一 : 锂电池的种类

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锂电池种类介绍

在数码产品中，无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑，电池都占有十分重要的地位。［www.61k.com）时值今日，市场上正在销售的数码产品中，所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。也许是由于电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命，所以人们对锂电池的认识并不统一，在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。因此，懂得一点锂电池的知识，掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。

锂电池的种类：

目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池（LiB)和聚合物锂离子电池（LiP）两种。所以在许多情况下，电池上标注了Li-ion的，一定是锂离子电池。但不一定就是液体锂离子电池，也有可能是聚合物锂离子电池。

锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了，但锂是一种高度活跃（还记得它在元素周期表中的位置吗？放入水中会爆炸，比钠的化学性质还要活跃。）的金属，它使用时不太安全，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来就有了改进型的锂离子电池，加入了能抑制锂元素活跃的成份（比如钴、锰等等）从而使锂电真正达到了安全、高效、方便，而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们，从电池的标识上就能识别，锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在，笔记本和手机使用的所谓“锂电池”，其实都是锂离子电池。 现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。作为电池的一种，锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液，因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分，这就增加了电池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的灵活性。一般而言，液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm，再减少就比较困难。

而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料作为其主要的电池系统。

新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高，所以形状上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池。同时，聚合http://www.large-battery.cn/

原装电池 锂电池的种类

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物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。［www.61k.com）

目前市面上所销售的液体锂离子（LiB）电池在过度充电的情形下，容易造成安全阀破裂因而起火的情形，这是非常危险的，所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。而高分子聚合物锂离子电池方面，这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性，因此对外加保护IC线路方面的要求可以适当放宽。此外在充电方面，聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电，与锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来，可以缩短许多的等待时间。

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二 : 科普：一枚电池的前世今生

电池是一项伟大的发明，拥有精彩而悠久的历史，也将拥有同样璀璨的未来。[www.61k.com]

▲自从公元前250年被发明以来，电池已经走过了一段漫长的旅程。Flickr/Patty, CC BY-NC-SA

电池，从本质上来说，就是一种能够将储存的化学能转化为电能的设备。基本上，电池就是一个小型化学反应器，通过反应产生高能电子，用以注入外部设备之中。

电池出现的时间之早超出了我们的想象。1938年，巴格达博物馆主任在该博物馆的地下室中，找到了现在被称为“巴格达电池”的原始电池。分析表明，这一原始电池可以追溯到公元前250年，属于美索不达米亚文明时期的造物。

这枚最早的电池引发了很多的争论。对于它的用途，人们众说纷纭，可能的假说包括用于电镀，止痛或者是人们通过与之接触时的刺痛感，来产生宗教体验。

美国发明家本杰明·富兰克林在1749年首次使用了“Battery”这一词语。当时他使用了一组串联的电容器来进行电学实验。

真正意义上的现代电池是由意大利物理学家Alessandro Volta于1800年发明的。他通过在一枚铜片和一枚锌片中间夹上浸有盐水的布片构筑成一个小单元，再将这些小单元堆叠起来，就得到了“伏打电堆”。

导线将电堆的两端连接起来，就能够产生稳定的电流。每一个小单元能够产生0.76伏特（V）的开路电压。通过将这些小单元串联，我们能够得到电压相当于每一个小单元电压的总和。

铅蓄电池是目前已知最持久的电池之一，它发明于1859年，现在仍然用于大多数内燃机汽车的点火。它也是最早的可重复充电的电池。

▲汽车电池。Flickr/Asim Bharwani, CC BY-NC-ND

时至今日，电池的尺寸可大可小，大至兆瓦级别，用于储存太阳能电厂或是变电站的电力，以保证某一区域稳定的能源供应；小至纽扣大小，为你佩戴的电子手表提供动力。

不同的电池基于不同的化学反应，这也使得每一个不同的小单元有着不同的开路电压，通常在1.0至3.6V之间。通过串联这些小单元，我们能够增加电压；而并联这些小单元则能够增强电流。这一规律被我们用来增加电压和电流，以提供我们所需要的电流和电压，即便是兆瓦级别的电池，它的电压和电流也是通过这个最基本规律得到的。

