旭碳新能源(导电炭黑的分类?)

中亿财经网 gengxing 2023-06-03 14:30:08

1. 导电炭黑的分类?

导电炭黑可以分为油炉法导电炭黑、重油副产导电炭黑、电石乙炔炭黑。炭黑95 %以上用于橡胶制品,炭黑作为导电性材料,特别是乙炔炭黑,主要用于干电池中,在塑料中用作导电性功能填料是一个较新的领域。TFH中亿财经网财经门户

但乙炔炭黑的生产造成的环境污染比较严重,而且乙炔炭黑在橡胶、塑料中的加工性较差,制成品的力学性能也较差。TFH中亿财经网财经门户

合成氨重油造气时副产的导电炭黑,由于其制造成本太高,而且它在塑料中的分散性非常差,使塑料制品的力学性能损失严重,因而不能用作导电材料,其在塑料中的使用价值、用量非常有限。TFH中亿财经网财经门户

油炉法炭黑品种中还没有专用的塑料用导电炭黑,曾列入ASTM D 1765 —96a.“橡胶用炭黑”标准中的N472 (美国Cabot 公司生产的XC - 72) ,是60 年代开发的一种橡胶用导电炭黑,由于它的粒径较大,在塑料中的分散性也较好,是一种良好的塑料用导电炭黑。TFH中亿财经网财经门户

以后德国Degussa 公司开发了Corax L 系列导电炭黑,日本旭碳公司也于60 年代中期开发了一种橡胶用导电炉黑,等等。炭黑工业研究设计院前几年曾开发的橡胶用导电炉法炭黑TD 系列产品是基于降低炭黑粒子的粒径,提高炭黑的比表面积来获得较好的导电性,它们在橡胶中使用时可以借助强劲的剪切力而获得良好的分散,制得导电性好、力学性能好的导电橡胶制品。TFH中亿财经网财经门户

但当将其用于塑料制品时,依然存在力学性能差、使用效果不好的缺陷。TFH中亿财经网财经门户

这同样是由于TD 系列炭黑不能在塑料中TFH中亿财经网财经门户

2. 日本著名化学公司?

1、日产化学(Nissan Chemical)TFH中亿财经网财经门户

Nissan Chemical Corporation(原名:Nissan Chemical Industries, Ltd.)是一家主要从事化学制造的日本公司。该公司运营六个业务部门。化学品部门提供三聚氰胺、硫酸、硝酸和氨等基本化学品,以及特种环氧树脂、阻燃剂和消毒剂等精细化学品。功能材料部门提供展示材料、半导体材料和无机胶体。农化部门提供除草剂、杀虫剂、杀菌剂、植物生长剂和其他农药。药物部门提供用于治疗高胆固醇血症的药物。批发分部从事化工产品的批发业务。其他部门提供肥料,以及从事绿化景观、交通和植物工程业务。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

日产化学2019年度营收和利润继续同比下滑,公司利润率仍维持在较高水平。TFH中亿财经网财经门户

2、关西涂料(Kansai Paint )TFH中亿财经网财经门户

关西涂料是世界十大油漆和涂料生产商之一,为汽车,工业,海运,装饰等行业。关西涂料也在研究新的油漆和涂料技术,开发行业的领导者,"超级硅"屋顶涂料和环保的家居装修涂料,水为基础的工业市场能够涂料;和植物在2006年推出的油漆。产品关西涂料涂在从汽车到建筑物汽水罐邮轮到家电范围。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

近年来随着汽车等相关行业的下行,车用涂料市场也受到影响,关西涂料的营业收入和利润基本保持稳中有降,行业利润率维持在较低水平。TFH中亿财经网财经门户

3、日本立邦涂料控股株式会社(NipponPaint)TFH中亿财经网财经门户

日本涂料控股株式会社是世界知名的涂料制造商,是世界上较早的涂料公司之一,其业务范围广泛,涉及到领域建筑涂料、汽车涂料、一般工业涂料、卷钢涂料、粉末涂料等领域。TFH中亿财经网财经门户

根据立邦涂料最新的2019年报统计,公司在营收微涨的同时,利润进一步下滑,和关西涂料面临相同的发展困境。TFH中亿财经网财经门户

4、日立化成株式会社(Hitachi Chemical)TFH中亿财经网财经门户

日立化学主要从事半导体、液晶显示器用材料、线路板及其材料、有机化学材料和制品、无机化学材料等相关制品的研发和生产。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

