WZU-溯硫而上‖百问百答第十一问——最具有竞争力的动力电池正极材料技术路线是什么?[喵喵][喵喵][喵喵]

新能源汽车是汽车发展的方向,动力电池是新能源汽车的心脏,其技术水平及产业发展对电动汽车的规模化应用意义重大。随着动力电池产业集中度的提升,以及技术路线的逐渐成熟,未来的动力电池将向着更安全、更长寿、充电速度更快的方向发展。

目前动力电池正极材料技术路线有很多,主要围绕着磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂这四种,那么随着技术的不断进步,哪一种正极材料技术路线在动力电池领域更具有竞争力呢?

1、磷酸铁锂

磷酸铁锂由于安全性好,循环寿命长,原材料资源丰富,不造成环境污染而在中国得到了以BYD为首的众多动力电池厂家的追捧。我国磷酸铁锂技术路线的成功是国外主流动力电池厂家始料未及的。

磷酸铁锂优点有很多,但缺点也很明显,除了低温下循环性能极差以外,最主要的缺陷是其导电率和振实密度低,其能量密度只有120-150wh/kg。2016年底国家出台按能量密度进行动力电池的补贴,这可能会阻碍磷酸铁锂动力电池的发展,但磷酸铁锂在电动大巴上的使用具有不可替代性,未来市场空间依旧广阔。

目前采用磷酸铁锂的电池厂家有比亚迪、北大先行、深圳沃特码、合肥国轩等。未来磷酸铁锂会朝着提高能量密度的方向发展,可以考虑采用石墨烯、碳纳米管等添加剂来提高倍率容量,或者采用磷酸锰铁锂提高电压,进而提高15-20%的能量密度。

2、钴酸锂与镍酸锂

钴酸锂是最早进行商业化应用的锂电池正极材料,第一代商业化应用的锂离子电池就是SONY在1990年推向市场的钴酸锂锂离子电池,随后在消费类产品中得到大规模应用。

但是钴酸锂最大的缺点就是质量比容量低,理论极限是274mAh/g,出于结构的稳定性考虑,实际应用中只能达到137mAh/g。同时由于地球上钴元素的储量比较低,因此导致钴酸锂的成本偏高,难以在动力电池领域大规模普及。

与钴酸锂相似,理想的镍酸锂为α-NaFeO2型六方层状结构,镍酸锂正极材料理论容量为275mAh/g,实际可达180-200mAh/g,平均嵌锂电位约为3.8V。相对于钴酸锂来说,镍的储量比钴大,价格也相对便宜,但是镍酸锂合成困难,循环性能差,纯相镍酸锂实用性不大。

3、锰酸锂

锰酸锂由于与目前普遍使用的钴酸锂、三元材料性质非常接近,其电池生产工艺非常成熟,动力电池生产线与现有生产线基本兼容,特别日韩拟采用18650型电池组合成动力电池模块的技术思路,使锰酸锂动力电池生产更容易实现。

锰酸锂最大的缺点就是高温循环性能较差,但相较于磷酸铁锂,它也有着自己独特的优势。

(1)锰酸锂的体积比能量优于磷酸铁锂

锰酸锂的容量比磷酸铁锂低约25%,但其电压比磷酸铁锂高15%,且锰酸锂的压实密度高约40%,因此锰酸锂的体积比能量高于磷酸铁锂25-30%。

(2)锰酸锂的一致性优于磷酸铁锂

由于锰酸锂产品不含碳,因此产品的性能参数稳定,一致性好对动力电池生产十分有利。

目前日本桑尼,我国中信国安、苏州星恒等企业都在研发生产锰酸锂动力电池,未来在低速电动车以及续航里程不高的电动车等领域将有不错的市场。

4、三元材料

三元材料主要有镍钴铝酸锂(NCA)和镍钴锰酸锂(NCM)两种,其中NCA是目前商业化正极材料中比容量最高的材料。

镍钴铝酸锂(NCA)