现在人们预测，电池技术将再次迎来一次飞跃。新的电池模型将能够从家用太阳能和风能装置中获取足够的能量，并有足够的容量将其储存，在合适的时间（通常是夜晚）为一整个家庭提供未来数天所需的电力。

电池是如何工作的

当化学反应开始时，额外的电子被释放出来，电池即开始放电。额外电子释放的一个例子是在铁氧化生锈的过程中，铁与氧气发生反应，将电子释放给氧气，形成铁的氧化物。

标准的电池构造是将两块化学势不同的金属或是化合物用一层多孔绝缘体隔开。化学势即是储存于原子与化学键之间的能量，当电子能够自由地在连接的外部设备中移动的时候，这些能量能够传递给那些运动的电子。

盐水这样的导电液体常常被用来传输可溶解的离子，在反应过程中，这些离子在溶液中可以从一种金属的表面转移到另一种金属的表面，我们通常称这样的导电液体为电解质。

在放电过程中，失去电子的金属或化合物被称为阳极，得到电子的金属或化合物被称为阴极。在外电路中，电子流从阳极流向阴极，这就是我们用以驱动电力设备的“电流”。

一次电池vs充电电池

产生电流之后，有些电池的状态无法逆转，我们将这种电池称为一次电池。当反应物之一消耗殆尽，这种电池便无法再使用了。

最常见的一次电池是碳锌电池。若电解质为碱性，这种电池能更加持久耐用。这也就是我们通常在超市购买到的碱性电池。

▲我们在日常生活中常用的碱性电池。Flickr/Simon Greig, CC BY-NC-SA

处理一次电池的难度在于，我们不能通过再次充电来回收利用这些电池。在电池大型化的的今天，回收利用变得愈发重要，并且频繁地更换电池也不具备商业上的可行性。

世界上最早的充电电池之一，镍镉电池，同样使用的是碱性电解质。在1989年，镍氢电池（NiMH）发明，这种电池拥有比镍-镉电池更长的寿命。

这一类电池对于充电过量过热十分敏感，因此充电功率应当控制在一个最大功率之下。不过设计精巧的控制器能够使充电速度加快，我们也就不需要为了充电苦等几个小时了。

▲充电电池能够多次使用。Flickr/Brian J Matis, CC BY-NC-SA

现在的应用——像是手机和笔记本电脑——一直追寻的目标就是在尽可能小的空间里储存尽可能多的能量。随着单位体积内能量的提高，突然放电的危险性也在上升，但是我们也能够找到一些应对之法。比如对于手机电池，因为它比较小巧，所以我们可以通过在电池中加入限流器来提高它的安全性。

不过随着越来越多的大型电池投入应用，人们会愈发关注这些体积巨大、单元众多的大型电池的安全问题。

第一次飞跃：锂离子电池

时至今日，绝大多数的新技术都要求电池具有更加紧凑的设计、更加充沛的电力、更好的安全性，还需要电池能够充电再利用。

1980年，美国物理学教授John Goodenough发明了一种新型的锂电池。在这种锂电池中，锂能够在电池中以锂离子的形式，穿梭于两个电极之间。

锂是周期表中最轻的元素之一，同时拥有着极强的电化学势，这两点优势使得它能够以最小的体积提供最高的电压。

而这一点正是锂离子电池的基础。在这种新电池中，锂和过渡金属（比如钴，镍，锰以及铁）与氧的化合物作为阴极。在外加电压之后，再次充电开始，带正电的锂离子从阴极迁移到石墨材料制成的阳极，重新变为金属锂。

因为金属锂有着极强的电化学推动力，所以金属锂极容易被氧化，它会迁移至阴极并再次成为锂离子，将外层电子交给过渡金属离子（比如钴离子）。在这一循环中的电子移动为我们提供了我们所需的电流。

