电池调研报告（精选7篇）_锂电池调研报告
电池调研报告（精选7篇）由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“锂电池调研报告”。
第1篇：太阳能电池调研报告
太阳能电池调研报告
一、太阳能概述随着人类社会的发展，人们对能源的需求也越来越大。目前全世界每年的能源消耗已经达到了4.1 × 1020焦耳，等价于13TW。预计到2050年，世界能源需求将超过现在的两倍，达到30TW；而到本世纪末，需求将达到46TW[1]。相比之下，常规能源的储备已经日益减少，现有常规能源已经完全不能满足人们对能源的需求，如石油只够再用五十年，而煤也只有两百年，新能源的开发已经迫在眉睫。与此同时，化石燃料的使用使得全球环境污染和气候变化问题越来越严重。作为世界上最大的煤炭消耗国，我国的环境污染问题和生态恶化现象都非常严重，所以更需要开发出清洁的可再生能源以缓解这一矛盾。新型能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能等一次能源以及氢能、用于核能发电的核燃料等二次能源[2]。由于新能源的能量密度较小、或品位较低、或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用;但新能源大多数是再生能源。资源丰富，分布广阔，是未来的主要能源之一。目前世界各国都在加紧新能源的开发和利用。和其他新能源相比，太阳能具有总量大、分布广泛、使用时间长、无污染、取之不尽的优点。首先，太阳能的总量十分巨大，仅辐射到地球表面上的就有120,000TW，远远超过人类目前的能源需求（13TW）。据估算，只要地球上0.16%的陆地都铺上效率为10%的太阳能转换系统，就能提供约20TW的能源[1]；其次，太阳能分布极其广泛，处处都有太阳能，可以就地利用，仅我国而言，2/3的地区年辐射总量大于5020MJ/m2、年日照时数在2200小时以上，其中青藏高原多年辐射总量更是高达6670～8374 MJ/m2；从太阳的“寿命”看，再过50亿年太阳才演变为红巨星，可以说太阳能是取之不尽，用之不竭的；此外，太阳能电池可以一次投资而长期使用。最后，相比火力发电、核能发电，太阳能的利用不会产生污染。当然，太阳能也有它自身的缺点。太阳能虽然总量大，能流密度却比较小，1m2面积所能接收到的能量平均只有1kW左右，这就需要比较大的面积来收集太阳能；太阳能的地域分布不均匀，不同海拔、不同纬度的地区接收到的太阳辐射是不一样的；此外，由于昼夜的更替、季节的循环，以及各种天气的变化，太阳能的供应是不稳定的[2]。太阳能的利用方式主要有三种：光电、光热和光化学。光电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，其基本装置就是太阳能电池——光电二极管。当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流；光热转换方式是利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高；而光化学主要指太阳燃料，即利用生物技术和工程，设计出高效的能量转换的植物和生物质，以及合成具有光合作用的分子体系用来制造H2、CH4等化学燃料[1]。
二、太阳能电池原理如图1所示，太阳光照在半导体p-n结上，能量高于半导体禁带宽度的光子会被吸收，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理，只要有光的情况下，就会源源不断地产生电流。理想情况下，开路电压是由n区和p区的费米能级决定[1]
图一 无机太阳能电池的能级原理图[1]
三、太阳能电池分类太阳能电池可以分为无机太阳能电池（Inorganic Solar Cell）、有机太阳能电池（Organic Solar Cell）和光电化学太阳能电池（Photoelectrochemical Solar Cell）。其中，无机太阳能电池又包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaSe、CdTe、CuInSe2、CIGS等太阳能电池。1、硅系太阳能电池。a、单晶硅太阳能电池单结太阳能电池中，单晶硅太阳能电池的转换效率最高，技术也最为成熟。由于硅是间接带隙半导体，对光的吸收弱，至少需要200多微米才能有效吸收入射的太阳光。单晶硅太阳能电池一般是在200~500微米厚的p型硅表面通过扩散形成0.25微米左右的n型半导体层，构成p-n结。为了减少反射，一般表面会腐蚀成倒金字塔型绒面；还有通过厚的氧化物钝化层和减反射涂层来减少反射。目前，单晶硅电池最高转换效率达24.7%，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品就成了一种有效的策略。b、多晶硅太阳能电池。制备多晶硅，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。其它制作工艺与单晶硅太阳能电池相同。多晶硅太阳能电池一般比相同工艺制作的单晶硅太阳能电池效率低，但由于多晶硅的制备对原材料的纯度要求不高，材料的损耗少，相对的耗能少，因此其成本比单晶硅太阳能电池低。2006年，单晶硅太阳能电池的市场份额为38%，多晶硅太阳能电池的市场份额为46%，高于单晶硅太阳能电池。但是，目前相对于常规发电，单晶硅和多晶硅太阳能电池成本仍然较高。c、非晶硅太阳能电池非晶硅中，电子跃迁不必受动量守恒的限制，对光的吸收比晶体硅更有效率，仅数微米的材料就能吸收大部分的入射光。非晶硅太阳能电池一般采用p-i-n结构。非晶硅太阳能电池成本低，便于大面积制备，且可以沉积在柔性衬底（金属薄片和塑料等）上，因此受到人们重视并迅速发展；但其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，强光更是如此，使得电池性能不稳定，限制了非晶硅太阳能电池的应用。解决问题的途径就是制备叠层太阳能电池。目前，非晶硅电池最高转换效率达到13%。如何解决稳定性问题及进一步提高转换效率成为继续研究的关键[3]。2、多元化合物薄膜电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、碲化镉（CdTe）、硫化镉（CdS）及铜铟硒（CIS）薄膜电池等[3]a、III-V族化合物薄膜太阳能电池。砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，III-V族化合物化合物材料都是直接带隙半导体，具有较高的光学吸收系数、十分理想的光学带隙、良好的少数载流子寿命和迁移率。抗辐照能力强,对热不敏感，适合于制造高效单结电池。，目前，世界上转换效率最高的太阳能电池就是GaInP/GaInAs/Ge三结太阳能电池，高倍聚光条件下，转换效率高达40.7%[4]。但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及，现在主要用于空间利用。b、CdTe、CIS薄膜太阳能电池。硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。掺Ga能改变其带隙，使材料光吸收与太阳光谱更好的匹配，铜铟镓硒简称CIGS。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。3、聚合物有机太阳能电池由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。有机太阳能电池和无机太阳能电池的最大区别就是，有机材料受到光激发产生的是束缚的电子-空穴对，即激子。首先要将激子分离，激子一般在材料的界面处发生电荷分离。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。4、燃料敏化太阳能电池1991年，瑞士科学家Michael Grätzel等人在Nature上报道了他们制作的基于染料敏化纳米晶TiO2膜的光化学太阳能电池(DyeSensitized Solar Cell, DSSC)，其能量转换效率达到7.1%~7.9%，在散射光的条件下更是达到了12%，从此开辟了染料敏化太阳能电池这一新领域，并迅速在世界范围内掀起一股染料电池的研究热潮。该种类型的电池优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。目前，其光电转换效率超过11%[5]。DSSC的制作成本只有硅太阳能电池的1/5～1/10，寿命能达到2O年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。
四、太阳能电池新模型制约太阳能电池效率的因素有以下几点：1、能量低于半导体带隙的光子不能被吸收产生电子-空穴对，2、能量高于半导体带隙的光子激发出一对高能电子-空穴对，它们会与晶格相互作用，很快分别驰豫到导带底和价带顶，高于带隙的那部分能量以热的形式散发出去；针对以上两点因素，人们从拓展电池对入射光的吸收以及利用高于半导体尽带宽度的光子能量两方面入手，提出了一些新的太阳能电池模型。1、叠层太阳能电池。叠层太阳能电池就是把不同带隙的子电池堆垛在一起，其中窄带隙的在下，宽带隙的在上。当光向下辐射时，高能光子先被宽带隙子电池吸收，激发出电子和空穴，而低能光子穿过上面的电池被下面的窄带隙子电池吸收、激发[1]。这样就把宽的太阳光谱分割成不同部分吸收，最大限度地利用了不同能量的太阳光，提高了转换效率。同时电池的总电压是各级子电池的电压之和，增加了电池的输出电压值。2、光谱转移：上转换和下转换光谱频移的办法，即利用上转换（up-conversion）和下转换（down-conversion）将太阳的宽波段光谱转换成窄波段的光谱，如图2所示[1]。这样，只要选取合适的半导体材料，就能吸收几乎所有的光，激发出更多的电子和空穴，提高转换效率。针对上转换和下转换，人们分别作了理论和实验方面的研究。经过理论计算人们发现，用上转换器的太阳能电池，其最高理论转换效率在光聚焦下可达63.2%，而在不聚焦时为47.6%；相比之下，采用下转换器的带隙为1.1eV的太阳能电池，其最高理论转换效率在6000K的黑体辐射光谱下可达39.3%。然而，实验上的进展还很缓慢，还没有利用上转换和下转换的太阳能电池的报道。
图二 光谱平移示意图3、可调制的吸收光谱。量子点是指直径在几个纳米，通常包含几十甚至上百个原子的晶体颗粒。量子点的带宽随尺寸的变化而变化，这样就可以通过控制量子点的尺寸来调控它对于太阳光不同波段的吸收，由此就可以利用不同尺寸和不同材料的量子点来设计全波段吸收的太阳能电池。4、中间带和量子阱太阳能电池其基本原理是通过添加中间带或量子阱在电池的导带和价带间增加能级，从而使不同能量的光子都能有效地吸收，激发出更多的电子和空穴。其中，量子阱给电池提供了定域化得能级，而中间带给电池提供了连续的小的能带[1]。
五、太阳能电池发展现状自从1954年第一个可实用性的硅半导体太阳能电池在Bell实验室问世 [1]，太阳能电池就在世界范围内日益发展起来。据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品。图三显示的是1990年到2006年世界太阳能电池生产量的发展情况，2006年已经达到2500MWp的产量[6]。另外，据有关机构统计，2008年，世界太阳能电池产量已达5456MW，组件产量已达6791MW。可以看出目前太阳能电池的发展越来越快。