因为Co和Ni具有相似的电子构型,相似的化学性质,离子尺寸差异也很小,镍酸锂和钴酸锂可以发生等价置换形成连续固溶体并保持层状的α-NaFeO2结构,为了得到更加稳定的高镍固溶体材料,除了加入钴以外,添加Al可以进一步提高材料的稳定性和安全性,这样就形成了镍钴铝酸锂三元材料。

尽管NCA具有很高的比容量,但其缺点也很明显,未来发展趋势是开发高镍低钴NCA来降低成本提高容量;以及研发高压实NCA来提高体积比;另外采用包覆工艺降低NCA对湿度的敏感性。

目前美国特斯拉采用的是NCA正极材料动力电池,技术处于领跑地位,日本松下采用NCA和硅碳负极组合制成的18650型电池容量高达3500mAh,循环寿命2000次以上;种种迹象表明,NCA正极材料在动力电池应用中具有很大的竞争力。

镍钴锰酸锂(NCM)

镍钴锰酸锂(NCM)三元材料的比容量高、循环寿命长、安全性好、价格低廉的优点是毋庸置疑的,但它同样具有平台相对较低,首次充放电效率低的缺点。

目前采用镍钴锰酸锂(NCM)的主要有韩国LG、浙江微宏动力以及珠海银隆,在未来,NCM发展趋势主要是制造低钴层状三元材料,主要原因是钴是稀缺资源,减少用量可降低成本;另一个方向就是发展高镍层状三元材料,虽然高镍体系合成难度大,易发生锂镍混排,但是镍含量的增加可以显著提高克容量,高镍体系是动力电池的理想材料之一。除此之外,NCM同样要注意材料吸水的问题。

现阶段,国内有些厂家采用三元NCM/钛酸锂负极组合的技术路线,避免了碳负极可能存在的锂枝晶生成所造成安全性和循环性差的问题。采用此模块生产的动力电池具有安全性好,充放电倍率高,循环寿命长(可达5000-10000次)的特点,因而在动力电池领域备受关注。

总结

政策所趋,未来动力电池行业市场广阔,三年内新能源汽车用动力电池市场年平均增长率可达50%左右,但是整个电池行业竞争激烈,行业的整合正在持续进行,动力电池市场需求将进一步向优势企业集中。

而在技术路线方面,目前商用锂离子动力电池正极材料主要有锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、三元材料(NMC),每种材料都有自己的优势和缺陷,有自身的应用领域和市场需求。其中电动工具、HEV和电动自行车是LMO的主要应用领域,新能源公共交通大巴、出租车将仍以LFP为主。在未来,动力电池领域最有可能出现的局面将是磷酸铁锂和三元材料并驾齐驱。[鲜花][鲜花][鲜花]

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说到朝*鲜半岛上的民*族*英*雄,作为中国人可能首先且唯一能够想到的就是明朝万历年间的抗倭名将李舜臣,但其实另外一个人在朝*鲜*半*岛的知名度以及所受到的尊崇一点不输于在我们这边大名鼎鼎的李舜臣,此人便是高丽王朝时期的宰相姜邯赞。

公元1018年10月,为报之前数次征伐高丽而屡遭失败的大仇,辽国皇帝耶律隆绪任命辽国名将萧排押为主帅发兵十万再次征伐高丽。这个萧排押在我们这边也不怎么知名,但他的老爹却是比较的有名,此人便是澶渊之盟时被宋军的床子弩一箭爆头的辽军主帅萧挞凛。

得知辽军再次发重兵犯境,高丽这边最初本是一片投降之声,但他们的那位状元出身的新任宰相姜邯赞却极力主张迎战。在他的坚持之下,高丽国王王询任命其为主帅并给他二十万大军前去抗敌。