第二次飞跃：纳米技术

由于过渡金属的加入，锂离子每一个小单元都能够提供更高的能量，但是反应活性的提高也会带来负面效果，电池会更容易受到一种被称为“热散逸”现象的影响。

在90年代，索尼生产了一种氧化锂钴电池（译者注：这也是第一款商用锂离子电池），但是严重的“热逸散”导致了很多这一型号的电池着火。如果这一问题无法得到解决，那么为了获得更好的反应活性，使用纳米材料制作电池阴极的设想也就无从谈起了。

这一次，站出来的依然是Goodenough。他引入了一种由锂、铁以及磷酸盐构成的新的锂离子电池阴极，这种稳定的电极是电池技术的又一大飞跃。

伴随着新电池的不断发展，很多新应用也应运而生。从电动工具到混合与电动力汽车，我们都能够找到锂离子电池的影子，或许其中最重要的应用，将是为住宅提供家用电能。

▲无线电动工具的出现要感谢充电电池的进步。Flickr/People s Network, CC BY-NC

电动汽车

在电动汽车领域，领头羊是有名的Tesla公司。Tesla公司计划修建“Giga-plants”（Giga是10的9次方的意思，就是1GB里面的G，来源于希腊语，巨大的），以生产适合用于电动汽车的大型电池。

Tesla Model S型汽车装备的锂电池电池组容量已经达到惊人的85千瓦时。

这样的电池组容量，已经足够一个普通家庭的需要了，也正因为如此，大家对于Tesla公司创始人Elon Musk发布的新产品有了如此之多的猜想。

电池设计的模块化或许能够创造一种新的、可交互的电池模式，这样的电池既能够在汽车中使用，也能够在家居生活中使用，而无需重新设计和组建。

或许我们正是一个时代的见证者，在这个时代里，能源又一次要更新换代，而为我们提供能源的未来大型电池，正是由最初那枚毫不起眼的小电池不断升级而来的。

（作者：Jose Alarco，昆士兰大学教授Peter Talbot，昆士兰大学教授译者：黄琦审校：李想）

三 : 800公里的诱惑！ 博世研发新一代锂电池

　　[61阅读 技术]  800公里什么概念？这是从北京到沈阳的公路里程。如果我说可以驾驶电动车中途不充电直接开过去，恐怕很多人会认为是天方夜谭，如此长途奔袭，就连目前续航里程最远的特斯拉MODEL S也难逃半路搁浅的命运，但或许在不久的将来，这个假命题就会变成现实。日前，博世集团公布了其同汤浅、三菱共同合作研发的全新一代锂电池，并有望搭载特斯拉MODEL S，使其续航里程增至800公里，届时，我前面所说的一切都不再是梦。

● 首次合作的失败

　　作为传统汽车制造产业背后的巨人，博世凭借敏锐的市场嗅觉很早以前就认识到电动车所带来的产业变革，为了保住其行业霸主地位，早在2008年博世便与三星达成合作意向，共同开发电动车用锂电池，不过或许是心急吃不了热豆腐，与三星的合作还未等到瓜熟蒂落遍草草收场，而分道扬镳的原因，是由于各自经营策略不同所导致的分歧。

　　众所周知，博世是一家中间产品供应商，其客户主要面向第三方公司，其销售模式也就是我们常说的“B2B”，即销售对象是制造商或集团公司而不是某个个人。恰恰与之相反，三星在很多业务层面更多针对的是个体消费者，诸如我们熟悉的手机、平板电脑、电视等，这与“B2B”的经营思路存在颇多差异，因此，经营中的矛盾逐渐显现，博世更倾向于将公司引入汽车领域，而三星却依然钟爱自己更为熟悉的移动电子设备市场，“谁才是未来买家”这个尖锐问题最终导致了两家企业的不欢而散。

● 调整思路合力突围

　　虽然第一次合作便吃了败仗，但电动车产业迅猛发展的势头，使博世难以放弃其中所蕴含的巨大商机。近两年，以特斯拉为首的众多车企纷纷加大了对电动车研发的精力投入，电动车市场也日趋走向成熟。如果不搭上这最后一班电动浪潮，恐怕今后的汽车产业还是否能有博世的一席之地都很难说清，所以涉足电动车领域时不我待。