日立化学近年来也遭遇着业绩疲软,营收和利润加剧下滑的危机。TFH中亿财经网财经门户

5、DIC株式会社(DIC)TFH中亿财经网财经门户

DIC株式会社(大日本油墨公司)是一家主要从事印刷油墨、有机颜料和合成树脂制造和销售业务的日本公司。该公司运营五个部门。印刷油墨部门从事凹版印刷油墨、胶印油墨和报纸油墨的生产和销售业务。精细化学品部门从事有机颜料和液晶材料的制造和销售业务。聚合物部门从事丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和聚苯乙烯的生产和销售业务。化合物部门制造和销售聚苯硫醚(PPS)化合物、喷墨油墨和树脂着色剂。应用材料部门从事工业胶带和保健食品的制造和销售业务。TFH中亿财经网财经门户

根据立邦涂料最新的2019年报统计,公司营收和利润都进一步下滑,利润率仅为3.1%。TFH中亿财经网财经门户

6、东曹(Tosoh)TFH中亿财经网财经门户

东曹株式会社是一家主要提供化学产品日本公司。该公司经营四个业务部门。石化部门从事烯烃产品、聚乙烯、加工树脂产品和功能聚合物的生产和销售业务。氯碱部门提供苛性钠、氯乙烯单体、氯乙烯树脂、无机和有机化学品、水泥和聚氨酯材料等。功能产品部门提供无机和有机精细化学品、测量和诊断产品、电子材料和功能材料。工程部门从事水处理设备、净水设备和离子交换树脂的制造和销售业务,以及电厂和电气工程的设计和建造业务。该公司还提供运输和仓储服务、检验和分析服务以及信息处理业务。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

2019东曹集团的营收和利润同比略微下降。TFH中亿财经网财经门户

7、三井化学(Mitsui Chemicals)TFH中亿财经网财经门户

三井化学株式会社是一家主要从事生产和销售流动性、医疗保健、食品和包装及基本材料的化学品生产商。该公司经营四个业务部门。流动性部门生产和销售弹性体、功能化合物、功能高分子和聚丙烯化合物。医疗保健部门生产和销售视觉护理材料、非织造布、牙科材料和个人护理材料。食品和包装部门生产和销售涂料和功能材料、功能薄膜、片材和杀虫剂。基础材料部门生产和销售石油化工原料,如乙烯和丙烯、聚乙烯、催化剂、苯酚、高纯度对苯二甲酸、聚酯树脂、聚氨酯材料和工业化学品。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

三井化学在2018年度实现了扭亏为盈,2019年营收略有下降,但利润实现了同比增长。TFH中亿财经网财经门户

8、信越化学(Shin-Etsu Chemical)TFH中亿财经网财经门户

Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.是一家主要从事化学业务的日本公司。该公司经营六个业务部门。聚氯乙烯与化学品部门生产和销售氯乙烯、烧碱产品、氯甲烷和甲醇。硅部门生产和销售有机硅产品。功能性化学品部门生产和销售纤维素衍生物、金属硅、聚乙烯醇和合成性信息素。半导体硅片部门制造和销售半导体硅产品。电子与功能材料部门生产和销售稀土磁体、发光二极管(LED)包装材料、光刻胶、掩模坯料、合成石英产品、液态氟橡胶和薄膜。工艺、商业与技术服务部门提供树脂加工产品、出口技术和工厂等。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

信越化学2019年营收稳中略降,基本保持稳定,2019年信越净利润折合人民币近200亿元,依然保持了巨头应有的水准,而信越保持有较高的利润率,得益于企业的高端功能材料产业。TFH中亿财经网财经门户

9、旭化成(Asahi Kasei)TFH中亿财经网财经门户

旭化成株式会社主要从事材料业务,住房业务和其他业务等。该公司有三个业务部门。材料分部从事的纤维业务包括人造纤维、聚氨酯纤维、无纺布、尼龙66纤维等;化学业务包括石化产品、高性能聚合物、高性能材料和消费品、锂二次电池隔膜、铅蓄电池隔板、混合信号LSI和其他电子业务。住房分部从事房屋业务,如建筑承包、房地产、翻新及其他房屋相关业务,以及建筑材料业务,包括轻质加气混凝土、隔热材料、基础桩、结构材料等。医疗保健分部提供医用药物和诊断剂等医药,从事医疗业务和重症监护业务。该公司还从事工程业务和人员编制等业务。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

