公司簡介
天津斯特蘭能源科技有限公司是一家專注於高端新能源材料的研發及套用的高新技術企業,是目前國際上少數幾家專業生產磷酸鹽系列鋰電正極材料的公司之一。斯特蘭致力於新型高安全性磷酸鹽體系鋰離子電池正極材料的研究開發、生產、銷售及相關技術諮詢和服務。斯特蘭遵循“科技創造未來”的發展理念,秉承“責任、誠信、創新”的企業宗旨,以高新技術產品作為切入點,為人類現代生活提供安全、環保的新一代儲能材料。
斯特蘭擁有自主研發的國際先進磷酸鹽正極材料工藝技術和生產製造能力,主要以生產高安全性鋰離子電池正極材料——磷酸鐵鋰(LiFePO4)為主,年產能達到500噸,並計畫在未來兩年內達到年產2000噸的規模。憑藉領先的技術工藝、先進的製造設備、卓越的經營理念、科學的管理體制以及積極敬業的員工隊伍,斯特蘭將致力於更安全、更環保、更穩定、更低廉的磷酸鹽系列正極材料的研發和套用,力爭成為高安全性鋰離子電池正極材料(LiFePO4)製造業的領航者!
斯特蘭決心以自己獨特的、世界領先的材料合成技術,依託人才、資金優勢,力爭成為最具發展潛力、最具活力、最具核心競爭力的國際化的新能源材料行業的領航者,為發展有中國資源特色的鋰電材料產業,為不斷促進通訊、信息、交通以及新型能源與環保產業的發展做出重要貢獻。
產品
斯特蘭的磷酸鐵鋰(LiFePO4)正極材料為高安全、低成本、高可靠性的綠色環保材料。
基本性能數據
充放電性能
典型充放電曲線:
不同倍率放電特性
5C倍率放電率超過0.5C放電容量的90%。特殊設計的電池可以超過15C倍率放電。
放電容量
0.5C充放
1C充2C放
1C充3C放
1C充5C放
1號
10.7Ah
100﹪
10.2Ah
95.3﹪
10.1Ah
95.3﹪
9.9Ah
92.6﹪
2號
10.7Ah
100﹪
10.2Ah
95.5﹪
10.0Ah
93.9﹪
9.7Ah
91.2﹪
出色的循環性能:
第一次放電容量10.3AH,前十次平均放電容量10.4AH,第108次放電容量10.2AH,保持98.4﹪。2000次容量保持率82%。
良好的高溫循環特性:
60℃初次放電容量比室溫時提高30%,100次循環容量保持率大於90%。
低溫性能:
-20℃放電容量達到室溫容量的73%。(電池在20±5℃環境中,以1C恆流充電至3.65V轉恆壓充電,待電流降至0.01C時停止充電;然後放入0℃冰櫃中保持16小時,並在此環境中以1C恆流放電至2.0V。按上述充放電方法,改變冰櫃溫度為-10℃、-20℃進行試驗。)
放電容量
常溫
0℃
-10℃
-20℃
1號
10.5Ah
100﹪
9.1Ah
86.9﹪
8.5Ah
80.9﹪
7.7Ah
73.0﹪
安全性能:
電池充滿電後,以3C/30V對電池進行充電,直到電流下降到接近零伏或溫度下降10℃以上停止試驗。電池氣脹,極耳處泄氣,電池沒有冒煙、著火或爆炸。
產品規格型號:
1、 SLFP-PD60:
特點:
1) 適中的振實密度(1.0左右);
2) 碳含量約為2%;
3) 循環性適中(>1000次);
4) 適宜 10C以上放電。
套用:
電動車、小型電動工具等要求中等功率輸出領域。
2、 SLFP-ES01:
特點:
1) 振實密度高(>1.3);
2) 碳含量低(< 1.5%);
3) 循環性能高(>2000次);
4) 適宜小電流放電;
5) 優異的加工性能。
套用:
礦燈、庭院燈、儲能電源等長壽命、小電流放電。
3、 SLFP-PT30:
特點:
1) 較低的振實密度(< 0.8);
2) 極片加工比較困難;
3) 循環性適中( >1000次);
4) 適宜 30C以上放電。
套用:
如大型電動工具、軍事等要求瞬間大功率放電的領域。
有關鋰電池的一些國際標準簡介
1、RoHS