　　汲取了上次的教训，博世在选择伙伴上可算是费了一番心思，最终三菱商事株式会社及蓄电池生产商GS汤浅国际两家日本企业成为了二次攻坚的座上宾，2013年三方达成协议，以50%、25%、25%的持股比例组建锂电池研发生产公司，力求在现有锂电池技术上有所突破，掌握电动车关键技术，以应对未来市场变化。

● 能效目标翻一番

　　目前电池能效是困扰电动车发展的重要瓶颈之一，传统锂电池技术虽然已较过去取得了长足的进步，但无论是产能还是能量密度离人们心目中的理想数值仍有不小的差距。拿特斯拉MODEL S为例，现款特斯拉MODEL S采用松下生产的18650三元锂电池作为动力源，最大续航里程400公里左右，这一续航里程对于电动汽车来说已算是非常出色了，不过在充电设施尚未普及的今天，只能满足200km左右范围内的往返需求，依旧不过是个城市摆渡车而已，所以，博世在三家合作之初便把目标设置到了现有效能翻一番的苛刻水平，且电池体积也要进一步加以缩减。

● 特斯拉或将为其买单

　　再好的产品也需要找寻合适的买家，不过在此方面博世并不需要大费周章，马斯克或许会自动上门为其买单。众所周知，目前特斯拉的18650锂电池全部来自松下，虽然其电池年产量高达2亿节，但过换算成整车，也仅可满足3万台的年销量，这对于雄心勃勃的马斯克来说可谓如鲠在喉。

　　可能有人说，特斯拉已经在自行建厂了，待新厂建好后产量将不再是问题，单纯看来的确如此。可另外一个问题又随之而来，那就是技术上的制约，这并不是可以依靠建厂就轻松解决的。面对博世全新锂电池技术上的优势，恐怕特斯拉不会对此无动于衷，若对现有MODEL S进行换装，续航里程有望突破800km，如此巨大的诱惑及被他人捷足先登所引发的风险，都难以令马斯克对博世不闻不问。

　　因此，从以上粗浅的分析及目前所得到的相关消息，博世方面正积极推进与特斯拉的相关领域合作，马斯克亦不会轻易将这种投怀送抱拒之门外，当然，除博世外还有不少公司想在特斯拉这棵大树下寻求一丝阴凉，而这种看似微妙的供需关系所带来的好处不仅仅局限于单纯的技术及产能规划层面，甚至可以推动整个产业的发展，使电动汽车时代更早到来。

编辑总结：

　　随着电动车时代日益临近，各大汽车厂商纷纷布局全新市场，虽不见唇枪舌剑，但私下里的过招拆招早已进入白热化。此次博世与汤浅、三菱联手打造的全新锂电池技术，使用效能大幅提升，搭载整车续航里程更是有望突破800公里，这不仅为博世占领未来市场提供了筹码，也为这场车轮上的博弈增添了不小的变数，但无论孰胜孰负，消费者都将从这场看不见的战争中受益，到那时，人们不但可以开着电动车从北京直抵沈阳，或许游历整个中国也不再是梦！（文/61阅读 贾刚 图片来自网络）

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四 : 薄膜电池在中国的前世今生

前言：太阳能薄膜电池早在20世纪70年代就已经出现了。第一次石油危机发生之后，欧、美、日开始发展太阳能技术，很多厂家开始投入生产，如美国BP、科罗拉等公司。当时主流技术是非晶硅太阳能薄膜电池，20世纪80年代时，由于成本较低、价格便宜，太阳能薄膜电池在市场中占的比例相当大，大概占整个市场容量的一半左右。“我国的非晶硅薄膜太阳能电池最早起源于广东省，深圳宇康太阳能有限公司于1988年引进美国Chroma有限公司太阳能生产线，是当时最先进的薄膜电池生产线。1998年，该公司破产后将生产线卖给了深圳拓日新能源科技有限公司。后来哈尔滨一家公司也从美国Chroma引进1MW产能单结非晶硅电池生产线。也就是从那个时候起，中国非晶硅电池产业一直处于稳步发展态势。2000年，以非晶硅电池为重点的硅基薄膜太阳电池研究被列入国家“973”项目，标志着我国非晶硅电池又进入1个新的研究阶段。从2004年天津津能引进了2.5MW双结非晶硅电池后，非晶硅双结电池在我国的发展速度进1步提高。”这是在一次光伏论坛现场，中国可再生能源学会副理事长赵玉文教授提到的。《2008中国新能源产业年度报告》显示，截至2007年底，中国从事薄膜电池生产的企业接近20家，总生产能力达到80MW，产量为28.3MW。目前薄膜电池因其成本低以及弱光性能较好而受到一定的重视，但薄膜电池还面临着一些挑战，如效率低且有衰减，使用寿命较晶硅电池低，市场认知度较低等。此外，薄膜电池产业化技术都还在不断完善的过程中，技术更新快，设备不成型，设备初期投资高，因此投资风险较晶硅电池高出很多。国际上，目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有三种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe）。