图三 世界太阳能电池历年生产量[6]目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划, 美国能源部推出国家光伏计划, 计划在单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏组件以及系统性能和工程、光伏应用和市场开发等5个领域开展研究工作。另外美国还推出了“太阳能路灯计划”,旨在让美国一部分城市的路灯都改为由太阳能供电,根据计划,每盏路灯每年可节电 800 度。日本也正在实施太阳能“7万套工程计划”，一个标准家庭可安装一部发电3000瓦的系统，主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备,家庭用剩余的电量还可以卖给电力公司。欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的“尤里卡”高科技计划，推出了“10万套工程计划”。此外，日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家携手合作,在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站,他们的目标是将占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来,为30万用户提供100万千瓦的电能。20世纪90年代以来,全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展。到目前为止，以功率成本($/Wp)划分，太阳能电池已经发展到了第三代，如图四所示。第一代太阳能电池（I）是单晶硅半导体太阳能电池，采用的单晶硅材料是间接带隙半导体，对光的吸收较差，需要数百微米的厚度才能完全吸收太阳光中能量大于其禁带宽度的光波，而且制造太阳能电池需要高纯度的完美晶体材料，其制作工艺相当复杂。目前单晶硅电池的造价为$250/m2，发电成本为$3.5/Wp，已生产出来的产品效率可以达到13%～16%，高效电池可达20%[3]；第二代太阳能电池（II）主要是利用半导体薄膜（非晶硅、微晶硅、GaSe、CdTe、CuInSe2、CIGS等），只要几微米厚的材料就可以满足要求，且可以大面积制备，生产成本较单晶硅低。现有的薄膜电池的发电成本已经降到了约$1/Wp。然而由于光激发部分的成本限制，使得整个光电模块的成本增加，且光电转换效率还需提高，这些都限制了它的应用；第三代太阳能电池（III）就是目前正在研究和开发的先进结构光伏电池，它是通过一些先进的结构，尽可能地提高电池效率和降低电池成本（预计制造成本控制在$100/m2，发电成本控制在$0.20/W，转换效率要达到20%以上），是目前太阳能电池研究中的一个重点和热点方向。[1]图四 光伏电池的功率成本($/Wp)作为模块效率和面积成本的函数[1]下表总结了各种太阳能电池的发展现状类型最高PCE%商业PCE%单晶硅24.7[7]
22.7[7]
优点
缺点及需
要改进
效率高，发成本高，展成熟效率接近
理论极限值成本较单晶硅片晶界硅低脆弱易碎多晶硅20.3[7]15.3[7]非晶硅1310.4[7]
成本低，可不稳定，长在柔性衬长期光照底，大面积下光电效
率大幅衰减效率高，耐设备复高温抗辐射杂，成本性好，带隙高1.42ev直接带隙1.45ev带隙
1.3ev，稳定性好
Cd有毒，Te原料限制In、Se原料限制GaAs25.8[7]/CdTe16.5[7]10.7[7]Cu（InGa）Se219.5[7]13.4[7]GaInP/GaInAs/Ge40.7[4]有机电池5.5//
有很好的高成本较高温特性
成本低廉，效率仍较柔性衬底，低、稳定可大规模生性不佳产成本低廉
效率不高，稳定性较差，仍未规模化根据上表，不难发现，降低成本和提高太阳能电池效率是当今研究的两个主要方向。不同类型的电池研究重点不同，例如对于单晶硅和多晶硅系列电池，进一步提高电池效率比较困难，应考虑降低其成本，而对于新出现的有机电池染料电池，可以进一步优化其结构以提升电池本身效率。染料电池11[5]/六、展望目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段，它的成本还很高，发出1kW电需要投资上万美元，因此大规模使用仍然受到经济上的限制。但是，从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进、各种新型材料的引进以及新颖构造的提出，太阳能电池必将朝着高效率、低成本的方向迈进，再加上其本身丰富的资源，无污染的优良特性，未来必将被人类广泛利用，顶替现金的常规能源。
参考文献：[1] Renée M.Nault, Argonne National Laboratory.“BasicResearch Needs for Solar Energy Utilization”.Report on theBasic Energy Sciences Workshop on Solar Energy Utilization,April 18-21, 2005[2] 罗运俊，何梓年，王长贵.太阳能利用技术/21世纪可持续能源丛书.北京：化学工业出版社，2005年1月[3] 杨德仁.太阳电池材料.北京：化学工业出版社，2007年1月[4] R.R.King, D.C.Law, K.M.Edmondson, C.M.Fetzer,G.S.Kinsey, H.Yoon, R.A.Sherif, and N.H.Karam.“40%efficient metamorphic GaInP/GaInAs/Ge multijunction solarcells”.Appl.Phys.Lett., 2007, 90(183516)：1~3[5] Grätzel M.“Photoelectrochemical cells”.Nature,2001, 414, 338-344[6] 李俊峰，王斯成，张敏吉，马玲娟等.2007中国光伏发展报告.中国环境科学出版社[7] Robert W.Miles, Guillaume Zoppi, and Ian Forbes.“Inorganic photovoltaic cells”.Materialstoday, 2007,10(11)：20～27
第2篇：废旧电池的调研报告样本
有关废旧电池的调
研报告
2020年4月19日 苏州废旧电池乱丢现象探究调查报告
调研时间： 7月6日---7月7日
调研地点：昆山周庄古镇，苏州观前街等
调研对象：实践地点居民、游客、店主等 调研方法：问卷调查、随机采访
调研人员：韩建海、仲帅、盛佳佳、张钰婕
指导老师：张宗
一、调研背景及目的在我们日常生活中，电池是一种必不可少的生活用品，MP3、手电筒、复读机等都需要 使用大量的电池。但用过的废旧电池，大家往往不知道该如何处理都随意乱扔，这样，会对环境造成很大的危害。为此，社会各界有识之士都在呼吁回收。可根据我们的观察和了解，当前回收到的废旧电池无法处理和加以利用，大量堆积，反而会造成集中堆积地的严重污染和扩散。因此，我们就当前对废旧电池如何回收和处理这个问题做了调查，希望能够找出有效可行的处理办法。近期，这一问题又随着中国的某位环保卫士手捧200多块废旧电池这一事件而升温，可是我们使用完的电池又是怎样处理的呢？没有及时处理掉这些废旧的电池会对我们的生活带来什么影响呢？我们又应该怎样正确地处理掉这些废旧电池呢？这些基本的问题都需要去解答，需要让每个人清楚地知道什么是保护环境。没有世界观，方法论将无从谈
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
起，我们当前迫切地需要找到答案来支撑“保护环境”的框架。
问题既从群众而来，答案当向群众去寻。周庄古镇作为苏州的旅游标签之一，每年慕名而来的游客也是络绎不绝，自很多地方，不乏外国友人，而且包含了各个社会阶层，具有典型的代表性，观前街亦是如此，使调查结果更加具有说服力，这样能够尽可能广泛地收集信息，为解释和分析废旧电池乱丢现象以及最后的废旧电池乱丢现象的解决对策做好准备。
面对这样的现状，暑期，由苏州大学应用技术学院学生所组成的一支实践调查队伍针对苏州废旧电池乱丢现象展开一项专项调查探究活动。二、数据分析（一）问卷基本情况
本次调查共下发446份调查问卷，收回调查问卷共446份，问卷的回收率100%。回收后，将每张问卷的结果录入预先设定的问卷星内，利用问卷星系统功能对录入的数据进行图表分析。另外，还采访有关人士39名，让我们更加了解了废旧电池处理的态度与情况。
（二）问卷答题分析
本次实践调研的问卷内容设计根据调研的目的主要为了反映五个方面的内容，因此问卷分析就从五个方面来展示，具体分析如下：
1、您认为现在苏州有关废旧电池回收的宣传力度如何？
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
对于本题的回答，有50.36%的人选择了根本没有注意到，有37.23%的人一般，不大，很少听到，仅有12.41%的人认为苏州有关废旧电池回收的宣传力很大。
您认为苏州地区专门的废旧电池回收点普及吗？
根据数据分析，有将近半数的人对苏州地区专门回收废旧电池的地方不是很清楚，也反映出大部分的人对此没有太多关注，更不没当回事，有37.23%的人认为不多，只有13.14%的人认为比较普遍。
综合分析：能够看出，相对于一些发达国家的城市，我们苏州地区在废旧电池宣传回收力度上，还是不够的。另一方面，专门回收废旧电池地方也不是很多。大多数人虽然对那些显而易见的乱
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
丢废旧电池现象能够嗤之以鼻，可是这些人也有苦衷，虽然知道“小地雷”的危害，附近又没有专门回收的地方，更不可能为一丢几个电池而跑到很远的地方。正是由于这种情况，使得那些人游离于不环保边缘的行为大行其道。
2、您认为不乱丢废旧电池的环保标语和环保监管对居民起作用吗？
从数据中能够很清楚的看出，有75.3%人认为环保标语和环保监督是能对居民起到一定的作用的，这也就说明大多数的居民在看到环保标语时会注意到自身的环保，会自觉地将一些不环保的行为改正。当然，还是有13.08%的居民认为环保标语是完全不起作用的，7.51%的人觉得环保标语监管的作用是微乎其微的，不过也有4.12%旅游者认为环保标语和环保监督是有很大作用的。
综合分析：四分之三的人认为环保标语和环保监管对居民有一定的警示作用，超过半数的受访者表示一般都会意识到废旧电池的5
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
危害。从分析能够看出环保标语和环保监管的必要性，虽然对于范围极大的“废旧电池乱丢现象”来说，管理和督促不能面面俱到，也不能做到完全杜绝，可是能够对居民以警示和提醒作用，让居民注意自己的不好的习惯。因此对于政府相关部门和小区物业来说，一定要加强这方面的宣传管理工作，不要只是走过场、例行公事，要真正地让居民听进去，看进去。
3、您平时购买电池主要的考虑因素是什么？
根据本题的数据，54.01%超过一半的居民会购买环保电池，而37.23%的人表示自己会选购价格低廉的，还有8.76%的居民表示无所谓。
综合分析：一般来说，环保有三个发展阶段，第一个阶段是大家都认识到不环保，可是面对不环保，没有人会出面指出；第二阶段，当遇到不环保现象，周围的人会有人站出来劝说指责；第三个阶段是整个社会共同维护环保。显然，从调查的结果来看，我们正处于第一个阶段向第二个阶段过渡，我们的环保还处于底层阶段，还需要更多的工作来实现环保，实现废旧电池的不乱丢。
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
4、您认为废电池的危害如何?