RoHS是《電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令》(the Restriction of the use ofcertain hazardous substances in electrical and electronic equipment)的英文縮寫。一共列出六種有害物質,包括:鉛Pb,鎘Cd,汞Hg,六價鉻Cr6+,多溴二苯醚PBDE,多溴聯苯PBB。歐盟在2006年7月1日實施RoHS,即使用或含有重金屬以及多溴二苯醚PBDE,多溴聯苯PBB等阻燃劑的電氣電子產品將不允許進入歐盟市場。信息產業部2004年也出台了《電子信息產品污染防治管理辦法》內容與RoHS類似,並於十月份成立了“電子信息產品污染防治標準工作組”,研究和建立符合我國國情的電子信息產品污染防治標準體系;開展與電子信息產品污染防治有關的標準研究和制修訂工作,特別是加快制定產業急需的材料、工藝、名詞術語、測試方法和試驗方法等基礎標準。
2、CE標誌是一種安全認證標誌,被視為製造商打開並進入歐洲市場的護照。CE代表歐洲統一(CONFORMITE EUROPEENNE)。凡是貼有“CE”標誌的產品就可在歐盟各成員國內銷售,無須符合每個成員國的要求,從而實現了商品在歐盟成員國範圍內的自由流通。
在歐盟市場“CE”標誌屬強制性認證標誌,不論是歐盟內部企業生產的產品,還是其他國家生產的產品,要想在歐盟市場上自由流通,就必須加貼“CE”標誌,以表明產品符合歐盟《技術協調與標準化新方法》指令的基本要求。這是歐盟法律對產品提出的一種強制性要求。
3、UL是英文保險商試驗所(Underwriter Laboratories Inc.)的簡寫。UL安全試驗所是美國最有權威的,也是界上從事安全試驗和鑑定的較大的民間機構。它是一個獨立的、非營利的、為公共安全做試驗的專業機構。它主要從事產品的安全認證和經營安全證明業務,其目的是為市場得到具有相當安全水準的商品,為人身健康和財產安全得到保證作出貢獻。
有關鋰電池的一些概念
1、一次電池、二次電池
一次電池(primary battery原電池):只能放電一次,放電結束後,不能再充電使用。如各種乾電池;
二次電池(secondary battery或叫充電電池rechargeable battery、蓄電池):放電結束後,可以進行充電,再放電使用,可反覆多次使用。
2、電池正極:(positive electrode)放電時,電子從外部電路流入電位較高的電極。在放電時由於發生還原反應,因此正極也成為陰極,但在充電時要稱為陽極。鋰電池正極材料主要為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰(氧化鈷鋰)、錳酸鋰(氧化錳鋰)、釩的氧化物等。
3、電池負極:(negative electrode)負極,放電時,電子從外部電路流出電位較低的電極。此時除稱為負極外,由於發生氧化反應,而可以稱為陽極;而在充電時,則不能稱為陽極,因為此時發生的是還原反應,而應成為陰極。負極材料一般為碳負極材料,包括:石墨、軟碳、硬碳。也有為非碳基負極材料,包括:氮化物、矽基材料、錫氧化物、新型合金、鈦的氧化物、納米氧化物等。
4、充電(charge):利用外部電源使電池的電壓和容量上升的過程;此時電能轉化為化學能。
⑴ 充電特性(charge characteristic):電池充電時所表現出來的特性,例如充電曲線、充電容量、充電率、充電深度、充電時間等。
⑵ 充電曲線(charge curve):電池充電時其電壓隨時間的變化曲線。
⑶ 容量密度(capacity density):單位質量或體積所能釋放出的電量,一般用mAh/L或mAh/kg表示。也叫比容量,或克容量。
⑷ 能量密度(energy density):單位質量或體積所能釋放出的能量,一般用Wh/L或Wh/kg表示。
⑸ 功率密度(power density):單位質量或體積所能釋放出的能量,一般用W/L或W/kg表示。
⑹ 過充電(over charge curve):超過規定的充電終止電壓而繼續充電的過程;此時電池的使用壽命受到影響。