中国薄膜电池产业发展现状

在金融危机之前，高昂的多晶硅价格制约了光伏产品的应用发展，在这种情况下，不少人对低价的薄膜太阳能电池寄予厚望，认为它将是晶体硅电池最大的竞争对手。但是这场危机冲击得海外市场严重萎缩，导致多晶硅价格暴跌，因此业内又有了“薄膜电池优势不在”的论断。“这些年薄膜电池在太阳能电池领域中一直处于1种非主流位置，主要原因就是效率不高。在发现衰减效应后，当时的非晶硅太阳能薄膜电池变成了1种弱光电池，用于手机、表、计算器等小物品上。我国引进了该技术后发展迅速，挤垮了很多国外企业，现在世界绝大多数的太阳能薄膜弱光电池都在中国生产。”中国科学院电工研究所王文静博士向笔者讲道。

在今年五月份上海的一次会议上，无锡尚德CEO施正荣提出了他的观点：“薄膜太阳能绝对是泡沫，要分析都是谁在炒薄膜概念?这里面有行业领袖和行业专家吗?我自己搞薄膜搞了一辈子，还没有发现1种技术可以让转化率高于7%，何况现在硅原料价格下降这么快，薄膜太阳能并不具备什么竞争力。”不过，笔者又听到了另1种声音，推出全球最大硅基薄膜太阳能电池的新奥光伏表示，“这不是说超过10%转换率就更有竞争力的问题，而是在不同应用领域谁更有优势的问题。薄膜和晶体硅的应用领域有差异，晶体硅的转换效率高，使用面积小，用在屋顶非常有优势。但从客户角度看，他们最关心的还是系统电价，例如建大规模电站的话，薄膜电池就更有优势，因为面积大，系统电价就低。此外，做光电建筑一体化的话，薄膜电池也更有优势。”强生光电也认为“不能以转换率论英雄，价格才是核心。以目前建设1兆瓦光伏电站为例，晶硅组件的电站造价在2800-3000万元，非晶薄膜组件的电站造价只需1500万元。三年中，可使非晶薄膜电站造价降至1000万元人民币，而且非晶薄膜电站年发电量比晶硅电站高出10-15%，每度电的发电成本仅为晶硅的40-45%。”在光伏业内，关于硅基太阳电池与薄膜电池的博弈一直没有停止过，但是我们看到的事实却是：在技术创新意识和能力突飞猛进的21世纪，低价且有极大工艺改良性的产品永远能吸引投资者的目光。所以，在光伏建筑一体化愈演愈烈的今天，在“中国百万屋顶”、“金太阳工程”政策指引下，薄膜电池将在这一领域拥有绝对的优势。

薄膜电池大规模商用的前提是提高光电转换效率。虽然薄膜电池的技术在几十年间有了突飞猛进的发展，但截至目前，没有一家薄膜太阳能电池公司宣布，转换效率超过10%，一般在6%左右，浙江正泰号称其光电转换效率达到9%，这在行业内已经属于最高。即便如此也只是硅基电池的一半。不过，由于耗电省、造价低，成本优势显现，薄膜电池开始受到青睐。一些多晶硅电池企业，也开始大手笔地引进薄膜电池生产线。更多的企业，直接开始制造薄膜电池，如河北保定的天威英利投资12亿元，从国外引进了46.5兆瓦的薄膜电池生产线，在今年8月28日已经开始量产。总部位于上海的强生光电，也在江苏南通、苏州等地开建薄膜电池示范区。