2019年旭化成利润出现小幅下滑,公司总体营业收入基本保持稳定。TFH中亿财经网财经门户

10、住友化学(Sumitomo Chemical)TFH中亿财经网财经门户

住友化学株式会社是一家从事综合化学业务的日本公司。该公司经营五个业务部门。石化产品部门提供石化产品、无机化学品和合成树脂加工产品。能源和功能材料部门提供氧化铝产品、添加剂和电池组件。信息电子部门提供光学产品、彩色滤光片和半导体工艺材料。健康和农业相关部门提供农用化学品、化肥、农药、热带传染病控制材料。药品部门提供处方药、放射诊断和其他产品。该公司还从事电力和蒸汽供应、化学工业设施的设计和施工监督、运输和仓储业务以及物理性能分析和环境分析业务。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

住友化学净利润在2017年大增后,2018年出现回落,2019年的利润同比下降43.6%接近腰斩。TFH中亿财经网财经门户

11、东丽工业(Toray Industries)TFH中亿财经网财经门户

东丽株式会社是一个多元化的集团。该公司经营五个业务部门。纺织分部生产、加工和销售纺织品和服装产品。功能性化学品分部生产和销售树脂和树脂模塑产品、薄膜和薄膜加工产品、合成纤维/塑料原料、精细化学品、电子信息材料和印记材料。碳纤维复合材料分部提供碳纤维、相同的复合材料和相同的模塑产品。环境工程分部承担综合工程等。生命科学分部生产和销售药品和医疗器械。该公司还从事与服务相关的业务,如分析、调查和研究。TFH中亿财经网财经门户

注:2019年数据为四季度财报累积值TFH中亿财经网财经门户

东丽工业从2016年开始出现利润下滑一直延续至今,2019年企业更是首次出现了营收和利润双降的局面。TFH中亿财经网财经门户

12、大金工业(daikin)TFH中亿财经网财经门户

大金工业株式会社是一家从事空调、冰箱、化学品、油机和特殊用途产品制造业务的日本公司。该公司运营两个业务部门。空调和冰箱部门制造、建造和销售住宅、商业和船用空调和冰箱产品。化工部门从事化学产品的生产和销售业务,如碳氟化合物气体、氟树脂和化学机械。该公司还从事石油机械业务、特种机械业务和电子系统业务。TFH中亿财经网财经门户

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大金工业2019年营收继续保持稳定增长,利润同比微降,但利润折后依然破百亿人民币。TFH中亿财经网财经门户

13、三菱化学(Mitsubishi Chemical)TFH中亿财经网财经门户

三菱化学控股株式会社是一家主要从事功能产品、医疗保健和材料业务的日本公司。该公司通过四个业务部门运营。功能产品部门主要从事功能材料业务和功能化学业务。功能材料业务的产品包括电子显示器、高性能薄膜、高性能模塑材料、环境解决方案和生活解决方案。功能性化学品业务产品包括高功能聚合物、高功能化学品和新能源。化学品部门从事甲基丙烯酸甲酯(MMA)业务、石化业务和碳业务。工业气体部门从事工业气体的制造和销售业务。医疗保健部门提供药品、诊断产品和临床检验服务。该公司还从事工程业务。TFH中亿财经网财经门户

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三菱化学2019年营收稳中有降,2018年的百亿利润在2019年惨遭腰斩。TFH中亿财经网财经门户

14、伊藤忠商事株式会社(Itochu)TFH中亿财经网财经门户

ITOCHU Corporation是一家贸易公司。该公司通过纺织公司部门,机械公司部门,金属与矿产公司部门,能源与化工公司部门,食品公司部门,信息和通信技术(ICT)、通用产品和真实公司部门以及调整和淘汰部门等开展业务。纺织公司部门包括服装部1、服装部2、品牌营销部1和品牌营销部2。其机械公司部门包括工厂项目部、船舶与航空部、汽车部及工程机械与工业机械部。金属与矿产公司部门包括金属矿产资源部及煤炭、核燃料和太阳能部,以及钢铁业务协调部。能源与化工公司部门包括能源部和化学部。它提供木材、木纤维板和建筑材料等各种产品。TFH中亿财经网财经门户

伊藤忠集团2019年业绩稳定,利润稳中有升,净利润折人民币335亿元,营收折人民币7000多亿。TFH中亿财经网财经门户

3. 碳纤维成分代号?