这一题的数据分析结果显示，有64.23%的居民觉得废旧电池的危
害很大，31.39%的被调查者认为危害一般，同时还有3.65%的被调查者认为废旧电池没有什么危害，有0.73%的被调查者对此不清楚。
综合分析：多数人认为，废旧电池的危害的很大，这表明大部分人已经意识到“小地雷”的可怕，生活中可能会做到不乱丢。但一部分中国人民的环保意识比较差，乱丢废旧电池的现象比比皆是，很多人对于别人的反感置之不顾，我行我素，缺乏羞耻心，缺乏自觉性，这正是个人素质不高的典型表现，由此，科学文化知识教育不松懈的同时，思想道德教育也十分重要，这需要全社会的共同努力。
5、您认为废旧电池回收应该由谁来主导？
这一题的数据，有44.53%的被调查者认为废旧电池回收应该由政府主导，也有33.58%的人认为必须由使用者主导，另外分别有16.06%、5.84%的人认为由民间机构、电池生产商主导。
综合分析：由调查能够看出，70%左右的被调查者认为废旧电池的回收政府等有关，而与使用者没多大关系。其实，这种观点错
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
得离谱，环境是要靠我们每个人来维护的，而不是单靠哪个部门，那个公司就能够的。政府、小区物业等也能够做一些有趣的，警示的广告来宣传“杜绝乱丢废旧电池现象”，来让居民时刻记得道德的界限，逐渐增强居民的环保意识。三、调研结论
中国是电池生产和消费大国，每年有180亿支电池生产量，占世界总量的三分之一。生活中人们几乎每时每刻都离不开电池，如：儿童玩具、复读机、随身听、ＣＤ机、手电、电动剃须刀等。随着电子工业的发展，电子产品急剧增加，电池污染所带来的危害将有增无减。中国当前对废旧电池的管理处于空白，每年报废的电池回收率不足２％。近几年，虽然国民环保意识有所提高，但还是未建立一个完善的回收网络体系。因此，我们认为废旧电池的回收是废旧电池处理的第一步。
我们认为废旧电池回收渠道不畅的原因有以下六点： 1、国家没有相关的政策、法规扶持废旧电池回收处理；
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
2、电池生产企业星罗密布，规模小，工艺技术落后，污染严重，没有能力组织回收工作；
3、国内垃圾处理场的处理工艺有待改进；
4、人们普遍没有意识到废旧电池不当处理对自身的危害； 5、废电池的环境管理是一项复杂的系统工程，涉及到收集、分类、运输、处理等一系列过程，牵扯面广，因此耗费大；
6、电池中所含的金属价值不高，进而可获得的利润有限。
四、针对当前废旧电池处理的现状我们提出以下几点意见：
（一）政府相关部门：
①
以政府名义建立接纳及再利用废电池的责任部门，把全市回收的废电池全部接纳过来。然后提炼可利用物质，使之无害化，并负责宣传回收废电池对防止环境污染的重要作用。如果没有接纳回收废电池的专门机构，群众回收废电池的积极性将会受到打击，因此这一部门极为重要。②
农村乡、镇，特别是村委会也应负责农村废电池的回收工作（农村用电池数量也不少），废电池扔在地头对农村水源直接污染更严重（许多地方饮用井水，因此危害更大）。
③ 政府应从学校教育方面着手，重视环境道德问题，在国民教育体系中给予一定地位，让废旧电池的危害深入学生心中，家长心中，逐渐地能够达到全面有效地提高人们不乱
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
丢废旧电池的意识。
（二）小区物业：
在垃圾箱的地方，专门设立一个废旧电池回收箱，为居民废旧电池的丢弃提供方便，同时号召各自成员积极参加回收废电池的行动中来，把回收废电池活动纳入各团体组织活动的一项经常内容。
（三）居民：
身为一名中国人，应该积极响应国家提出的号召，为中国的环保以及能源等方面做出一些贡献。我们能够自制一个盒子，将它放于家中，或单位等处，以备在电池完全使用后，能够顺手放在里面，积累一段时间后集中处理，避免混于其它生活垃圾中。自觉遵守环保公约，这样不但能为自己创造一个良好的环境，更重要的是能树立起自身形象。
参考文献：
[1]李健，赵乾，崔宏祥。废旧手机锂离子电池回收利用效益分析中国资源综合利用
[2]魏建宏，罗琳，敖小魁，岳文杰。废旧手机电池的回收利用农业环境科学
学报
[3]刘宇明，废旧手机电池的回收与利用，环境保护.2
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
[4]郭廷杰。日本废电池再生利用简介，再生资源研究1999(2)3639
[5]申勇峰，影响球形氢氧化镍的因素分析与控制[J]湿法冶金，21(2)
2020年4月19日
第3篇：锂电池行业调研报告简版
锂电池材料行业调研报告（简版）
17697 阅读 ∙ 4 喜欢 ∙ 0 评论来源：新材料在线一 锂电池材料概述锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成，此外还有电池外壳。
图表 1：锂电池材料构成资料来源：赛瑞研究锂电池产业链经过二十年的发展已经形成了一个专业化程度高、分工明晰的产业链体系。正负极材料、电解液和隔膜等材料厂商为锂离子电池产业链的上游企业，为锂离子电芯厂商提供原材料。电芯厂商使用上游电芯材料厂商提供的正负极材料、电解液和隔膜生产出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品；模组厂商根据下游客户产品的不同性能、使用要求选择不同的锂离子电芯、不同的电源管理系统方案、不同的精密结构件、不同的制造工艺等进行锂离子电池模组的设计与生产。锂离子电池产业链的下游应用包括消费电子产品、电动交通工具和工业储能等，产业链结构图如下：资料来源：赛瑞研究二 锂电池行业生命周期锂电池的容量比高，重量轻，循环次数多，材料环保，被广泛应用在消费电子、动力和储能市场。近年来，随着智能手机的普及以及新能源汽车的兴起，锂电池市场需求快速增长，从业企业、电池产能产量持续增加，从行业生命周期的阶段来看，锂电池行业目前正处于快速成长期。锂电池行业成长期阶段主要呈现以下几个特点：1、需求持续快速提升；2、应用领域不断扩大；3、各项标准、各项工艺尚不统一；4、从业企业不断增加；5、产品价格持续下降；6、规模优势企业逐步体现。
图表 3：锂电池行业生命周期
资料来源：赛瑞研究三 锂电池材料行业市场现状1、正极材料2012-2014年，锂电池正极材料增长主要由手机、平板、移动电源等带动，但历年增速呈下滑态势，由此说明数码市场增速开始趋于饱和。2015年，受新能源汽车动力电池爆发带动，正极材料市场增长强劲，2015年，中国正极材料产量达11.3万吨，同比增长49%。随着新能源汽车需求量的不断快速增加，锂电池需求亦将快速增长，然消费电子领域饱和度提高，锂电池需求增速放缓。整体来看，2016年，中国正极材料产量增速将有所放缓，全年产量将达15万吨。图表 9：2012-2016年中国正极材料产量情况（单位：万吨，%）资料来源：赛瑞研究2、负极材料负极材料技术相对比较成熟，且其集中度较高，产能由日本向中国转移比较明显。目前负极材料以碳素材料为主，占锂电池成本较低，在国内基本全面实现产业化。从区域看，中国和日本是全球主要的产销国，动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。2015 年，全球负极材料总体出货量为11.08 万吨，同比增长29.59%。其中中国负极材料的出货量达到7.28 万吨，同比增长41.1%，占比高达 66%。近几年，随着中国生产技术的不断提高，中国又是负极材料原料的主要产地，锂电负极产业不断向中国转移，市场占有率不断提高。图表 15：2012-2016年中国负极材料产量情况
（单位：万吨，%）