但是，同国际领先水平相比，我国薄膜电池的研究存在一定的差距。不过，《中国可再生能源发展战略研究》显示这种差距正在逐步缩小，我国在各种薄膜太阳电池的研究中，具有很好的研究基础和发展潜力。“十五”期间，“973计划”和“863计划”中分别把硅基薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池和铜铟镓硒太阳电池作为重大项目进行了立项和研究，并在“十一五”期间继续进行了立项。在“863”重点项目的支持下，四川大学和南开大学正在分别进行300千瓦碲化镉太阳电池和铜铟硒太阳电池的中试生产线研发；在“973”项目的支持下，中国科学院等离子体所和南开大学正在分别进行染料敏化太阳电池和新型高效硅薄膜太阳电池产业化技术研究工作。

“现在国际上发展比较成熟的太阳能薄膜电池包括3种，非晶硅太阳能薄膜电池、碲化镉太阳能电池和铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池，其中应用最普遍的是非晶硅太阳能薄膜电池，我国的很多企业和国外的EPVSOLAR、日本的Kenaka、夏普等都生产此种电池。碲化镉（CdTe）电池的主要生产企业是美国的Fisrtsolar，由于其中的镉元素有毒，该企业承诺回收所有废弃电池。CIGS电池由于所含元素多使其生产稳定性难以把握，重复性较差使其进行大规模产业化生产比较困难。所以尽管BP、壳牌公司等已将其光电转换率大幅提高，但产能扩展有限，现在只有少量企业在进行大规模量产”王文静介绍说。

国内薄膜电池企业概述

目前国内共有约三十家左右的薄膜电池生产企业（在建或拟定项目不算在内），其中引进设备的有8-9家，共引进美国、欧洲、日本生产线约10条。这些引进生产线每条产能在40兆瓦左右，平均引进价格1亿美元，最高的一条生产线已花了12亿。另外20多家小型非晶薄膜工厂，规模小、产能低，有的只有一条2.5兆瓦或5兆瓦生产线,设备为仿造80年代美国的早期设备，技术含量低，产品转换率在5%以下，且产品尺寸只有0.77平方米，这些工厂产品大部分以配套园林灯具所需的小电池板为主。现挑选一些重要薄膜太阳能电池企业作简要概述。

1、保定天威：保定天威薄膜光伏有限公司是保定天威保变电气股份有限公司直属子公司。天威薄膜核心技术团队包括微晶硅电池P-I-N结构及N-I-P结构的光电转换效率世界记录保持者麦耀华博士和黄跃龙博士，两位曾就职于欧洲著名的Jülich研究所，该技术涉及生产叠层电池必需的核心工艺技术。公司投资的第一条46.5MW非晶硅薄膜电池生产线（设备全部采购自瑞士欧瑞康）已于今年8月进入量产，预计稳定转换效率6.5%以上，后续投资4条非晶硅与微晶硅叠层技术生产线于2010年投产，届时稳定转换效率接近10%，规模将达到285MW。9月初，天威薄膜与泰国绿色能源有限公司签署了《东南亚薄膜市场独家合作协议》。双方约定，泰国绿色能源公司将天威薄膜作为其在东南亚薄膜光伏市场长期优选的中国薄膜太阳能组件供应商，为其太阳能发电厂项目合作服务，保证在2009~2011年的三年合作期间，向天威薄膜采购不低于70MW的薄膜电池。

2、新奥光伏：河北新奥光伏能源成立于2008年4月，公司引进全球领先的硅基薄膜电池生产线，一期产能60MW，未来规模将达500MW。在今年SNEC第三届国际太阳能光伏展览会上，新奥光伏正式展出中国首块超大型5.7㎡、转换效率达到8%的双结硅基薄膜太阳能电池板及透光BIPV（光伏建筑一体化）组件并举行了产品揭幕仪式。同样在这次会议上，新奥光伏总经理万克家作了题为《5.7㎡双结硅基薄膜太阳能电池板在新奥光伏生产进程》的报告。新奥光伏能源引进了美国应用材料公司年产能60MW薄膜电池生产线，在设备安装完毕后的5个月内如期实现了产品下线目标。