碳纤维TFH中亿财经网财经门户

含碳量在95%以上的新型纤维材料TFH中亿财经网财经门户

碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维外柔内刚,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。TFH中亿财经网财经门户

碳纤维TFH中亿财经网财经门户

由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合,制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。TFH中亿财经网财经门户

简史TFH中亿财经网财经门户

1879年爱迪生曾用纤维素纤维,如竹、亚麻或棉纱为原料,首先制得碳纤维并获得专利,但当时制得的纤维力学性能很低,工艺也不能工业化,未能获得发展。TFH中亿财经网财经门户

20世纪50年代初,由于火箭、航天及航空等尖端技术的发展,迫切需要比强度、比模量高和耐高温的新型材料,另外,采用前驱纤维为原料经热处理的工艺可制得碳纤维连续长丝,这一工艺奠定了碳纤维工业化的基础。40多年来,碳纤维经历的重大技术进展如下:TFH中亿财经网财经门户

20世纪50年代初,美国Wright-Patterson空军基地以黏胶纤维为原料,试制碳纤维成功,产品作火箭喷管和鼻锥的烧蚀材料,效果很好。1956年美国联合碳化物公司试制高模量黏胶基碳纤维成功,商品名“Thornel—25”投放市场,同时开发了应力石墨化的技术,提高碳纤维的强度与模量。TFH中亿财经网财经门户

20世纪60年代初,日本进藤昭男发明了以聚丙烯腈(PAN)纤维为原料制取碳纤维的方法,并取得了专利。1963年日本碳公司及东海电极公司用进藤的专利开发聚丙烯腈基碳纤维。1965年日本碳公司工业化生产普通型聚丙烯腈基碳纤维成功。1964年英国皇家航空研究中心(RAE)通过在预氧化时加张力试制出高性能聚丙烯腈基碳纤维。由Courtaulds公司,Hercules公司和Rolls—Royce公司采用RAE的技术进行工业化生产。TFH中亿财经网财经门户

1965年日本大谷杉郎首先制成了聚氯乙烯沥青基碳纤维,并发表了先驱性的沥青基碳纤维的研究报告。TFH中亿财经网财经门户

1969年日本碳公司开发高性能聚丙烯腈基碳纤维获得成功。1970年日本东丽(Toray Textile Inc.)公司依靠先进的聚丙烯腈原丝技术,并与美国联合碳化物公司交换碳化技术,开发高性能聚丙烯腈基碳纤维。1971年东丽公司将高性能聚丙烯腈基碳纤维产品(Torayca)投放市场。随后产品的性能、品种、产量不断发展,至今仍处于世界领先地位。此后,日本东邦、旭化成、三菱人造丝及住友公司等相继投入聚丙烯腈基碳纤维的生产行列。(见聚丙烯腈基碳纤维)TFH中亿财经网财经门户

1970年日本吴羽化学工业公司采用大谷杉郎的专利,首先建成年产120t普通型(GPCF)沥青基碳纤维的生产厂,1978年产量增到240t。该产品被用作水泥增强材料后,发现效果很好,1984年产量增至400t,1986年再次增加到900t。1976年美国联合碳化物公司生产高性能中间相沥青基碳纤维(HPCF)成功,年产量为113t,1982年增至230t,1985年增至311t。TFH中亿财经网财经门户

1982年起,日本东丽、东邦、日本碳公司、美国Hercules、Celanese公司、英国Courtaulds公司等,先后生产出高强、超高强、高模量、超高模量、高强中模以及高强高模等类型高性能产品,碳纤维拉伸强度从3.5GPa提高到5.5GPa,小规模产品达7.0GPa。模量从230GPa提高到600GPa,这是碳纤维工艺技术的重大突破,使应用开发进入一个新的高水平阶段。TFH中亿财经网财经门户

