锂离子电池行业知识！

2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议中提出我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。以电动汽车和氢燃料电池汽车为代表的绿色出行方式一直是节能减排的“急先锋”，终端电气化和氢能利用体系是降低二氧化碳排放的必由之路将成为 人们的首选。在加速实现“碳中和”目标的背景下，动力电池借助电动汽车的再度推广，将迎来“二次发展”。

锂离子电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液组成的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、 保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂离子电池已经成为了主流的电池。

锂离子电池组成示意图

锂离子电池的结构一般包括：正极材料、负极材料、电解液、隔膜、 正极引线、负极引线、中心端子、绝缘材料、安全阀、密封圈、PTC（正温度控制端子）、电池壳等，其中正极材料、负极材料、电解液、 隔膜是锂离子电池的四种关键材料。

锂离子电池实质上是一种具有浓度差的电池，正/负极材料具有不一样的电化学性质，中间被隔膜材料分离，Li+从电势高的电极向电势低的电极移动，只有锂离子可以通过隔膜在电解液中移动，电荷补偿电子只能通过外电路移动，从而形成电流提供给用电设备使用。

人们习惯用放电过程中的阴阳极代表正负极，在锂离子电池中，一般认为正极为阴极，负极为阳极。

锂离子电池工作原理示意图

放电过程：充满电的锂离子电池，锂离子嵌入在阳 极材料上，阳极（负极）的石墨呈层状微孔机构，  锂离子嵌入在碳层的微孔中。放电时，Li+通过隔膜从阳极移动到阴极，电子无法通过隔膜，只能通过外面电路的负极移动到正极。

充电过程：当对电池进行充电时，电池的阴极上有 锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到阳极。而作为阳极的石墨呈层状微孔结构，到达阳极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

锂离子电池的分类可以使用不同的标准，分类标准主要有下四种：极片材料、电解质材料、产品外观、实用性能。市场上习惯按照极片材料与产 品外观来分类。

锂离子电池的产业链：上游为原材料供应企业，中游为电池制造企业，下游为电池应用领域。

锂离子电池中的正极材料是决定电池能量密度和成本的关键材料，占有较大比例（正负极材料的质量比为3:1~4:1），正极材料的成本占动力电 池总成本的30%以上。提升正极材料的比容量可以显著降低动力电池各材料用量，降低单位kwh的电芯成本。

我国是全球锂离子电池正极材料的主要生产国之一。其中，我国在钴酸锂及锰酸锂材料方面目前已成为世界最大出口国，磷酸铁锂及三元正极材 料成为世界最大生产及使用国。

锂电设备主要指生产锂离子动力电池的设备，工艺流程分为电芯前段、电芯中段、电芯后段、模组和电池包四大环节。前段的核心设备为涂布机，中段核心设备为卷绕机/叠片机，后段的核心设备为化成分容设备。设备价值分布方面，电芯前中段、电芯后段、模组及电池包、其他占比分别为49%、31%、15%和5%。

1998年开始，中国国内开始自研生产锂离子电池生产设备，当时国内专业锂电设备制造商极少，锂电设备严重依赖进口，2003年国内锂电设备进入批量生产阶段。

动力电池即为工具提供动力的来源，多指为动力汽车、动力列车、电动自行车等提供动力的蓄电池。其种类包括铅酸蓄电池、镍铬蓄电池、镍氢蓄电池、银锌蓄电池等。现在动力电池在汽车行业使用范围较广，多以锂动力电池为主。

单个电芯并不足以驱动电动车，需将多个电芯串并联，才能实现驱动电动车所需的高电压、大电量。模组，就是将多个电芯串并联，再加上起到汇集电流、收集数据、固定保护电芯等作用的辅助结构件，所形成的模块化电池组。模组的基本作用就是连接、固定和安全防护。