3、深圳拓日：拓日新能是国内生产规模最大、技术最先进的非晶硅太阳能电池制造商之一，非晶硅太阳能电池生产量、出口量连续四年位居全国第一。2006年圆满完成了国家科技部“十五”攻关计划中唯一的薄膜电池项目——“高效低成本非晶硅太阳能电池制造工艺及产业化技术”，在国内首次利用自主研发设备生产的非晶硅电池稳定效率达到5%以上；公司研发的“整体式非晶硅光伏电池幕墙”获得联合国工业发展组织“全球可再生能源领域最具投资价值的10大领先技术——蓝天奖”。公司公告称将在2013年8月底前，拟投资30亿元建设拓日新能（乐山）光伏产业园，目前共建有40MW的薄膜电池生产线。

4、深圳创益：深圳创益科技创建于1993年，于去年底获得英特尔2000万美元的注资。据其创益公司网站上介绍，创益科技的产品除了主要采用导电玻璃和硅化气沉淀的技术来生产强光、弱光非晶硅薄膜电池外，还提供建筑光伏一体化发电系统、太阳能路灯解决方案、太阳能增氧机以及太阳能电站解决方案。1993年起家做太阳能电池的创益科技，最初给手表、计算器等做太阳能电池。不过，据投资方介绍，目前创益科技已经转向建筑外墙的大面积薄膜电池。

5、浙江正泰：浙江正泰太阳能科技有限公司成立于2006年，最初的投资是3000万美元。截至目前在薄膜电池项目上的累计投资已近20亿元，试投产的20兆瓦生产线，是国内首条非晶/微晶薄膜电池生产线。公司总经理杨立友，师从著名物理学家李政道的博士研究生曾在美国太阳能行业从事过20多年的科学研究。而技术正是杨立友的优势，曾以他为主发明的纳米硅隧道结技术，是BPSolar公司多结非晶硅电池生产线（是1997年建成的世界第一条10兆瓦生产线）的核心技术之一，从而使正泰大面积薄膜电池组件的稳定效率首次达到9%。设备采用自欧瑞康。杨立友曾说过，正泰产品量产后，成本可以保持在0.7元/W左右。在今年上半年，浙江正泰太阳能科技有限公司在杭州与赛伯乐成长基金及上海联合投资举行签约仪式，成功募集到5000万美元的PE（私募股权）投资，预计到明年，正泰薄膜电池产能将达到240MW。

6、福建均石能源：提起国内薄膜电池厂家，不能不提福建均石能源，在今年5月中国国电集团进军青海，建设大规模并网发电项目的幕后推手就是均石能源。但是，均石能源又太过神秘，在笔者想方设法采访企业之际，都被告知“公司内部有规定，回避所有媒体”。而利用各种搜索引擎发现，这家美商独资的外资企业除了广发招聘信息外，没有进1步公开的企业信息。青海省主管工业的副省长骆玉林在一次会议上透露，钧石能源是第1个深入青海，激发当地大力发展太阳能光伏并网发电产业的推动者。事实上，在发动青海攻势之前，钧石能源都还在北京力克京东方，拿下了总投资额9.5亿元的北京首个非晶硅薄膜太阳能电池项目。钧石能源在2007年从南开大学光电子薄膜器件与技术研究所获得了“非晶硅/微晶硅叠层太阳电池”关键技术，该技术由南开大学光电子所耿新华、赵颖教授领导的课题组开发完成。并获IDGVC等近1亿美元首轮风险投资。福建钧石能源有限公司是2008年2月正式在泉州成立的外商独资企业。但事实上，其法人代表林朝晖，从上世纪90年代开始，便开始涉足太阳能应用产品领域。其更早成立的泉州鲤城金太阳灯饰有限公司，系国内知名太阳能灯具生产商，产品远销世界各国。有知情人士透露，钧石能源是林朝晖涉足非晶硅薄膜太阳能电池项目后，重新注册的新公司。资料显示，钧石能源在泉州的项目，主要是建设26条非晶硅薄膜太阳能电池生产线，年产非晶硅薄膜太阳能电池板130兆瓦。而钧石的目标，是“力争成为世界上最大的太阳能薄膜电池生产企业之一”。