1981年起沥青科学取得重大进展,开发出几种调制中间相沥青的新工艺,如日本九州工业试验所的预中间相法,美国EXXON公司的新中间相法,日本群马大学开发的潜在中间相法,促进了高性能沥青基碳纤维的开发。随后日本三菱化成化学公司、大阪煤气公司、新日铁公司陆续建成一批不同规格的高性能碳纤维生产厂。其特点是模量增高的同时也增高强度。20世纪80年代是沥青基碳纤维的兴旺发展时期。TFH中亿财经网财经门户

黏胶基碳纤维自20世纪60年代中期以后没有发展,仅生产少量产品供军工及特种部门使用。TFH中亿财经网财经门户

工艺TFH中亿财经网财经门户

现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法,所用3种原料纤维的组成、碳含量等见表。TFH中亿财经网财经门户

制造碳纤维用的原纤维名 称化学组分碳含量/%碳纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90TFH中亿财经网财经门户

采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),碳化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。TFH中亿财经网财经门户

另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不连续的短切碳纤维,最大长度可达50cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维,易石墨化,力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。(见气相生长炭纤维)TFH中亿财经网财经门户

分类及命名TFH中亿财经网财经门户

现在碳纤维的主要产品有聚丙烯腈基,沥青基及黏胶基3大类,每一类产品又因原纤维种类、工艺及最终碳纤维性能等不同,又分成许多品种。“碳纤维”一词实际上是多种碳纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。TFH中亿财经网财经门户

20世纪70年代末期,国际理论与应用化学联合会(IUPAC)曾对炭纤维的分类和命名作了规定。首先用PAN(聚丙烯腈),MP(中间相沥青)及VS(黏胶)表示碳纤维的类别,再以小写英文字母表示热处理温度如lht(表示热处理温度,低于1400℃),hht(热处理温度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符号(如HT表示高强、HM高模、SHT超高强、HTHS高强高应变、IM中模及UHM超高模等)。同时指出,聚丙烯腈基,黏胶基及普通型沥青基碳纤维均属难石墨化的聚合物炭,而中间相沥青基炭纤维及气相生长的碳纤维是易石墨化碳。TFH中亿财经网财经门户

在第三次国际碳纤维会议上(1985年,伦敦),曾建议按力学性能将碳纤维分成下列5级。TFH中亿财经网财经门户

超高模量级(UHM):模量在395GPa以上;TFH中亿财经网财经门户

高模量级(HM):模量在310~395GPa间;TFH中亿财经网财经门户

中模量级(IM):模量在255~310GPa间;TFH中亿财经网财经门户

超高强度级(UHT):强度在3.5GPa以上,TFH中亿财经网财经门户

模量在255GPa以下;TFH中亿财经网财经门户

高强度级(HT):强度达3.5GPa。TFH中亿财经网财经门户

这两种分级法都有不足之处。现在高性能碳纤维产品分类由制造商自行标明:原纤维种类、单丝孔数、直径、排列方式(如平行、缠结、加捻等),有无表面处理(及其种类),有无上浆(及浆剂种类)等。一些重要的高性能商品名称及性能,可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。TFH中亿财经网财经门户

4. 2000年前谁发明了锂电池?

北京时间10月9日下午,瑞典皇家科学院宣布将2019年的诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫,M·斯坦利·威廷汉和吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂电池领域所作出的贡献。这可以说是诺贝尔奖离汽车行业最近的一次,甚至可以说是日渐普及的电动车将这三位科学家推上了诺贝尔奖的位置。TFH中亿财经网财经门户

看到这,可能有人会质疑,电动车的电池正是目前限制电动车发展的最大掣肘,现在市面上的电动车续航能力依然远远比不上燃油车,从iPhone流行至今,我们的手机还是每天都得充电,这么多年来锂电池的技术好像也没什么突破性进展,怎么就把诺贝尔化学奖给他们了呢?TFH中亿财经网财经门户

习惯性迟到的诺贝尔奖TFH中亿财经网财经门户

站在如今这个年代,我们已经对锂电池习以为常了,但是时间回到30年前,当我们普遍还在用着不可充电的干电池的时候,当国内罕见的大哥大还在用着镍氢充电电池的时候,我们现在所用的大部分锂电池技术,其实就已经被发明了。TFH中亿财经网财经门户

