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锂电池加速成长！四大材料大有可为

从中国汽车工业协会获悉，11月，新能源汽车产销量同比双双增长，动力电池的产量同样也增长。

数据显示，11月新能源汽车产销分别完成19.8万辆和20万辆，同比分别增长75.1%和104.9%，其单月产销第5次刷新了当月历史记录；动力电池产量共计12.7GWh，同比增长40.7%，环比增长29.1%。累计方面，1-11月，我国动力电池产量累计68.3GWh，同比累计下降13.8%。

从细分产品来看，2020年11月，三元电池产量7.3GWh，占总产量57.3%，同比增长35.6%，环比增长32.1%；磷酸铁锂电池产量5.4GWh，占总产量42.5%，同比增长49.3%，环比增长25.1%。

锂电池的应用场景主要分为三类：消费类（消费电子、电动工具等）、动力类（电动汽车）、储能类（通信基站备用电源、电力电网储能、家庭电力储能等）。消费类中，由于钴酸锂LCO的能量密度、成本（采用的贵金属钴多），对电池价格并不敏感的消费电子多数使用钴酸锂LCO。在动力类领域，2009-2016年间，磷酸铁锂LFP凭借着低成本、高安全性，成为乘用车领域（即9座以下）、商用车领域（9座以上，或以载货为主要目的）的主流选择。

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锂电池的充电电路

在了解完锂电池的基本电路特性后，工程师在开发带有锂电池供电的项目时，就会面临锂电池的充电电路问题。

锂电池的电压为3.0V ~ 4.2V之间变化，也就是锂电池的电压为4.2V，小电压为3.0V。电压与小电压，对于锂电池而言，隐藏着什么电路含义呢?

单节锂电池

电压是4.2V，也就是锂电池两端能承受的极限电压不超过4.2V;小电压为3.0V，也就是锂电池两端的极限放电电压不低于3.0V;

换言之，它的另外一层电路意义是

锂电池在接收外界的充电电路充电，它的充电电压不能高于4.2V;锂电池在向外界负载提供工作电源，它消耗的电压会停留在3.0V;

基于此，如果工程师将常用的5V/1A或者5V/2A规格的充电器，对锂电池进行直接充电，这样是否可以呢?

充电器

显然是不行的。为什么呢?

因为无论是5V/1A或者5V/2A规格的充电器，对外输出的充电电压均为5V，超过了锂电池的承受电压4.2V。

针对这两个电压不匹配兼容的问题，该如何去解决呢?在不改变充电器5V/1A和5V/2A规格的条件下，工程师应当如何去实现呢?

为使锌锰电池中液体组分不流动和降低电池的内阻，曾经用过许多不同的材料，如氧化锌、熟石膏、淀粉、木炭粉、焦炭粉、天然石墨细粉和乙炔炭黑，是以乙炔炭黑为适宜的材料。其原因是:乙炊炭黑结构高，能使电芯合剂成为多孔性的并能多量吸附电解液;乙炭黑导电性好，能降低电池的内阻;乙炔炭黑纯度高，质量均一，能除电池因杂质引起的有害副反应。与使用石墨粉对比，使用乙快炭黑可以增大二氧化锰和电解液的用量，从而提高电池的放电性能和使用寿命。现将国外用于干电池的8种炭黑和2种橡胶用炭黑性能对比

表中数据采用的试验方法:水分、灰分、pH值、盐酸吸液量、粗粒分、电阻率、表观密度等项目均按日本工业标准JlSK1469; 圆柱电池检测设备，瑞斯新能源欢迎来电咨询。

锂电隔膜作为锂电池的重要组成部分，在锂电材料总成本占比为5——10%。2017——2018年国内隔膜在产能建设、成本下行、技术提升等方面都取得很大的进步。从量来看，2018年中国锂电隔膜在全球市场占比继续摘得桂冠；从客户结构来看，国产隔膜不断进行进口隔膜在中国市场的替代，降低了进口隔膜在国内市场的占比，另外国产隔膜还实现大批量出口，且出口量持续保持上升，这反应了国产隔膜在技术上的进步。

高工产研锂电研究所（GGII）调研数据显示，2018年中国锂电池隔膜出货量20.2亿平米，同比增长39.7%，隔膜产量增长主要动力有：

1）2018年新能源汽车产量122万辆，同比增长50%，带动国内动力电池产销同比增长超过45%，而国内动力电池用隔膜以国产为主；

2）隔膜国产化率进一步提升，从2017年90%上升到2018年93%。国内隔膜继续替代进口隔膜在中国的市场；

3）出口量持续增加，随着国内湿法隔膜技术逐步提升，湿法隔膜出口比例加大，如上海恩捷、星源材质等出口量增加； 纽扣电池实验设备，武汉格瑞斯新能源有限公司。上海电池容量测试仪公司

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二氧化锰正极在干电池中通称电芯或碳包，它是由二氧化锰、乙快炭黑、固体氯化铵和电解液混合而成。二氧化锰是正极中参与电化学反应的成分，但它的导电性差，故加入石墨和乙快炭黑等导电组分导电组分并不参加成流反应。石墨和乙炔炭黑皆有导电性，而乙块幾黑还有颗粒细，非常疏松，表观密度小的特点，其比表面积和吸湿能力大。加入石墨和乙快炭黑能使电芯中二氧化锰颗粒之间有良好的电子通道，在孔隙中电解液的扩散也比较畅通，从而提高二氧化锰的利用率。一般电芯粉料中二氧化锰含量在80％～89％之间，乙炔炭黑含量一般为10％以上，此外，还加上一定量的一般为干粉量的

17～19％的固体氯化铵以补充成流反应消耗的氯化铵，保持电解液组成恒定。并加入少量氯化锌，以稳定电芯中的水分，并对电芯的pH值起缓冲作用。加水使电芯水分为17％～18％。水是电芯粉料的粘合剂，并保证电芯微孔有良好的导电能力。但在碱性锌锰电池中，正极的粉料是压成圆环状紧贴于筒体内壁通常用片状石为导电材料以缩小体积池容量。增大二氧化锰用量，提高电池容量。 广东国外进口电池检测设备

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