资料来源：赛瑞研究3、隔膜材料从全球锂离子电池隔膜市场来看，目前世界上只有美国、日本、韩国等少数几个国家拥有行业领先的生产技术和相应的规模化产业。2015年，全球隔膜出货量为 15.5 亿平米，同比增长 42.67%，其中湿法隔膜为 9.06亿平，占比58.53%；中国隔膜出货量6.28亿平米，同比增长49.5%，其中，湿法隔膜产量仅为2.38亿平米，同比增长90.5%。中国国产隔膜仍以干法为主，但是湿法出货量增速正在加快。图表 20：2012-2016年中国锂电隔膜材料产量情况（单位：亿平米，%）资料来源：赛瑞研究4、电解液2015年，全球电解液整体产量为11.1万吨，同比增长34.3%；中国电解液产量为6.9万吨，同比增长52.7%；从增长速度来看，中国电解液产量的增长速度明显高于全球。图表 23：2012-2016年中国锂电电解液产量情况（单位：万吨，%）资料来源：赛瑞研究5、供应情况图表 23：主要电池企业关键材料供应商情况
资料来源：赛瑞研究四 锂电池材料技术特点及技术趋势锂离子电池产业需要多项技术整合，包括电化学技术，生产技术、电子技术、材料开发技术等。锂离子电池不仅在理论上需要不断开发，对生产要求也相当高，必须要借助良好的设备和厂房条件以及高素质的技术工人，才能生产出合格的锂离子电池。从原材料的技术壁垒上看，锂离子电池行业技术上隔膜>正极材料>电解液>负极材料。但目前一直阻碍锂离子电池产业化应用发展的战略核心问题是正极材料，一方面正极材料在锂离子电池中所占成本最高，降低正极材料的成本利于锂离子电池推广应用，另一方面正极材料是锂离子电池电化学性能的决定性因素，目前正极材料尚不能完全满足下游电动交通工具和工业储能领域的大规模应用要求。正极材料是锂离子电池最为关键的原材料，不同的正极材料性能各有利弊，根据下游产品的需求，选择的正极材料品种不尽相同。消费类电子产品领域锂离子电池正极材料的性能需求侧重锂离子电池能量密度和安全性，钴酸锂为目前消费类电子产品锂离子电池主要的正极材料；动力电池正极材料的性能需求为高电压、高能量、高功率和宽温度范围，磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料是目前动力锂离子电池正极材料的主要原材料，其中三元材料是未来动力电池正极材料的趋势；在动力电池方面，钛酸锂是新的发展方向。负极材料技术与市场均较为成熟，主要以碳素材料为主，石墨类负极材料在负极材料中处于绝对主流的优势。常规石墨负极材料的倍率性能已经难以满足锂离子电池下游产品的需求。在消费类电子产品方面，需要提高电池的能量密度，以硅-碳(Si-C)复合材料为代表的新型高容量负极材料是未来发展趋势。隔膜的生产技术壁垒最高，市场上的隔膜材料主要是以聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）为主的聚烯烃类隔膜。未来隔膜行业发展趋势是更轻薄、更安全。随着锂离子电池在消费类电子产品、电动汽车等应用领域的快速增长，锂离子电池隔膜要为未来的市场爆发提前布局，需要在产品的性能和品质上有所突破，隔膜未来发展趋势是满足高功率、大容量、长寿命循环和安全可靠等性能要求。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成，在一定条件下，按一定比例配制而成的，其中电解质在电解液成本中比重最大，也是电解液中技术壁垒最高的环节，目前主要被日韩垄断。六氟磷酸锂是目前市场上主要的锂离子电池电解质，目前我国六氟磷酸锂的国产化水平正在快速提高。未来电解液的发展趋势是满足高电压、宽温度范围、安全性更高的性能要求。目前从技术发展方向看，有以下三大趋势：（1）发展电动汽车用大容量锂离子动力电池；（2）开发和使用新的高性能电极材料，尤其是高性能正极材料的开发；（3）进一步降低锂离子电池的成本和提高电池的安全性能。
第4篇：锂离子电池负极材料的调研报告
锂离子电池负极材料的研究进展
摘要： 随着时代的进步，能源与人类社会的生存和发展密切相关，持续发展是全人类的、共同愿望与奋斗目标。矿物能源会很快枯竭，解决日益短缺的能源问题和日益严重的环境污染是对国家经济和安全的挑战也是对科学技术界地挑战。电池行业作为新能源领域的重要组成部分，已经成为全球经济发展的一个新热点本文阐述了锂离子负极材料的基本特性，综述了碳类材料、硅类材料以及这两种材料形成的复合材料作为锂离子电池负极材料的研究及开发应用现状。
关键词：锂离子电池
负极材料
碳/硅复合材料
引 言： 电极是电池的核心，由活性物质和导电骨架组成正负极活性物质是产生电能的源泉，是决定电池基本特性的重要组成部分。本文就锂离子电池的负极材料进行研究。锂离子电池是目前世界上最为理想的可充电电池。它不仅具有能量密度大、无记忆效应、循环寿命长等特点，而且污染小，符合环保要求。随着技术的进步，锂离子电池将广泛应用于电动汽车、航空航天、生物医学工程等领域，因此,研究与开发动力用锂离子电池及其相关材料有重大意义。对于动力用锂离子电池而言，关键是提高功率密度和能量密度，而功率密度和能量密度提高的根本是电极材料，特别是负极材料的改善。
1、锂离子负极材料的基本特性
锂离子电池负极材料对锂离子电池性能的提高起着至关重要的作用。锂离子电池负极材料应具备以下几个条件：
(1)应为层状或隧道结构，以利于锂离子的脱嵌且在锂离子嵌入和脱出时无结构上的变化，以使电极具有良好的充放电可逆性和循环寿命；
(2)锂离子在其中应尽可能多的嵌入和脱出，以使电极具有较高的可逆容量。在锂离子的脱嵌过程中，电池有较平稳的充放电电压；
(3)首次不可逆放电比容量较小；
(4)安全性能好；
(5)与电解质溶剂相容性好；
(6)资源丰富、价格低廉；
(7)安全、不会污染环境。
现有的负极材料很难同时满足上述要求。因此，研究和开发新的电化学性能更好的负极材料成为锂离子电池研究领域的热门课题。
2、选材要求
一般来说，锂离子电池负极材料的选择主要要遵循以下原则：
1、插锂时的氧化还原电位应尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输出电压高；
2、锂能够尽可能多地在主体材料中可逆的脱嵌，比容量值大；
3、在锂的脱嵌过程中，主体结构没有或很少发生变化，以确保好的循环性能；
4、氧化还原电位随插锂数目的变化应尽可能的少，这样电池的电压不会发生显著变化，可以保持较平稳的充放电：
5、插入化合物应有较好的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化并能进行大电池充放电；
6、具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的固体电解质界面膜；
7、锂离子在主体材料有较大的扩散系数，便于快速的充放电；
8、价格便宜，资源丰富 对环境无污染
3、负极材料的主要类型
用作锂离子电池负极材料的种类繁多，根据主体相的化学组成可以分为金属类负极材料、无机非金属类负极材料及金属-无机非金属复合负极材料。
（1）金属类负极材料：这类材料多具有超高的嵌锂容量。最早研究的负极材料是金属锂。由于电池的安全问题和循环性能不佳，金属锂在锂二次电池中并未得到应用。目前金属单质还不具有直接用作锂离子电池负极材料的可行性。锂合金的出现在一定程度上解决了金属锂负极可能存在的安全隐患，但是锂合金在反复的循环过程中经历了较大的体积变化，存储大量的锂时，体积可膨胀到原来的数倍，极大程度的造成电极粉化，电池容量迅速衰减，这使得锂合金并未成功用作锂离子二次电池的负极材料。
（2）无机非金属类负极材料：用作锂离子电池负极的无机非金属材料主要是碳材料、硅材料及其它不同非金属的复合材料
碳材料：碳材料主要包括石墨类碳材料和非石墨类碳材料。
4、锂离子负极材料的研究进展
目前对锂离子电池负极材料的研究主要集中在碳类材料、硅类材料及这两种材料的复合材料。
4.1 碳材料的研究
4.1.1 石墨
碳材料按其结构可分为石墨和无定形碳(软碳、硬碳)。石墨是最早用于锂离子电池的碳负极材料，其导电性好，结晶度高，具有完整的层状晶体结构，很适合锂离子的嵌入与脱出。石墨分为天然石墨和人造石墨。工业上多采用鳞片石墨作为碳负极的原材料。鳞片石墨晶面间距(d002)为 0.335 nm，主要有 ABAB 排列的 2H 型六方晶体结构和 ABCABC排列的 3R型菱形晶面排序结构，即石墨层按两种顺序排列。4.1.2 无定形碳