1973年,第四次中东战争打响,石油输出国组织(OPEC)宣布石油禁运,暂停出口,造成了第一次石油危机,美国、英国和日本等发达国家意识到了摆脱石油依赖的迫切需求,纷纷开始动用国家力量投入电池的研究,因为电池不仅可以代替石油成为汽车的能量来源,而且可以成为风能、太阳能等可再生能源的储能装置。当时,全球的化学家们普遍认为石油正在消耗殆尽,研发电池的热情空前高涨。TFH中亿财经网财经门户

首先取得突破的,是当时任斯坦福大学博士后助理的M·斯坦利·威廷汉。他发现在室温条件下可以以电化学的方式将锂原子从一极转到另一极,并且不会对两极造成太大的损害。他借用化学中的嵌入概念解释了这个使电池具有可充电能力的过程,在科学界引起了巨大的反响。随后石油巨头公司埃克森向他抛出了橄榄枝,为他成立了专属的实验室,威廷汉在实验室中成功合成了锂铝合金,制造出了一种体积小、功能强的负极,并以硫化钛作为正极材料。1977年,埃克森将威廷汉发明的电池推向了市场,这种小型电池被用在了太阳能手表上。TFH中亿财经网财经门户

威廷汉的发明确定了锂电池发展的可行性,也为其他科学家指引了前进的方向。1976年,当时已经54岁的约翰·B·古迪纳夫从MIT的林肯实验室跳槽到了牛津大学化学系担任无机化学实验室主任,研究方向从固体物理一下变成了电池。谁也没想到,就是这样一位姓Goodenough(足够好)、参加过二战、半路出家的科学家,实现了一次又一次锂电池技术的突破。我们现在在用的所有种类的锂电池,几乎都与他有关。TFH中亿财经网财经门户

从转行研究电池开始,古迪纳夫就一直在寻求创造一种比威廷汉发明的电池储能更强的电池。在经过4年的研究之后,古迪纳夫研制出了锂钴氧化物(钴酸锂),代替硫化钛作为正极时,这种电池具有更高的充放电电压,可以储存更多的能量。当时的古迪纳夫还不知道,他所发明的这种新电池正极,将被电子产品广泛应用,带来了便携式移动电话和笔记本电脑的时代,完全改变了我们的生活方式。牛津大学甚至不愿帮他为这项技术申请专利,至今他也未曾从这项发明中获利。TFH中亿财经网财经门户

古迪纳夫虽然姓Goodenough,但他似乎从来没有觉得自己在锂电池领域取得的技术已经Goodenough。在发明了锂钴氧化物之后,1981年,古迪纳夫又与团队中的一个南非人萨克雷共同发明了尖晶石型锰酸锂,这种新材料比钴酸锂更加便宜、安全性更好。1995年,古迪纳夫在反复测试尖晶石的各种配方之后,发现铁和磷的组合最为稳定,由此发明的磷酸铁锂电池能量密度比锰酸锂电池更高,而且比钴酸锂电池更加安全。再后来,2000年左右,当初古迪纳夫团队中的那个南非人萨克雷又发明了NCM镍钴锰三元锂电池,进一步将电池技术推向新的高度。已经97岁高龄的古迪纳夫是诺贝尔奖历史上最年长的得奖者,但是他却从未停止过锂电池相关的研究工作。7年前,他开始了固态电池的研究,希望能与当年发明钴酸锂正极一样,再一次改变世界。TFH中亿财经网财经门户

虽说古迪纳夫是钴酸锂电池技术的奠基人,但是在钴酸锂电池改变世界的过程中,日本科学家吉野彰的功劳可能还要更大一些。1990年,在经过10年的研究之后,时任日本旭化成公司研究员的吉野彰成功地用碳替代了锂合金作为电池的负极,结合古迪纳夫的钴酸锂正极,这种电池有了更好的安全性,大大减少了起火的风险。因为这种电池里不含金属状态的锂,所以也被称为锂离子电池。根据吉野彰的研究,1991年索尼正式推出全球首款商用的锂离子电池。随后,索尼又将碳正极换成了石墨烯,使得电池的安全性、能量密度和循环寿命都有了提升,并且规定了18650的电池外形尺寸,沿用至今。TFH中亿财经网财经门户