⑺ 恆壓充電(constant voltage charge):在恆定的電壓下,將充電電池進行充電的過程。一般而言,該恆定的電壓為充電終止電壓。一般設定終止電流,當電流小於該值時,充電過程結束。
⑻ 恆流充電(constant current charge):在恆定的電流下,將充電電池進行充電的過程。一般設定終止電壓,當電壓達到該值時,充電過程結束。
5、放電(discharge):電流從電池流經外部電路的過程,此時化學能轉換為電能。
⑴ 放電特性(discharge characteristic):電池放電時所表現出來的特性。例如放電曲線,放電容量,放電率,放電深度,放電時間等。
⑵ 放電曲線(discharge curve):電池放電時其電壓隨時間的變化曲線。
⑶ 放電容量(discharge capacity):電池放電時釋放出來的電荷量,一般用時間與電流的乘積表示,例如Ah,mAh(1Ah=3600C)。
⑷ 速率(discharge rate ):表示放電快慢的一種量度。所用的容量1小時放電完畢,稱為1C放電;5小時放電完畢,則成為1/5=0.2C放電。
⑸ 放電深度(depth of discharge):表示放電程度的一種量度,為放電容量與總放電容量的百分比,略成DOD。
⑹ 持續放電時間(duration time):電池在一定的外部負荷下在規定的終止電壓前所放電時間之和。
⑺ 標稱電壓(nominal voltage):電池0.2C放電時全過程的平均電壓。
⑻ 標稱容量(nominal capacity):電池0.2C放電時的放電容量。
⑼ 殘存容量(residual capacity):電池殘留的可再繼續釋放出來的容量。
⑽ 過放電(over discharge):超過規定的終止電壓在低於終止電壓時繼續放電。此時容易發生漏液或電池的使用壽命受到影響。
⑾ 自放電(self discharge):電池在擱置過程中,沒有與外部負荷相連線而產生容量損失的過程。
⑿ 利用率(utilization):實際放電容量與理論容量的百分比。
6、開路電壓(open circuit voltage):電池沒有負荷時正負極兩端的電壓。
7、閉路電壓(closed circuit voltage):也叫工作電壓(working voltage),電池有負荷時正負極兩端的電壓。
8、終止電壓(end voltage):電池放電或充電時,所規定的最低放電電壓或最高的充電電壓。
9、內阻(internal resistance):電池正負極兩端之間的電阻,是集流體、電極活性物質、隔膜、電解液的電阻之和;其值越小性能越佳。
10、儲存壽命(shelf/storage life):電池在沒有負荷的一定件下進行放置以達到性能劣化到規定的程度時所能放置的時間。
11、循環壽命(cycle life):在一定條件下,將充電電池進行反覆充放電,當容量等電池性能達到規定的要求以下時所能發生的充放電次數。
12、液漏(liquid leakage):電解液從電池流出的現象。
13、內部短路(internal shortage):電池內部正極和負極形成電通路時的狀態;主要是由於隔膜的破壞、混入導電性雜質、形成枝晶等造成。
14、電解質:是指在水溶液中或熔融狀態下能夠導電的化合物,例如酸、鹼和鹽等。電解質水溶液能夠導電,是因電解質可以離解成離子。至於物質在水中能否電離,是由其結構決定的。
電解液分為:液體電解質(包括無機、有機);固體電解質,又分為無機、有機,其中有機又分為純固體聚合物電解質、凝膠聚合物電解質;熔鹽電解質。
鋰離子電池應根據電池及電極活性物質(正負極)的性質選擇合適的電解液,因為電解液需要長期保存在電池中,所以要有良好的穩定性。
15、隔膜:為了防止正負極活性物質相互接觸而短路,一般採用隔膜將兩者隔開,在電化學反應時,保持必要的電解液,形成離子移動的通道。