常见的无定形碳有有机聚合物热解碳、树脂碳和乙炔黑等，前两者前驱体有很多种，如聚氯乙烯、酚醛树脂、糠醛树脂、含有氧异原子的呋喃和含有氮异原子的丙烯腈树脂等。近年来，随着研究的深入，在改善无定形碳材料性能方面也取得了极大进展。研究发现，由晶体生长水热法制备的含微孔的无定形碳球(HCS1具有较好的球形形貌、可控的单分散粒子粒径和光滑的表面，其可逆容量高达 430 mAh/g，首次库仑效率达到 73%，动力学性能比中间相碳微球(MCMB)还好。在进一步的研究工作中，Hu 等发现，利用微乳液作媒介的晶体生长水热法制备的含微孔的无定形碳球(HCS2)具有比 HCS1 更小的微孔。HCS2 具有比 HCS1 还要高的嵌锂容量，其值达到 566 mAh/g，首次库仑效率也提高到83.2%，而且循环性能也非常好。吴宇平、尹鸽平、Schonfelder 等在无定形碳材料改性的研究中发现，在硬碳材料中掺磷，可使其嵌锂特性发生明显改变，有序化程度提高，是提高无定形碳球电极可逆容量和充放电效率的较好方法。4.1.3 中间相碳微球(MCMB)
目前，MCMB 是长寿命小型锂离子电池及动力电池所使用的主要负极材料之一，它存在的主要问题是比容量有些偏低，价格昂贵。除 MCMB外，还有其它形式的由可石墨化碳制得的人造石墨。如石墨纤维和其它复合石墨化碳。冯熙康等通过对可石墨化碳如石油焦等采取掺杂、结构调整或表面修饰并经高温石墨化处理等方法制得的人工石墨，比容量可达到 330~350 mAh/g，具有良好的循环性能和低于 MCMB 的价格。
4.2 硅基材料
锂与硅反应可得到不同的合金产物，如Li12Si17、Li13Si4、Li22Si5 等，其中锂嵌入硅形成的合金 Li4.4Si，其理论容量高达 4200 mAh/g。锂硅合金高的储锂容量引起了广大科研工作者的浓厚兴趣，但以锂硅合金为负极的锂电池并未进入商品市场。一个主要原因是：在充放电循环过程中，Li-Si 合金的可逆生成与分解伴随着巨大的体积变化，会引起合金的机械分裂，导致材料结构崩塌和电极材料的剥落而使电极材料失去电接触，从而造成电极材料循环性能的急剧下降，最后导致电极材料失效。人们主要通过向硅中添加氧化物、制备纳米级硅材料以及构建出活性/非活性复合体系来改善硅材料的性能。
4.2.1 硅单体
硅单体，有晶体和无定形两种形式。作为锂离子电池负极材料，以无定形结构硅的性能较好。S.Bourderau 等研究表明，非晶态或无定形态硅具有较好的充放电容量和循环寿命，他们采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法于 650℃在泡沫镍表面沉积一层 1.2 μm 厚的无定形态硅膜。在 0.10~0.05 V 之间，以 C/2 倍率循环时，其最初三次的放电容量均为 900~1000 mAh/g。但随后容量开始明显下降，20 次循环后其容量降至 200 mAh/g，这可能与集电体发生机械分离有关。最近 Hunjoon Jung 等用 CVD 法沉积了50 nm的无定形硅薄膜，在电压范围为0~3 V 时，最大容量为 4000 mAh/g，但 20 次循环后容量急剧下降。在较低的电压范围 0~0.2 V 下，则循环性能超过 400 次，但放电容量降为 400 m Ah/g。这可能是充电深度降低，材料的体积膨胀也降低，从而提高了循环性能。S.Ohara 等采用真空热蒸发镀膜的方法在金属镍基片上沉积一层 77 nm 的 Si 薄膜，在 2C 倍率充放电循环 750次仍能保持 1700 mAh/g 以上的容量，且与电解液的相容性好。T.Takamura 等进一步研究了更厚(达 1 μm)的硅薄膜的充放电性能，研究表明镍基底的表面粗糙度对其充放电性能有很大影响。
4.2.2 硅薄膜
Bourderau 等采用低压化学气相沉积法(LPcVD)以硅烷为前驱体在多孔镍箔表面制备硅薄膜，其初始比容量达 l000 mAh/g，但 10 次循环后，容量衰减为 400 mAh/g。Maranchi 等采用射频磁电管溅射法
(radio frequency magnetrons Puttering)在铜箔上制备 250 nm厚的非晶硅薄膜，并研究了膜厚度对电极性能的影响。结果表明，250 nm 厚的非晶硅膜具有更好的电化学性能，经过 30 次循环，其比容量接近 3500 mAh/g。SEM观察显示，较薄的膜与铜箔接触更好，使得电极具有更小的内阻。Lee 等发现铜箔的表面形貌对电极性能影响显著：表面粗糙的铜箔上沉积的薄膜电极具有更好的性能，经过 30 次循环其比容量在 1500 mAh/g 以上，优于以平整表面的铜箔作为基底的电极。
4.2.3 纳米硅
用纳米 Si、碳黑、PVDF 按重量百分比为40:40:20 制得复合负极，其工作电压比较平稳，第 10 周的可逆容量仍保持在 1700 mAh/g，是碳材料的 5 倍，循环性远远优于普通硅，将充放电电流密度增大 8 倍后，循环性基本不受影响，表明了这种纳米复合电极优异的高倍率充放电性能。但是纳米材料容易团聚，团聚后的颗粒有可能失去电接触而失效。H.Li 等对几种纳米硅，包括球状纳米硅、线形纳米硅作为锂离子电池负极材料进行了研究，采用 X-射线衍射、拉曼光谱和扫描电镜等测试手段发现：常温下锂离子的嵌脱会破坏纳米硅的晶体结构，生成亚稳态的锂和硅的化合物，并观察到纳米硅颗粒发生团聚，导致电池循环性能下降。
4.2.4 硅的氧化物
由于 Li+与氧生成不可逆相 Li2O，Li2O 为惰性相，增加了材料的首次不可逆容量，但减缓材料的体积变化，使循环性能得到提高。S.H 等研究了几种硅氧化物，包括 SiO0.8、SiO、SiO1.1等作为锂离子电池负极材料，发现随着硅氧化物中氧含量的增加，电池比容量降低，但是循环性能提高。
4.2.5 硅合金
硅与金属复合形成合金存在两种情况：一是金属(如 Ni、Ti)或惰性物质在整个充放电过程中不具有嵌脱锂活性，纯粹起支撑结构作用；二是金属(如金属 Al、Sn、Mg)或惰性物质本身具有嵌脱锂活性，但与硅的电位不同，因此它们的复合将使材料的体积膨胀发生在不同电位下，缓解由此产生的内应力，从而提高材料的循环稳定性。利用高能球磨法制备了纳米 NiSi 合金，首次放电容量达到 1180 mAh/g，20 次循环后容量为 800 mAh/g 以上。嵌锂过程中 Si 与 Li 形成合金，Ni保持惰性维持结构的稳定，从而使 NiSi 合金的循环性能较 Mg2Si 有所改善，但纳米材料的剧烈团聚限制了 NiSi 循环性能的进一步提高。M.Yoshio等用气相沉积法制备了 Mg2Si 纳米合金，其首次嵌锂容量高达1370 mAh/g。
4.2.6 硅/碳复合材料
针对硅材料严重的体积效应，除采用合金化和其它形式的硅化物外，另一个有效的方法就是制成含硅的复合材料，利用复合材料各组分之间的协同效应，达到优势互补的目的，其中硅/碳复合材料就是一个重要的研究方向，它包括包覆型和嵌入型。王保峰等利用高温热解反应，使纳米硅和石墨微粒高度均匀地分散在 PVC 热解产生的碳中，形成一种新型的硅碳复合嵌锂材料。电化学测试表明：该复合材料首次充放电效率约为84%，可逆比容量为 700 mAh/g 左右，30 次循环后容量维持在90%以上。N.Dimov 等采用CVD 法在硅单质表面包覆了一层碳材料，得到平均尺寸为18μm 的颗粒，该材料的比容量(600 mAh/g 以上)比碳材料高，循环性能与碳材料相当，同单质硅相比有很大提高，但是硅在可逆充放电过程中结构还是发生了缓慢的破坏。吴国涛等[24]将硅与石墨或其他碳材料通过球磨方式形成纳米复合物 C1-xSix(x=0、0.1、0.2、0.25)。球磨将减弱石墨的结晶度，减小晶粒尺寸，由于团聚效应，颗粒可能变大。球磨后可逆容量从 437 mAh/g(球磨纯石墨)增加到1039 mAh/g(球磨制备C0.8Si0.2)，增加的可逆容量位于约 0.4 V 附近，20次循环后，C0.8Si0.2 的容量仍保持在 794 mAh/g左右，其循环性能优于采用相同工艺方法制备的M/Si(M 为 Ni、Fe 等金属)。Z.S.Wen 等通过对填入石墨和单质硅的树脂进行高温分解，得到硅碳合成材料，比容量达到 800~900 mAh/g，循环 20次的比容量稳定在 600 mAh/g。该合成物同单质 硅相比，比容量提高，循环性能明显好于单质硅。
4.3.非碳负极材料