由此可见,假如没有他们三人和以他们为代表的那些默默钻研锂电池技术的科学团队,如今的移动互联网时代可能都不会到来,因为手机和电脑可能要背着大大的电池,并且续航能力可能比现在还差,谁还愿意带着它们到处跑。我们现在可能也不必再去争论电动车是否是未来大趋势,更没有什么特斯拉、什么新势力造车这些专门做电动车的企业,大家可能都去研究燃料电池汽车或天然气汽车去了。TFH中亿财经网财经门户

如今,全球锂电池行业规模已经接近500亿美元,并且正以每年10%以上的速度增长,锂电池已经深入家家户户,为我们的生活提供服务。锂电池技术获得诺贝尔奖,约翰·B·古迪纳夫,M·斯坦利·威廷汉和吉野彰三位科学家获得诺贝尔奖,绝对是实至名归。至于为什么到现在才给他们颁奖,除了新技术需要经过长时间验证证明其贡献价值,所以诺贝尔奖“习惯性迟到”的因素外,电动车普及大趋势的推动作用也不可忽视。2020年将是世界主流车企集体发力电动车的一年,研发初衷就是为了替代石油的锂电池,终于承担起了最重要的历史使命,在这个时候颁奖,无疑也是“政治正确”的体现。TFH中亿财经网财经门户

动力电池技术仍处于“量变”阶段TFH中亿财经网财经门户

当然,开头提到的“这么多年来锂电池技术没有突破性进展”的说法也是成立的。我们的手机电池似乎总是不够用,电动车依然不适合跑长途,锂电池似乎还不能完全胜任它应该做的工作。TFH中亿财经网财经门户

过去的很长一段时间,锂电池的主要市场在消费电子领域,钴酸锂电池良好的性能使得企业缺乏开发和应用新电池技术的动力,在原有技术基础上小幅提升能量密度、增大电池容量、加快充电速度已经基本能够满足消费者的需求了,根本不需要革命性的突破,也不会影响电子产品的销量。没有多少人会因为iPhone续航差而不买,为什么还要投入大量资金去大幅改进电池呢?TFH中亿财经网财经门户

而在汽车领域,此前很长一段时间,电动车都是作为传统车企的备用技术路线而存在,没有市场的需求,电池技术从发明到应用的过程进展十分缓慢。90年代发明的磷酸铁锂电池直到2006年才被比亚迪用到概念车F3e上,当时的电池组能量密度大概是103wh/kg,两年后比亚迪首款插电混动车F3 DM才成为全球首款应用了磷酸铁锂电池的量产车。2006年发布的特斯拉Roadster用的则是技术更早的18650钴酸锂电池,电池组能量密度118wh/kg(电芯能量密度可达211wh/kg,但是热管理系统过于复杂)。2010年日产聆风使用的是锰酸锂电池,电芯能量密度为157wh/kg,电池组放弃了主动热管理系统只用风冷,也只获得了107wh/kg的能量密度。同年,雪佛兰沃蓝达首次用镍钴锰三元锂电池,电芯能量密度为150wh/kg,电池组能量密度却仅有94wh/kg。2012年,特斯拉第一代Model S才开始转用技术更新的18650NCA镍钴铝三元锂电池,电芯能量密度提升至250wh/kg。TFH中亿财经网财经门户

随后全球电动车市场开始起飞,市场需求不断扩大,比亚迪逐步将价格较低、安全性较好的磷酸铁锂电池发扬光大,而具备更高理论能量密度的三元锂电池也由特斯拉一路“带货”,锂电池在汽车领域才展现出了较快的发展趋势。2016年特斯拉发布Model3时宣布换用21700NCA镍钴铝三元锂电池,电芯能量密度达到了300wh/kg,只用了短短4年,三元锂电池的能量密度就已经接近业内预测的极限值350wh/kg。另一方面,比亚迪计划在近两年将磷酸铁锂电池的能量密度提升至160wh/kg,并且成本再降低30%。TFH中亿财经网财经门户

随着电动车市场和锂电池产业规模的不断扩大,汽车企业终于有了快速应用新电池技术的动力,电池前沿技术的研究速度也将被加快,科学界有望重拾石油危机时期对电池的研发热情。古迪纳夫7年前就开始研究的固态电池技术,应该不用再等上二三十年就可以被批量应用了。围绕电池的相关技术,如电池管理技术、快充技术等也正在快速发展。我们正在经历电动车技术的“量变”,别着急,有政策和市场的双重推动,相信“质变”将很快到来。TFH中亿财经网财经门户