十一月,辽军进至兴化城,早已再次等候多时的姜邯赞先是在城西的山谷中埋伏下了一万多名精锐骑兵,然后又将兴化城以东的一条大河给提前阻塞,等到辽军大兵临近之时,高丽人突然决水灌冲,辽军仓促之下是乱成一团,他们纷纷向西奔走躲避洪水,而就在这时候躲在山后边的高丽伏兵又杀了出来,辽军就此大败。

不过,萧排押这次的兵力明显够多,这一仗他还是输得起的。既然兴化这条路走不通,萧排押便决定改道经由慈州杀向高丽的都城开京。

辽军在寒冬里一路艰苦行军到了距离高丽都城开京百余里的新恩县,但此时的他们已是强弩之末,因为这时候他们的后勤已经完全被掐断,后方的粮食根本运不上来。还有更让他们感到绝望的事,姜邯赞在派人斩断辽军后勤补给的同时,他还迅速地抽调兵力赶在辽军之前进入了开京以巩卫都城。

在如此局面之下,萧排押深知自己这一次已经是无法完成使命了。留下来或是前去攻打开京,这无异于就是自陷死地,毕竟他可是没有后援,他就是一支孤军。如今之计,他只有趁着辽军战斗力尚存赶紧回撤,辽军得先解决吃饭的问题,然后再谋后路。

见辽国人开溜,姜邯赞下令开京的守军追击,同时下令沿途的高丽守军予以阻击。高丽军队先后在涟州(今朝*鲜价川市)和渭州(今朝*鲜宁边郡)两地相继给予辽军大量的杀伤,这两次阻击的战略意义在于成功地延缓了辽军的撤军速度,这为姜邯赞随后带领高丽主力大军前来与辽军决战创造了时机。

这年的十二月,高丽军队终于是在龟州(今朝*鲜龟城市)境内的茶、陀二河之间将辽军的主力给追上了,一场大战就此爆发,而这就是在朝*鲜历史上让他们引以为荣了千年之久的“龟州之战”。

战前,两军隔着两河南北对峙,辽军在北,高丽军队阵于大河之南。一阵鼓响之后,将近二十万的高丽军队主动涉水过河像蚂蚁一般地密密麻麻地向辽军发起了进攻。

萧排押也下令辽军涉水过河对冲过去。在这深冬时节,两军数十万人马相向而进,刹那间喊杀声震彻大地。就在双方血战正酣之际,只见天上突然间是暴雨倾盆且狂风不止,要命的是这风竟然是南风,也就是说辽军是在逆风与敌交战。如此一来,辽国人可就倒了血霉,而高丽人则是士气大振趁势掩杀。

至此,这场战斗的结局也就不难猜测,辽军大败,溺水而死者甚众。辽军主帅萧排押在兵败如山倒的情势之下弃甲而逃,辽军遥辇部详稳阿果达、客省使酌古、渤海军详稳高清明、天云军详稳耶律海里等高级将领全部战死,而天云军和皮室军这两支在整个辽国堪称精锐中的精锐更是在此战中死伤殆尽。

高丽的史书记载,辽军此战几乎是全军覆没,这虽然有夸张的嫌疑,但辽军损失之惨重却是可见一斑。这一场大败让耶律隆绪和整个辽国都为之而震惊,这简直堪称是辽国前所未有之耻辱,可这也让辽国上下再也不敢轻视高丽。

公元1019年8月,耶律隆绪下令集结全国所有能够征发的军队准备向高丽讨回这笔血债。就在辽国上下群情激愤准备一雪前耻之时,高丽国王王询却在这年的年底主动派人带着大量的金银和贡品前来请和。耶律隆绪会答应吗?答案是——他竟然就同意了王询的请和!