4.3.1 氮化物锂-碳材料有良好的可充电性能，锂嵌入时体积变化小，安全性能好，是一种良好的负极材料并早已工业应用，但比容量较低(LiC6为372mAh/g)，碳材料解体会导致容量衰减。因而，人们便设法寻找一些其他的非碳负极材料以替代碳负极材料，从而解决此问题。近几年来，有许多科研工作者对氮化物体系进行了研究。氮化物的合成最早可追溯至20世纪 40~50年代，德国的R.Juza等对此展开了合成与结构方面的研究[1]；而20世纪80年代对Li3N作为固体电解质的研究较多。Li3N有很好的离子导电性，但其分解电压很低(0.44V)，显然不宜直接作为电极材料。而过渡金属氮化物则有好的化学稳定性和电子导电性，锂—过渡金属氮化物兼有两者性质，应适宜作为电极材料。氮化物体系属反萤石或Li3N结构的化合物，具有良好的离子导电性(Li3N电导率为10-3S226;cm-1)，电极电位接近金属锂，有可能用作锂离子电池的负极。目前，人们已研究的氮化物体系材料有属于反萤石结构的Li7MnN4和Li3FeN2，和属于Li3N结构的 Li3-xCoxNoLi7MnN4和Li3FeN2都有良好的可逆性和高的比容量。
4.3.2 金属氧化物碳作为锂离子电池的负极，由于在有机电解质溶液中碳表面形成能让电子和锂离子自由通过的钝化层，这种钝化层保证了碳电极良好的循环性能。然而，也会引起严重的首次充放电不可逆容量的损失，有时甚至能引起碳电极内部的结构变化和电接触不良。另外，高温下也可能因保护层的分解而导致电池失效或产生安全问题，因此，几乎在研究碳负极的同时，寻找电位与Li+/Li电对相近的其他负极材料的工作一直受到重视，如目前主要研究的SnO、WO2、MoO2、VO2、TiO2、LixFe2O3、Li4Mn2O12、Li4Ti5O12等，而其中的SnO材料更是研究中的重点。这是由于锡基氧化物储锂材料有容量密度较高、清洁无污染、原料来源广泛、价格便宜等优点。1997年，Yoshio ldota[2]等报道了非晶态氧化亚锡基储锂材料，其可逆放电容量达到600mAh•g-1，嵌脱锂电位均较低，电极结构稳定，循环性能较好。Nam[3]等用电子束沉积1μm厚的SnO作为薄膜锂离子电池的负极材料，经充放电100次显示容量超出300mAh•g-1。SC Nam等[3]用化学气相沉积法制备出结晶态SnO2薄膜，经循环伏安试验表明，在第1次循环中存在不可逆容量，认为是无定形Li2O和金属锡的生成引起的，在以后的循环中，金属锡作为可逆电极，容量达到500mAh• g-1，并表现出良好的循环性能。4.3.3 金属间化合物锂与金属氧化物的电极反应与锂在碳材料中嵌人-脱出反应不同，前者是Li与其他金属的合金化和去合金化过程，以金属氧化物为负极时，充电过程首次形成的Li2O在负极中可起结构支撑体作用，但又存在较大的不可逆容量。所以，为了降低电极的不可逆容量，又能保持负极结构的稳定，可以采用金属间化合物来作为锂离子电池的负极。但也应注意到，Li-M合金的可逆生成与分解伴随着巨大的体积变化，引起合金分裂。而解决的方法，一是制备颗粒极细的活性材料，使之不能形成大的原子簇，其二是使用滑陛或非活性的复合合金。其中不与Li反应的惰性金属作为基体与导电成分容纳合金组分。在这方面，前人已作了大量的研究。MaoOu等 [4-6]合成了Sn-Fe-I粉末；M.M.Thackeray[7]及D． Larcher等[8]研究了Cu-Sn合金的储锂性质；J.O.Besenhard[9]用固相法合成了多晶Sn-Sb合金，用电解法合成了纳米晶形Sn-Sb合金；J.Yangt[10]、李泓[11]等人在水溶液中分别以NaBH4和Zn粉作还原剂，制得纳米Sn-Sb合金；C.M.Ehrilich[12]等以MM法合成了Sn-Ni合金。Fang•L[13]等研究了非晶形的Sn-Ca合金。结果发现，这些合金的初始储锂量都较大，但循环性能都不甚理想，详见表2。要获得较好的循环性能，则其容量就要降低较多(200mAh/g左右)，且循环区间较为狭窄，使应用受到一定限制。Hirokil S等人[14]用机械合金法(MA)合成Mg2.0Ce。发现25h时MA结晶度为90％，首次容量为320mAh/g。100h时MA结晶度近似为0，首次容量为25mAh/g，但循环性能好。HansuK等[15]研究了Mg-Si合金，发现Mg2Si作负极容量约为 1370mAh/g，电压曲线平坦，但由于大的体积变化导致电极的脱落。Hansu K等人[16]还研究了Mg-N合金，发现Mg75N25在室温下与Li反应，循环性较纯Mg大大改善。Cao.G.S等[17]通过真空熔炼法制备 Zn4Sb3(-C7)，首次容量为581mAh/g。10次循环后容量为402mAh/g。Huang.S.M等[18]制备SiAg合金。其中经50h磨的SiAg电极显示较好的循环性和较小的容量损失，在超过50次循环后，可逆容量为 280mAh/g。Zhang LT等[19]研制出CoFe3Sb12，首次可逆容量为490mAh/g，在10次循环后，可逆容量仍高于240mAh/g。而对Al的有关研究，近年来也有不少报道。根据A1-Li二元相图可知，Al和Li可以形成3种可能的金属间化合物A1Li、Al2Li3和Al4Li9。所以，Al电极的理论最大容锂值是平均每个灿原子吸收2.25个 Li原子，也就是对应着富Li相Al4Li9，其理论比容量为2234mAh/g，远远高于石墨的理论比容量372mAh/g。但以纯Al作负极时，同样存在容量损失大且循环性能差的问题[20]。Hamon等[20]认为纯A1作为锂离子电池负极具有高于1000mAh/g的比容量，是由于锂离子在嵌入、脱出的过程中与Al形成了非晶态的Li-Al合金。而其较差的循环性则是由于Al电极在充放电循环过程中所产生的巨大体积变化而造成的。
同时，Hamon等人也发现，A1箔试样越薄，经充放电循环后，电极的体积变化越小，从而其循环性也越好。这也证实了要解决Li-M合金在可逆生成与分解时所伴随的巨大体积变化而导致电极循环性较差的问题，我们可以制备颗粒极细的活性材料或超薄的薄膜材料。另外，我们也可以采用在能与Li反应的单质金属中添加惰性金属元素制备一些活性或非活性的复合合金以解决此问题。Machill等[21-22]为改善AI电极的循环性能，可以在Al电极中添加一些溶于Al的或者可以和Al形成金属间化合物的金属元素，例如Ni、Cu、Mg等，以改善Li在嵌入负极过程中的扩散速度，从而提高A1电极的循环性能。虽然在Al电极中添加其它的金属元素会导致其比容量和能量密度的减少，但由此带来的循环性能的提高却可以弥补此不足。因此，Al基金属间化合物作为锂离子电池负极材料具有广阔的发展前景。
5、结束语
低成本、高性能、大功率、高安全、环境友好是锂离子电池的发展方向。锂离子电池作为一种新型能源的典型代表，有十分明显的优势，同时有一些不足需要改进，可以预料，随着研究的深入，从分子水平上设计出来的各种规整结构或掺杂复合结构的正负极材料以及相配套的功能电解液将有力地推动锂离子电池的研究和应用。锂离子电池将会是継镍镉，镍氢电池之后，在今后相当长一段时间内，市场前景最好、发展最快的一种电池。随着信息产业和便携式电子产品的迅速发展，锂离子电池的需求量也在逐年快速增长，根据市场分析，锂离子电池未来几年内，在上述领域仍将以每年 10%左右的速度增长。此外，现在锂离子电池的负极研究还涉及锂合金、铝基合金、镁基合金、锑基合金、钛酸盐等方面，但总体说来，现在在这方面的研究还有很多工作要作，需要进一步的研究。
参考文献
[1] 吴宇平, 万春荣, 姜长印.锂离子二次电池.北京: 化学工业出版社, 2004.[2] 尹鸽平,周德瑞,夏保佳等.掺磷碳材料的制备及 其嵌锂行为.电池, 2000, 30(4):147~149.[3] 冯熙康.锂离子在石墨中的嵌入特性研究.电源技 术,1997, 21(40):139~142.[4] 李昌明,张仁元,李伟善.硅材料在锂离子电池中的 应用研究进展.材料导报, 2006, 20(9):34~37.[5] 王保峰, 杨军, 解晶莹等.锂离子电池用硅/碳复合 负极材料.化学学报.2003, 61(10):1572~1576 [6]冯启路，杜啸岚.锂离子电池负极材料的研究[J].2011.7 [7] 李明月，陈科峰.新型锂离子电池材料研究进展[J].化工生产与 术 2010 4.[8] 黄可龙，王兆翔，刘素琴.锂离子电池原理与关键技术[M].化学 业出版社 2008.[9] 郑红河.锂离子电池电解质[M].化学工业出版社 2007.