16、粘接劑:一般都是高分子化合物,常用的有PVA(聚乙烯醇)、PTFE(聚四氟乙烯)、CMC(羧甲基纖維素鈉)等,以保證活性物質製漿時的均勻性和安全性,對活性物質顆粒間起粘接作用,將活性物質粘接在集流體上,保持活性物質間以及和集流體間的粘接作用,有利於在碳材料表面上形成SEI膜。
目前鈷酸鋰等所用的粘結劑,對於磷酸鐵鋰電池來說,一樣可用。
17、正極材料的物理特性述語:
⑴ 松裝密度:為材料粉的自然堆積密度。
⑵ 振實密度:為粉末固定在機械振動裝置上,振動電機帶動機械振動裝置上下振動,裝有粉末的刻度試管隨機械振動裝置而發生有節拍的振動,隨著振動次數的增加,量筒里的粉末逐漸振實,振動次數達到設定的次數後,機械振動裝置停止振動,讀出刻度試管的體積,根據密度的定義:質量除以體積、從而求出振實後的粉末密度。
振實密度影響加工性能,特別是輥壓。振實密度高低影響電池極片的體積密度(壓實密度),如果工藝配合不好的話可能會出現極片脆、斷片!振實密度和倍率放電特性有關,主要在極片工藝控制十分重要。
⑶ 片壓實密度:正極材料輥壓(碾壓)在極片後的體積密度。
⑷ 位徑:指磷酸鐵鋰粉體的平均粒徑分布。
⑸ 比表面積:比表面積是指單位質量物質的總表面積,即每克物質總表面積,單位為: m2/g.
比表面積是粉體材料,特別是超細粉和納米粉體材料的重要特徵之一,粉體的顆粒越細,其比表面積越大。
鋰離子電池的種類
按正極材料不同分為鐵鋰、鈷鋰、錳鋰等;
從外形分類一般分圓柱形和方形,而聚合物鋰離子還可製成任意形狀;
根據鋰離子電池所用電解質材料不同,鋰離子電池可以分為液態鋰離子電池(lithium ion battery, 簡稱為LIB)和固態鋰離子電池兩大類,聚合物鋰離子電池(polymer lithium ion battery, 簡稱為PLIB)屬於固態鋰離子電池中的一種。
離子電池結構比較:
由於聚合物鋰離子電池使用了膠體電解質不會象液體電液泄露,所以裝配很容易,使得整體電池很輕、很薄。也不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,因此可以用鋁塑複合薄膜製造電池外殼,從而可以提高整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以採用高分子作正極材料,其質量比能量將會比目前的液態鋰離子電池提高50%以上。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環壽命等方面都比液態鋰離子電池有所提高。基於以上優點,聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。
鋰離子電池的結構與工作原理:
所謂鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負極之間的轉移來完成電池充放電工作的,獨特機理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”,俗稱“鋰電”。
以LiCoO2為例:
⑴ 電池充電時,鋰離子從正極中脫嵌,在負極中嵌入,放電時反之。這就需要一個電極在組裝前處於嵌鋰狀態,一般選擇相對鋰而言電位大於3V且在空氣中穩定的嵌鋰過渡金屬氧化物做正極,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4。
⑵ 為負極的材料則選擇電位儘可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物,如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物,包括SnO、SnO2、錫複合氧化物SnBxPyOz(x=0.4~0.6,y=0.6~0.4,z=(2 +3x+5y)/2)等。
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