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火狐直播:锂电简史
来源:火狐app下载 作者:火狐体育在线 更新于:2024-05-19 11:24:25 阅读: 72

  1991年索尼发布了第一块商用锂离子电池(LIB),并装配在发售的CCD-TR1摄像机中,随后又确立了18650锂电池的行业标准。而在这之前,锂离子电池经过了十几年的研究。

  1976年,Exxon(石油巨头埃克森美孚前身)研究员Whittingham经过近五年研发后首次演示了以硫化钛为正极,锂金属为负极的可充电锂电池。但由于安全问题,该锂电池未能得到推广。

  Michel Armand在1980年提出摇椅式电池(Rocking Chair Battery)概念,让正负电极均由嵌入化合物替代,并保证锂离子在正负极之间实现可逆嵌入与脱出,是当今锂离子电池工作的基本原理。

  1980年,Goodenough发现利用层状钴酸锂LiCoO2作为轻质,高单位体积内的包含的能量的正极材料,他可以将锂离子电池的容量提高一倍。1986年之后,又相继发现了尖晶石结构锰酸锂LiMn2O4,和橄榄石结构聚阴离子化合物磷酸铁锂LiFePO4,覆盖了正极的层状过渡金属氧化物和聚阴离子氧化物两种主流方向。1996年,Goodenough申请了磷酸铁锂技术专利,紧接着又和Armand共同申请了磷酸铁锂包碳技术专利,这两项技术分别解决了制造和商业化的难题,是磷酸铁锂电池最核心的知识产权。

  1983年,旭化成研究员吉野彰开发了负极由聚乙炔(C2H2)n制成,正极使用钴酸锂的现代锂离子电池前身。聚乙炔能量密度低,还存在不稳定的问题,因此吉野彰在继续评估和研究后,采用了碳质材料取代聚乙炔,并于1985年制造了LIB的第一个原型,具有正极、负极、隔膜、电解液的构造并获得基础专利。

  之后就是开头所讲的索尼采用了旭化成的这种配置进行商业化,锂电池的商业化实际满足了20世纪80年代起移动电子设备浪潮的需要。吉野彰谈研发锂离子电池成功的契机时说:“我真正意识到社会具体需要什么样的电池是源于“流行语”。当时portable这个词很流行。后来连带着cordless、wireless这些词也流行了起来。在时代的潮流中,敏锐地察觉到社会真正的需求,我想这是一种像嗅觉一样的东西。“同一时期,美国贝尔实验室获得聚合物锂电池专利,采用软包方式,将锂电池体积进一步缩小。

  锂电池比起之前的镍镉电池,小巧轻便,符合市场便携式、移动化、小型化的需要,从此在摄像机、数码相机、手机、笔记本电脑、MP3等各种电子科技类产品上得到普及,消费电子行业也成了日本的经济支柱之一。

  1995年,微软发布了划时代的Windows95操作系统,IT浪潮汹涌而来,带着IE、Office一路战无不胜,能够说是垄断了操作系统、浏览器、办公软件市场,也极大刺激了个人计算机的销售,所以锂电池也呈现了指数级的增长。1998年日本锂电池年产能4亿支,占据全球90%市场占有率。

  进入21世纪,日本由于内外环境变化、自身战略失误,消费电子产业逐渐衰败,欧美、中韩占据了大部分的市场份额,但日本专注于上游的技术开发和核心零部件环节,众多设备、材料、元器件领域仍占据主导优势。索尼的电池业务逐步落后,最终被收购,而松下的电池业务,在消费电子类和动力电池类持续扩张,收购了特斯拉供应商三洋电机,占据市场前列。

  与此同时,韩国利用财团优势支持进军锂电行业。1998年LG化学成为韩国首个成功量产锂电池的企业,未能在消费电子类突破,后专注于动力电池。1999年三星SDI凭借强大研发实力和下游三星电子终端业务的加快速度进行发展,2010年超越松下登顶消费锂电市场,智能手机时代三星抓住机遇,变成全球销量最高的手机品牌,三星SDI更是稳坐钓鱼台。遗憾的是,在动力电池领域未能把握机会,处于落后地位。韩国第三大财团SK集团子公司SK On于2005年着手开发混合动力汽车用锂离子电池,并于2006年开始生产,成为动力电池的后起之秀。

  世纪之交,中国企业也从镍镉和镍氢电池切换到锂电池行业。2000年比亚迪自主研发出锂电池,借人工加设备的半自动化模式取得了较高的性价比,获得了当时手机巨头摩托罗拉和诺基亚大量订单。1999年陈棠华创立新能源科技公司(ATL),从贝尔实验室获得聚合物锂离子电池专利授权,在2001年解决了鼓包问题成功量产,进入MP3电池领领域,之后陆续获得苹果iPod,iPhone订单。2005年比亚迪磷酸铁锂电池面世,随后多年位居动力电池龙头位置,后因技术路线、战略选择等原因被后起之秀宁德时代反超。而宁德时代正是由ATL创始小组成员曾毓群和老乡兼同学黄世霖牵头成立于2011年,抓住了动力电池行业的机遇。2012年,宁德时代(CATL)成为宝马供应商,并凭此背书陆续拿到全球多家车企电池订单。奉行三元、铁锂并行路线GWh的动力电池销量跃升全球第一,力压松下、LG化学和三星SDI,一直持续到今天。2022年比亚迪自身电动汽车销量全球第一,也带动了电池销售的迅速增加,处于世界第二的位置。

  我认为包括钠离子电池、固态电池在内的新兴电池技术仍层出不穷,储能需求方兴未艾,产业材料体系、结构设计、工艺制造、市场策略的全方位竞争仍将激烈,套用丘吉尔的一句话:“这不是结束,甚至不是结束的开始,而可能是开始的结束。”

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