第5篇：有关废旧电池的调研报告（定稿）
苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
苏州废旧电池乱丢现象探究调查报告
调研时间：2014年7月6日---2014年7月7日 调研地点：昆山周庄古镇，苏州观前街等 调研对象：实践地点居民、游客、店主等 调研方法：问卷调查、随机采访
调研人员：韩建海、仲帅、盛佳佳、张钰婕 指导老师：张宗
一、调研背景及目的在我们日常生活中，电池是一种必不可少的生活用品，MP3、手电筒、复读机等都需要 使用大量的电池。但用过的废旧电池，大家往往不知道该如何处理都随意乱扔，这样，会对环境造成很大的危害。为此，社会各界有识之士都在呼吁回收。可根据我们的观察和了解，目前回收到的废旧电池无法处理和加以利用，大量堆积，反而会造成集中堆积地的严重污染和扩散。因此，我们就目前对废旧电池如何回收和处理这个问题做了调查，希望能够找出有效可行的处理办法。近期，这一问题又随着中国的某位环保卫士手捧200多块废旧电池这一事件而升温，但是我们使用完的电池又是怎样处理的呢？没有及时处理掉这些废旧的电池会对我们的生活带来什么影响呢？我们又应该怎样正确地处理掉这些废旧电池呢？这些基本的问题都需要去解答，需要让每个人清楚地知道什么是保护环境。没有世界观，方法论将无从谈起，我们目前迫切地需要找到答案来支撑“保护环境”的框架。
问题既从群众而来，答案当向群众去寻。周庄古镇作为苏州的旅游标签之一，每年慕名而来的游客也是络绎不绝，自很多地方，不乏外国友人，而且包含了各个社会阶层，具有典型的代表性，观前街亦是如此，使调查结果更加具有说服力，这样可以尽可能广泛地收集信息，为解释和分析废旧电池乱丢现象以及最后的废旧电池乱丢现象的解决对策做好准备。
面对这样的现状，2014年暑期，由苏州大学应用技术学院学生所组成的一支实践调查队伍针对苏州废旧电池乱丢现象展开一项专项调查探究活动。
二、数据分析
（一）问卷基本情况
本次调查共下发446份调查问卷，收回调查问卷共446份，问卷的回收率 苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
100%。回收后，将每张问卷的结果录入预先设定的问卷星内，利用问卷星系统功能对录入的数据进行图表分析。此外，还采访有关人士39名，让我们更加了解了废旧电池处理的态度与情况。
（二）问卷答题分析
本次实践调研的问卷内容设计根据调研的目的主要为了反映五个方面的内容，所以问卷分析就从五个方面来展示，具体分析如下：
1、您认为现在苏州有关废旧电池回收的宣传力度如何？
对于本题的回答，有50.36%的人选择了根本没有注意到，有37.23%的人一般，不大，很少听到，仅有12.41%的人认为苏州有关废旧电池回收的宣传力很大。
您认为苏州地区专门的废旧电池回收点普及吗？
根据数据分析，有将近半数的人对苏州地区专门回收废旧电池的地方不是很清
楚，也反映出大部分的人对此没有太多关注，更不没当回事，有37.23%的人认为不多，只有13.14%的人认为比较普遍。
综合分析：可以看出，相对于一些发达国家的城市，我们苏州地区在废旧电池宣传回收力度上，还是不够的。另一方面，专门回收废旧电池地方也不是很多。大多数人虽然对那些显而易见的乱丢废旧电池现象可以嗤之以鼻，但是这些人也 苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
有苦衷，虽然知道“小地雷”的危害，附近又没有专门回收的地方，更不可能为一丢几个电池而跑到很远的地方。正是由于这种情况，使得那些人游离于不环保边缘的行为大行其道。
2、您认为不乱丢废旧电池的环保标语和环保监管对居民起作用吗？
从数据中可以很清楚的看出，有75.3%人认为环保标语和环保监督是能对居民起到一定的作用的，这也就说明大多数的居民在看到环保标语时会注意到自身的环保，会自觉地将一些不环保的行为改正。当然，还是有13.08%的居民认为环保标语是完全不起作用的，7.51%的人觉得环保标语监管的作用是微乎其微的，不过也有4.12%旅游者认为环保标语和环保监督是有很大作用的。
综合分析：四分之三的人认为环保标语和环保监管对居民有一定的警示作用，超过半数的受访者表示一般都会意识到废旧电池的危害。从分析可以看出环保标语和环保监管的必要性，虽然对于范围极大的“废旧电池乱丢现象”来说，管理和督促不能面面俱到，也不能做到完全杜绝，但是可以对居民以警示和提醒作用，让居民注意自己的不好的习惯。所以对于政府相关部门和小区物业来说，一定要加强这方面的宣传管理工作，不要只是走过场、例行公事，要真正地让居民听进去，看进去。
3、您平时购买电池主要的考虑因素是什么？
根据本题的数据，54.01%超过一半的居民会购买环保电池，而37.23%的人表示自己会选购价格低廉的，还有8.76%的居民表示无所谓。苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
综合分析：一般来说，环保有三个发展阶段，第一个阶段是大家都认识到不环保，但是面对不环保，没有人会出面指出；第二阶段，当遇到不环保现象，周围的人会有人站出来劝说指责；第三个阶段是整个社会共同维护环保。显然，从调查的结果来看，我们正处于第一个阶段向第二个阶段过渡，我们的环保还处于底层阶段，还需要更多的工作来实现环保，实现废旧电池的不乱丢。
4、您认为废电池的危害如何? 这一题的数据分析结果显示，有64.23%的居民觉得废旧电池的危害很大，31.39%的被调查者认为危害一般，同时还有3.65%的被调查者认为废旧电池没有什么危害，有0.73%的被调查者对此不清楚。
综合分析：多数人认为，废旧电池的危害的很大，这表明大部分人已经意识到“小地雷”的可怕，生活中可能会做到不乱丢。但一部分我国人民的环保意识比较差，乱丢废旧电池的现象比比皆是，很多人对于别人的反感置之不顾，我行我素，缺乏羞耻心，缺乏自觉性，这正是个人素质不高的典型表现，由此，科学文化知识教育不松懈的同时，思想道德教育也十分重要，这需要全社会的共同努力。
5、您认为废旧电池回收应该由谁来主导？
这一题的数据，有44.53%的被调查者认为废旧电池回收应该由政府主导，也有33.58%的人认为必须由使用者主导，另外分别有16.06%、5.84%的人认为由民间机构、电池生产商主导。苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
综合分析：由调查可以看出，70%左右的被调查者认为废旧电池的回收政府等有关，而与使用者没多大关系。其实，这种观点错得离谱，环境是要靠我们每个人来维护的，而不是单靠哪个部门，那个公司就可以的。政府、小区物业等也可以做一些有趣的，警示的广告来宣传“杜绝乱丢废旧电池现象”，来让居民时刻记得道德的界限，逐渐增强居民的环保意识。
三、调研结论
我国是电池生产和消费大国，每年有180亿支电池生产量，占世界总量的三分之一。生活中人们几乎每时每刻都离不开电池，如：儿童玩具、复读机、随身听、ＣＤ机、手电、电动剃须刀等。随着电子工业的发展，电子产品急剧增加，电池污染所带来的危害将有增无减。我国目前对废旧电池的管理处于空白，每年报废的电池回收率不足２％。近几年，虽然国民环保意识有所提高，但还是未建立一个完善的回收网络体系。因此，我们认为废旧电池的回收是废旧电池处理的第一步。
我们认为废旧电池回收渠道不畅的原因有以下六点：
1、国家没有相关的政策、法规扶持废旧电池回收处理；
2、电池生产企业星罗密布，规模小，工艺技术落后，污染严重，没有能力组织回收工作；
3、国内垃圾处理场的处理工艺有待改进；
4、人们普遍没有意识到废旧电池不当处理对自身的危害；
5、废电池的环境管理是一项复杂的系统工程，涉及到收集、分类、运输、处理等一系列过程，牵扯面广，因此耗费大；
6、电池中所含的金属价值不高，进而可获得的利润有限。苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
四、针对目前废旧电池处理的现状我们提出以下几点意见：
（一）政府相关部门：
① 以政府名义建立接纳及再利用废电池的责任部门，把全市回收的废电池全部接纳过来。然后提炼可利用物质，使之无害化，并负责宣传回收废电池对防止环境污染的重要作用。如果没有接纳回收废电池的专门机构，群众回收废电池的积极性将会受到打击，所以这一部门极为重要。② 农村乡、镇，特别是村委会也应负责农村废电池的回收工作（农村用电池数量也不少），废电池扔在地头对农村水源直接污染更严重（许多地方饮用井水，因此危害更大）。
③ 政府应从学校教育方面着手，重视环境道德问题，在国民教育体系中给予一定地位，让废旧电池的危害深入学生心中，家长心中，逐渐地能够达到全面有效地提高人们不乱丢废旧电池的意识。
（二）小区物业：
在垃圾箱的地方，专门设立一个废旧电池回收箱，为居民废旧电池的丢弃提供方便，同时号召各自成员积极参加回收废电池的行动中来，把回收废电池活动纳入各团体组织活动的一项经常内容。
（三）居民：
身为一名中国人，应该积极响应国家提出的号召，为我国的环保以及能源等方面做出一些贡献。我们可以自制一个盒子，将它放于家中，或单位等处，以备在电池完全使用后，可以顺手放在里面，积累一段时间后集中处理，避免混于其他生活垃圾中。自觉遵守环保公约，这样不仅能为自己创造一个良好的环境，更重要的是能树立起自身形象。
参考文献：
[1]李健，赵乾，崔宏祥。废旧手机锂离子电池回收利用效益分析中国资源综合利用
[2]魏建宏，罗琳，敖小魁，岳文杰。废旧手机电池的回收利用农业环境科学
学报
[3]刘宇明，废旧手机电池的回收与利用，环境保护2001.2 [4]郭廷杰。日本废电池再生利用简介，再生资源研究1999(2)3639 苏州大学应用技术学院13物流暑期实践调研报告
[5]申勇峰，影响球形氢氧化镍的因素分析与控制[J]湿法冶金，2002，21(2)
第6篇：关于电动汽车的电池技术调研报告
关于电动汽车的电池技术调研报告
引言
随着全球大气环境污染越来越严重，能源紧缺问题日益突出，电动汽车以其环保节能的突出特点，受到各国的重视，电动汽车成为汽车未来发展的趋势。当前电动汽车的热点研究有电机驱动系统，充电机技术，充电谐波分析和充电站监控系统等，其中电动汽车电池技术是最主要的难题。
电动汽车电池及其管理系统现状