公元1020年5月,高丽方面释放了此前被他们扣押的两拨辽国使臣。不久,高丽正式向辽国再次上表称臣纳贡,而耶律隆绪也赦免了王询的“罪行”并同意两国从此息战,两国间持续了长达十年的战争就此结束。

最后说一下这个让辽军几乎全军覆没的高丽宰相姜邯赞。

此人战后并未因为功高震主而落得个兔死狗烹的下场,他战后极尽恩宠,各种高官厚爵更是纷至沓来,而他也懂得急流勇退迅速地告老归家,直到85岁高龄这年他才寿终正寝。

正是凭借此次战争的表现,姜邯赞的名字从此在高丽和后来的朝*鲜人心目中变得神圣无比,而在如今的朝*鲜和韩国人心目中这人更是他们的民*族*英*雄,此人是与之前的高句丽名将乙支文德和后来的李舜臣并称为朝*鲜*半*岛三大民*族*英*雄。

几十年前的朝*鲜*战*争初期,金*日*成曾以他的事迹鼓励朝*鲜军民奋起抵抗美国的军事入侵,而在韩国首都首尔现今有一座纪念他的主题公园——落星垈公园,相传此地便是他的出生地,韩国更是曾以他的名字命名了一艘驱逐舰。

#三门峡好网民# #乡村振兴看三门峡# 【卢氏香菇 香飘四海】
一座座香菇大棚鳞次栉比,布满河川原野;菇棚内,菌棒上新出的香菇密密匝匝、探头探脑,长势喜人。地处卢氏县最南端的朱阳关镇发展香菇5000余万棒。临近该镇的三淅高速路口,占地200余亩的信念集团香菇市场交易红红火火,车辆川流不息,每天产销鲜香菇百余吨,多时二三百吨。在这个只有7200亩耕地的山区乡镇,香菇产业成了农民增收的主要渠道。

初秋时节,大地流芳。从南到北,4004平方公里的卢氏大地上,处处菇香飘荡。卢氏县香菇生产规模达3.2亿棒,年产香菇30余万吨,该县是我国五大香菇生产区之一的伏牛山优质香菇片区的核心区,有着“香菇之都”的美誉。

“全县菇农有3.6万户11.8万人,接近总人口的三分之一,户均收入3万元以上。我们将进一步扩规模、强管理、提质量、建体系、树品牌、增效益,让卢氏香菇产业链,架起乡村振兴桥。”卢氏县委书记王清华说。

“香菇之都”名不虚

卢氏县已建成遍布全县的香菇生产示范基地70多个、高标准四季出菇大棚5000多座,提升改造传统香菇大棚7万座,全县香菇大棚总量近8万座。香菇生产管理、加工、销售贯穿全年,在卢氏县,白天到处是香菇生产、销售和加工的场景;入夜,城区造型优美的香菇路灯绽放异彩。这里,充满了香菇气息、香菇印记。

卢氏县横跨长江、黄河两大流域,地处南暖温带至北亚热带过渡地区,森林茂密、气候温润,食用菌生产历史悠久。早在1914年,卢氏县食用菌就获得过巴拿马万国商品博览会金奖。如今,在食用菌特别是香菇业界,卢氏县更是声名远扬。近年,卢氏县香菇生产获得多项国字号荣誉:全国食用菌产业化建设示范县、国家级出口香菇质量安全示范区、中国食用菌产业“十二五”百项优秀成果全国优秀主产基地县、全国优秀香菇出口基地县。卢氏香菇品质上乘,屡获大奖:中国国际农业博览会名牌产品、第22届中国中部农业博览会金奖、河南省农村科技博览会金奖。以香菇为主打产品的卢氏县食用菌产业,被认定“三品一标”产品13个,其中无公害产品6个、绿色产品4个、有机产品2个、地标产品1个,在河南省率先建立了食用菌质量追溯体系,打造了“原本卢氏”县域公用品牌,推出了“山海食经”“卢氏山珍”等特色品牌30多个。

助推菇香飘四海

近年,卢氏香菇产业发展迅猛,年产值由2016年的10亿多元增加到35亿元,香菇产业产值已占到全县农业总产值的40%以上,年出口创汇由2016年的1000万余美元增长到2亿美元。

