锂电成本分析-锂电砂磨机的应用

   导读：本文主要分析了锂电作为新能源汽车原料的成本分析，以及砂磨机在锂电上的应用。

   在社会的不断发展中伴随着日益严重的环境问题，针对环境问题国家在政策上推行了一系列环保政策。

   在汽车行业，国家为了推动新能源环保汽车的发展，不但为新能源汽车提供了国家和地方两级财政补贴，还免除新能源汽车的购置税，并且在北京、上海、天津等实行汽车号牌限制措施的地区，还实行新能源汽车不限牌等措施，国家为支持新能源汽车的发展可谓是不遗余力。

   目前新能源汽车面临的问题是，第一、国家虽然有政策支持但这只是短期的，并不能保证新能源汽车产业的健康发展，最终还是要进行市场化运作，进入良性循环之中才能实现可持续发展。第二，最大的问题-价格因素，以比亚迪的秦插电式混合动力汽车为例，除去国家补贴，免去购置税和购买号牌的费用后，落地价格仍然达到16－17万之间，而纯电动汽车的价格更是高达20万以上。在这个价位上人们完全可以选择安全配置更高，舒适性更好的燃油车辆，因此一旦国家补贴退出，新能源汽车的价格进一步上涨，新能源汽车的发展如何，仍然是一片迷茫。

   而对新能源汽车成本影响最大的是锂电池储能系统，目前汽车上采用较多的为圆柱形的电池，圆柱形电池的成本主要受尺寸和电极厚度，以及材料的选择和生产规模等因素的影响，但是目前通过提升圆柱形电池的尺寸和增加电极厚度的方式来降低成本已经收效甚微，而方形电池在降低成本方面则还有很大的潜力可以挖掘。

   为了对锂离子电池的生产成本进行深入的分析，人们开发出了众多的模型，其中最为著名的为美国阿贡国家试验开发的BatPaC模型，该模型采用了多种的电池组结构和电池的化学成分，能够计算电池组每kWh的成本，生产规模可以从基础到10万组电池组／年进行设定，利用该模型人们发现降低SEI膜的成膜周期和替代昂贵的溶剂，提高锂离子电池电极的厚度，提升锂离子电池的容量都可以降低单位能量的成本。

   美国卡内基梅隆大学的RebeccaE． Ciez与他的同事J．F． Whitacre利用基于BatPaC的成本模型分析了圆柱形电池和方形电池的成本情况，发现在目前的技术水平下，圆柱形进一步降低成本的空间很小，而方形电池则有很大的潜力去降低锂离子电池的成本。

   根据模型分析，影响锂离子电池成本的主要包含材料、设备、辅助设备、维护、人力、能源、建筑等因素，利用上述模型分析可以发现同样采用70微米电极和2GWh产量时，LMO材料的电池的单只成本是最低的，但是要考察每KWh的成本时，LMO材料反而要比NCA和NCM材料成本更高，LMO的成本约为440＄／KWh，而NCA和NCM的成本则为276＄／KWh和243＄／KWh左右。而电极的厚度和电池的尺寸对电池的成本影响最为明显，提高电池的厚度可以显著的降低电池的成本，增大电池的尺寸，也能明显的降低电池的成本。

  结论，锂离子电池的材料对其成本具有重要的影响，虽然提高产量有助于降低生产成本，但是当年产量超过1GWh时，提升产量带来的成本降低就会非常轻微。电池结构成本也会对锂离子电池成本产生显著的影响，采用方形电池，由于设计的灵活性，可以大幅度的降低生产成本。

  砂磨机在锂电上的应用，目前砂磨机在锂电上主要的应用是锂电正极材料磷酸铁锂的研磨，由于磷酸铁锂在锂电正极应用当中细度要求比较高一般用的的研磨设备是纳米砂磨机。 

  制备磷酸铁锂的方法有高温固相法、碳热还原法、水热合成法、液相共沉淀法等方法。目前国内外已经能实现磷酸铁锂电池量产的合成方法均是采用高温固相法。

  高温固相法制备磷酸铁锂电池材料通常是需要砂磨机经过长时间的混合磨料，以及较长较长时间的热处理。

  磷酸铁锂正极材料具有循环性能好、比容量高、安全性能好以及原料来源广、价格低廉的特点，是下一代动力锂离子电池的首选材料。随着锂离子电池越来越广泛的应用，磷酸铁锂正极材料日益受到人们的关注，国内外关于其结构性能以及制备改性研究已经取得了巨大的发展，但对其制备改性研究仍将是以后的研究重点。

  除了磷酸铁锂以外，现在还有一种纳米材料可以应用到锂电池上——石墨烯。石墨烯各项应用还在研发阶段，但相信在不久的将来锂电成本随着科技的发展会得到很好的解决，让我们拭目以待！