电动汽车电池可分为蓄电池与燃料电池，蓄电池主要有铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、钠硫电池。衡量电池的性能参数有电性能、机械性能、贮存性能，其中电性能是电池的主要参数。电池的检测和保养通过电池管理系统实现，电池管理系统(BMS)的主要工作是监控和管理蓄电池组。通过电池管理系统，蓄电池的使用效率可以得到很大提升，使用寿命可以延长，从而达到降低运行成本、提升电池组的可靠性的目的，是电动汽车的核心部件。纵观整个电动汽车的发展过程，出现过多种不同类型的电池，电池的管理系统也因各个国家各个企业不同，目前国内外市场使用最多的电池主要有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。
国内外使用铅酸蓄电池作为电动汽车电源的企业有：吉利汽车控股公司、奇瑞汽车控股公司、美国通用汽车公司、德国奔驰汽车公司等。铅酸蓄电池是市场中使用最广泛的电池，它的优点是：价格低廉、可靠性高、能达到电动汽车的动力性要求。然而它有两大缺点；一是使用寿命短，导致成本高；另一个缺点是比能量低，导致体积和质量很大，且充电单次续航短。另外由于铅是重金属，所以这种电池存在环境污染的问题。
奇瑞汽车控股公司使用的是成新一代阀控式铅酸电池（VRLA），阀控式铅酸蓄电池是普通铅酸蓄电池的改进，正负极板栅用铅钙锡合金铸以减少氢气析出。新一代阀控式密封铅酸蓄电池具有不须维护，允许深度放电，可循环使用等优点，但阀控式铅酸蓄电池仍未能解决铅酸蓄电池比能量和比功率低的问题，其根本原因是金属铅的密度大。在典型的应用中，电池经常工作于一个高倍率部分荷电状态，使用寿命和性能会因此受到严重影响。铅酸电池作为电动汽车电池的未来研究重点是解决比能量低的问题，以及高倍率部分荷电状态时寿命严重缩短的问题。其电池管理系统采用分布式结构，由多个电池模组远程数据采集模块CAN总线和电池管理模块构成，能够管理电池单体均衡充电和扩充接口。首先，通过监测电池的状态，控制整车用电器的适用状态，同时控制发电机的发电功率以及输出电压，并向驾驶员提供蓄电池的状态信息，最大程度的优化整车的电平衡；其次，控制整车静态电流，降低静态电流对于蓄电池电量的损耗，保证车辆停放后可以正常启动的时间，另外，优化蓄电池的充放电状态，延长蓄电池的使用寿命。
美国通用汽车公司的EV1电动汽车由26个铅酸蓄电池供电，放电深度为80%，电池寿命是450个深度放电周期。EVI的电池管理系统包括四个组成部分：电池模块、软件BPM、电池组热系统、电池组高压断电保护装置。EV1电池管理系统的核心是BPM，其功能有：单电池电压检测、电池组电流分流采样、电池组高压保护（保险丝）。EV1的电池管理系统与一般电池管理系统的区别在于，它把系统侧重点放在电池组的可靠性上，其可靠性措施有：电池组高压断电保护装置、手动断电开关、地线绝缘失效检测、自动开关与手动开关连锁。
国内外使用镍氢电池作为电动汽车电源的企业有：东风汽车集团、一汽集团、丰田汽车公司等。镍氢电池是一种碱性电池，不含重金属，因此有“绿色电池”的称号。相对铅酸电池，镍氢电池在能量体积密度方面提高了3倍，在比功率方面提高了10倍。镍氢电池主要有以下特性：①外部温度越低，镍氢电池充满之后保持的电压越高。反之，电压越低。②充电电流越大，镍氢电池自身温度升温越快。③电池充满之后，继续充电，电池电压反而下降。④长时间闲置，自身会消耗内部电量。它的缺点是：高成本，价格是铅酸电池的5-8倍；自放电损耗大；单体电池电压低；对环境温度敏感低温时容量减小和高温时充电耐受性的限制，导致电池组温度管理难度高；不易确切的判定电池的荷电水平，因此降低了蓄电池组的实际使用寿命。
东风汽车集团电动汽车使用的镍氢电池管理电路主要通过主控芯片控制外围电压采集电路、电流检测电路、温度监测电路和UART通讯电路。镍氢电池管理系统能够实现对20组串联电池组中任一单节电池的实时电压进行监控。串联电池组具有大范围(测量电压范围为0—28V)，高精度(测量精度要求达到mV级别)，强实时(测量时间要求达到秒级)等一系列特点，因此必须对20组电池电压进行同时测量，减少实时误差，并通过内部软件校正实现测量精度要求。
国内外使用锂离子电池作为电动汽车电源的企业有：比亚迪汽车公司、万向集团、天津清源电动车辆有限责任公司、天津力神电池股份有限公司、深圳雷天公司、北京嘉捷恒信能源公司技术公司、美国通用汽车公司、德国宝马汽车公司、日产汽车公司等。与镍氢电池相比，锂离子电池具有相对较高的工作电压和较大的比能量，是镍氢电池的3倍。锂离子电池体积小质量轻，电池高能量密度，电池电压较高，电池的自放电小，安全性较高，可满足大电流放电，无记忆效应，循环充放电次数较多，使用寿命长，锂离子对环境友好，绿色环保。电池单个性能指标的数值范围跨度大，其原因是锂离子电池有较多的电极组合，它们在性能上存在一定的差距。目前在电动汽车中，企业应用较多的锂离子电池是磷酸铁锂电池，其热稳定性和安全性较好，同时价格相对便宜。锂离子电池大量应用于电动汽车仍然存在问题，主要是因为多种性能的限制，包括锂离子电池的安全性、循环寿命、成本、工作温度和材料供应。
比亚迪汽车公司采用的电池管理系统为分布式管理系统，有三个模块组成，分别为电池组数据采样模块、电池采样管理模块和电池数据综合分析处理模块。其特点为有效提高采样速度，解决电池组充电不均的问题；能够实现对电池组的实时监控一个电池组采样数据模块；可管理多节电池；电池包的电池数可根据实际应用情况调整，适用范围广泛。
德国宝马汽车公司最新款电动汽车i3，通过专门研发的高压锂离子蓄电池给驱动系统以及所有其它车辆功能供电。这款电动汽车使用的蓄电池再一次奠定了能源效率的新基准。高压蓄电池的智能加热/冷却系统可保证能量输出（和车辆的续航里程）受温度波动的影响小于通常使用的同类蓄电池，有助于提高电池的性能和使用寿命。高压蓄电池的保用期时间长，充电迅速，在8小时之内即可完全充满电。电池管理系统的两种电子控制器电池管理单元和电芯监控传感单元由普瑞提供。电池管理系统的由两部分组成，分别为：电池管理单元和电芯监控传感单元。这两种控制器通过给高压电池进行均匀的充电保证电池的最佳性能。电芯监控传感器对每一个电池单体的电压和温度都会进行实时监控。电池管理单元对监控数据进行处理，从而对不同的电荷状态进行调节，以此保证电池的最佳性能。
电动汽车电池技术的展望
在目前市场上的电池中，锂离子电池具有轻巧方便、比能量高、比功率高、高效环保等优点，已是公认的未来汽车动力电池的不二之选，有进一步研发和大规模应用的前景。但考虑安全性、输出功率、成本等问题，车锂离子动力电池仍处于产业起步期。今后BMS的研究的重点：BMS的高度集成化、通用化；建立一个适合于电动汽车工况的动态特性好、精度高、适用于大电流充放电工况的电池模型；BMS不仅要能够准确估测电池组的SOC，还要具有评估电池组的健康状态和剩余使用寿命的功能；研究电池的优化充放电控制算法；电池组均衡方式向能量非耗散型转变；充电过程中，BMS能够与充电机通讯实现协调控制和优化充电，保障充电快速性和安全性；提高BMS安全性能，包括BMS抗干扰技术、BMS异常及报警技术和电池组热管理技术等。
电动汽车电池系统的最优方案
集中式电池管理系统因无法满足电池的安全性和可靠性要求，采用分布式结构，对各个子系统进行管理，通过CAN总线实现各个子系统的通信连接。系统由状态检测系统和均衡管理系统组成。状态检测系统通过检测电池的电流、电压、温度等电池状态量，对电池的剩余量（SOC）和相应的驾驶里程进行估计。SOC的估计采用安培积分法，用卡尔曼滤波法进行校正。均衡管理系统通过状态检测系统采集的电流、电压信息，判断电池电流、电压的高低，通过均衡模块对每节电池进行均衡。
参考文献
[1] 宋永华，阳岳希，胡泽春 《电动汽车电池的现状及发展趋势》 [2] 黄文杰，陈基 《关于电动汽车电池系统研究》
[3] 陶银鹏，余强，朱德祥《纯电动汽车分布式电池管理系统的设计与实现》 [4] 袁翔 ,黄威等《铅酸蓄电池的充放电均衡方法》 [5] 岳仁超《电池管理系统的研究》
[6] 蔡文浩，林芳，齐乐《电动汽车电池剩余量的估测方法》
[7] 金国栋、黄禹、吴晓明《阀控式铅酸电池在电动车发展中的地位》 [8] 比亚迪公司《铁电池的技术特点和应用前景》 [9] 杨飞《磷酸铁锂动力电池管理系统的研究》 [10]张莹《动力镍氢电池管理系统的研究》
第7篇：电池学习报告
学习报告
学习目的：
了解公司电池产品基本架构，及主要电路工作原理，以便后续工作。
学习内容：
电池基本架构
电池内部的基本架构主要五部分可分为NTC电路部分、PTC电路部分、过放电路保护部分、过充电路保护部分、短路电流保护部分等。
主要工作电路原理
NTC电路部分：电子元件NTC是功率型热敏电阻器。一般串接在主电源回路，电子电路在开机的瞬间会产生很大的浪涌电流，NTC元件能有效的抑制开机时的浪涌电流，保护电器设备免遭破坏而使用的一种新型器件。开机瞬间较大的电流流过NTC元件，NTC元件阻值增大，抑制电流通过后，阻值逐渐下降最小，不会对电路产生影响，从而保护电子电路免受开机电流的冲击
PTC电路部分：它的特点是当温度达到某定值时，其电阻值会显著增加，呈高阻状态，相当于断开回路，而当使温度降低后，它便自动复位导通，恢复至低阻状态，主要用于小功率电子设备的短路及过载保护。当电流急剧增加时，自复保险丝的温度也会在很短时间内迅速上升，阻抗迅速提高，使回路的电流迅速变小，达到保护目的，在回路电流变小后，若导致过流的故障并未排除，回路中仍会保持一定的电流值，该电流会使PTC保持在发热状态，并维持高阻态，待过流故障排除后，温度下降，PTC会自动恢复成低阻抗导体。
过充电路保护部分
在充电过程中，当单体电池的电压在使用时超过电池充电设计的充电电压值时，控制IC电路的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，停止对电池的充电，从而防止电池因过充电而损坏
过放电路保护部分
在放电过程中，当单体电池的电压在使用时降低到电池放电设计的最低电压值时时，控制IC电路的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，立即停止电池放电，从而防止电池因过放电而损坏，短路电流保护部分
在输出短路时，电流增加充放电路中ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增，在控制IC没有及时动作控制关断ＭＯＳＦＥＴ，会出现电路中电流过大烧毁充放电路中ＭＯＳＦＥＴ。所以控制IC有一脚为电流检测脚，在短路情况下，此检测脚电压迅速升高，从而是IC输出信号使充放电控制ＭＯＳＦＥＴ迅速关断，从而实现过电流或短路保护。
达成情况：
基本了解电池主要电路工作原理
建议改善：
后续需加大与研发的沟通，对相关产品RD能开设一些培训，使大家更了解产品。