卢氏县香菇产业阔步发展的背后,在于建立了强有力的政策、组织和冷链物流体系。卢氏县争取到“产业强镇”、省级食用菌现代农业产业园、国家级产业集群等项目,县里配套出台了一系列产业奖补政策,形成了完备的香菇产业发展政策体系;引进信念集团、金海生物科技等龙头企业,建立起“龙头企业+合作社+基地+农户”的生产组织体系,形成“龙头企业带动、合作社组织、农户参与、基地承载”利益联结机制,提高了市场竞争力。目前,全县有香菇龙头企业18家、农民专业合作社135家、食用菌出口企业11家。为满足香菇产业冷藏物流所需,卢氏县依托郑州现代物流公司建立了物流中心、乡镇物流配送站、村物流配送点三级物流体系,带动财政和社会资本建成冷库456座,库容达到1.8万吨,购入冷藏运输车20余台,日运输能力达200吨。

卢氏县从菌种研发和工厂化制棒两个关键点寻求突破,着力提升香菇生产质量,先后与上海、四川、河南3个省市农科院开展“院县共建”,创建林海兴华食用菌研究院和河南金海中原食用菌研究院,开展香菇产业菌种培育、产品加工、休闲食品和保健品研发等技术攻关。同时,该县建成工厂化菌棒加工基地3处、标准化生产线8条、自动化养菌库42座,净化车间20.6万平方米,运用目前最先进的装棒机、接种机和菌棒恒温培养模式,降低劳动强度,提高成品率,把染菌率控制在2%以下,出菇产量比传统手工装袋提高20%以上。为提高综合效益,卢氏县还拉长香菇产业链,引进资金、项目,用香菇废弃菌棒生产复合肥,将鲜香菇加工成香菇即食、速食食品,形成规模效益。

菇香路上追梦人

在当今香菇业界,有一个绕不开的人物——叶传林,他是河南信念集团以及集团旗下的卢氏县林海兴华农业发展有限公司董事长,被称作“香菇大王”。

1972年8月出生的叶传林2016年到卢氏县发展香菇扶贫事业,累计投资10亿多元,在卢氏县建立了香菇生产研究院、香菇生产产业园和遍布15个乡镇50多个村的香菇生产基地,建设高标准香菇大棚2000余座。他投资3亿元建设的占地320亩、年产5000万个菌棒的信念集团涧北菌棒加工厂,是目前国内工艺最先进、单场生产规模最大的菌棒加工基地。他建立了提供菌棒、组织生产和回收产品的紧密机制,直接带动3000余户1.1万人从事香菇生产增收致富。原为贫困户的潘河乡阳坡村村民李武生,2018年承包信念集团4个香菇大棚,当年纯收入10万多元,2019年至今,又承包信念集团17个香菇大棚,实现年纯收入超过50万元。

叶传林按照“工厂化、集群化、品牌化、数字化”组织生产,引领香菇生产攀登了一个又一个高峰。他把香菇分为18个等级,创建了规范生产质量技术体系,提高了香菇生产效率和技术水平。他注册、生产的“有盼头”品牌香菇,获得“中国绿色食品博览会金奖”,同时还把香菇菌棒出口到日本、韩国等国家。他发明了“123”机器人投入香菇收购,建立了香菇生产质量追溯体系,实现了手机联网在线察看香菇大棚实时生产情况,申请了香菇分级、香菇装卸机械等实用技术专利。

叶传林率先在卢氏实现、推广“全年有菇、四季上市”生产新模式,开启优质香菇现代化大规模生产新路子,引领卢氏香菇产业从“小、弱、散”走向“专、精、深”,目前,他正在研究引入“五维科技”理念从事香菇生产、经营管理。把“中国香菇产业做成世界典范”是信念集团的信念,这也是叶传林的人生信念和追求。(张海军)


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