投资分析及前景预测报告》显示,新能源汽车将朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径发展。短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池,磷酸铁锂电池的不成熟,以及工信部出台的新能源汽车准入新标准也让镍氢电池生产商看到了中短期的希望。不过,3-5年内在锂电池技术成熟后,镍氢电池市场将被锂电池逐渐蚕食。 再者,近年来燃料电池(FC技术的突飞猛进使得氢能的梦想在21世纪开始变成现实。而以氢为动力的燃料电池汽车(FCV得到了世界各国政府和企业的高度重视,并且取得了重大进展,预计在未来的5--10年内FCV将正式进人市场,以加氢站、输氢管道建设为标志的“氢经济”初露端倪。 研究发现,日本的锂电池供应商占有较大的优势地位,并已开始着手制定统一的锂电池规格、安全标准、充电方式。而美国为了不让自己由对进口石油的依赖变成对外国锂电池的依赖,也在扶持电动车和锂电池制造企业,美国能源部也于2009年批准了250亿美元的贷款。相比较之下,欧洲的汽车企业虽然在绿色节能环保方面非常激进,甚至更为激进,但他们在改进传统的发动机(如使其“小型化”,利用汽/柴油直喷技术等方面,或者氢动力车方面,优势更为明显。 1. 政策利好镍氢电池迎来投资盛宴 产业研究中心获悉,2010年6月25日工信部对外公布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,并于7月1日起施行,到2010年12 月31日前适用。根据工信部出台的新标准,以镍氢电池生产的混合动力乘用车被归类为成熟产品,允许在全国范围内销售使用,对镍氢电池产业是一大利好。 1.1. 镍氢电池发展现状分析 3 安全管理编号：LX-FS-A95831 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑 新能源车辆的动力电池组均衡管理系统的发展现状概述 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 新能源车辆的开发和研究已经是时代的主流，其中电动汽车受到了市场越来越多的关注，在电动汽车中，电池系统是重要组成部分，特别是锂电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。目前，电动汽车存在安全性低、寿命段、充电时间长和使用成本高的问题，而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越关键的作用。本文介绍了电池组均衡管理的技术发展历 太阳能电池的研究现状及发展 【摘要】近年来随着人们对环境的重视，对新能源的需要变得越来越大，太阳能成为新型能源将被广泛应用。黄铁矿结构的二硫化铁（FeS2）是一种具有合适的禁带宽度（Eg≈0.95eV）和较高光吸收系数（当λ≤700nm时，α=5×105cm-1）的半导体材料，而且其组成元素在地球上储量丰富、无毒，有很好的环境相容性。因此，FeS2薄膜在光电子以及太阳能电池材料等方面有潜在的应用前景，受到人们的广泛关注。本文从不同制备方法所制备出的二硫化铁薄膜的研究结果，来分析二硫化铁薄膜的研究状况。 【关键词】能源;二硫化铁;制备方法;光电性能 1.引言 太阳能电池自1954年由诺贝尔实验室和RCA公司几位杰出的科学家发明问世以来，由于地球变暖现象的日益严重，世界各国对二氧化碳的排放量均采取严格的管制，再加上石油匮乏，40年后将消耗殆尽，其价格持续攀升，这些因素都促成了对代替能源的重视与需求，也激发了太阳能产业的蓬勃发展。 太阳是一座聚合核反应器，它一刻不停地向四周空间放射出巨大的能量。它的发射功率为3.865×1026J/S（相当于烧掉1.32×1016ton标准煤释放出来的能量）。地球大气表层所接收的能量仅是其中的22亿分之一，但是地球一年接收的太阳的总能量却是现在人类消耗能源的12000倍。另外，根据文献记载太阳的质量为1.989×1030kg，根据爱因斯坦相对论（E=mc2）可以计算出太阳上氢的含量足够维持800亿年。而由地质资料得出的地球年龄远远小于这个数字。因此可以说太阳能是取之不尽、用之不竭的[1-3] 2.太阳能电池 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。 2.1 太阳能电池发展 目前，太阳能电池产品是以半导体为主要材料的光吸收材料，在器件结构上则使用P型与N型半导体所形成的PN结产生的内电场，从而分离带负电荷的电子与带正电荷的空穴而产生电压。由于晶体硅材料与器件在技术的成熟度方面领先于其他半导体材料，最早期的太阳能电池极为晶体硅制成，直到近几年晶体硅太阳能电池仍有大约90%的市场占有率。除了技术与投资门槛较低以外，不用担心硅原料匮乏等都是造成其市场占有率高的主因。 在晶体硅太阳能电池之后，大约从1980年起开始有非晶硅薄膜太阳能电池2018-2024年中国镍氢电池行业市场发展深度调查及投资战略可行性报告
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