7、天津津能：2008年津能非晶硅薄膜太阳电池的生产能力已达25MW，计划于三年内实现120MW的非晶硅太阳电池的生产规模。产品主要采用采用单室大容量、双结非晶硅薄膜太阳电池制造技术。津能主要产品为：玻璃衬底薄膜电池组件、柔性薄膜电池（此为2007年与美国联合太阳能公司共同投资建设年产25兆瓦柔性非晶硅薄膜太阳能电池项目）。

8、南通强生光电：强生光电隶属于江苏南通强生轻工集团，2008年强生光电上马了第一条生产线，创造了单线产能、电池转换效率、设备投入产出比和批量投产时间四项全国第一，紧接着又快马加鞭，上了3条生产线，产能达到130兆瓦。强生光电目前正与美国著名真空设备制造企业合作，共享生产实践和一手数据，不断地对设备进行深度研发和及时升级。从目前整条生产线的设备投入方面来看，为尽快实现薄膜电池装备的国产化，强生光电也已与美国公司在苏州吴江建立合资企业，生产薄膜电池3大核心装备，即PECVD反应炉、真空溅射生产线和TCO导电玻璃生产线。在上海松江建立了输送线、叠合机、清洗机、磨边机等其他配套机械的生产工厂。通过在中国制造非晶薄膜全套生产设备，强生光电生产线的投入仅为那些全套引进设备的生产厂家的20%，并争取将这个数字控制在10%-15%之间，也就意味着35兆瓦整线投资不超过1000万美元，产品折旧费控制在每瓦0.05美元左右。而且正在计划自已制造TCO设备、自行生产TCO玻璃，这样可使原料成本降低40%以上。强生光电有望在2010年底产能达到500兆瓦，成为中国最大的非晶硅薄膜电池生产基地，目前强生光电薄膜电池转换效率已达到6.5%。

9、蚌埠普乐新能源：2006年4月，半导体行业出身的孙嵩泉博士和合作伙伴陈良范博士，从美国硅谷来到蚌埠经济开发区，创办了专门生产薄膜太阳能电池的普乐新能源有限公司。1年后，普乐的第一条6MW非晶硅电池生产线顺利投产。普乐新能源由美国普乐光电技术有限公司、蚌埠市建设投资有限公司、安徽亚盛科技有限责任公司、成都创业投资管理有限公司共同出资设立，目前普乐新能源年产25兆瓦生产线全面投入生产，年产75兆瓦非晶/微晶硅薄膜太阳能光伏电池项目正在建设中，将于今年底完工。公司目标为2010年非晶/微晶硅薄膜太阳能电池生产能力达到100兆瓦，到2012年生产能力将达到200兆瓦。

10、苏州百世德：2008年2月，江苏百世德太阳能科技有限公司破土动工，该公司由赛维LDK董事长彭小峰自己和家族成员共同投资，与赛维并无投资控股关系。彭小峰夫人亲自坐镇百世德，担任法人代表，并从美国、台湾地区高薪聘请了大批半导体专家，华虹NEC前总裁方朋担任CEO。江苏百世德太阳能高科技有限公司，计划分阶段达到总产能为1GW的薄膜太阳能电池组件设计产能，通过与全球顶尖太阳能设备供应商AppliedMaterials以及其他主要设备供应商的紧密合作，百世德将应用成熟的微晶硅薄模技术生产面积为5.7m2的薄膜太阳能电池组件，起初将达到8.5%的稳定转换率，随后将不断提高至10-12%。目前公司一期130兆瓦薄膜电池生产线或将于年底试生产，另外，于今年6月中旬，由中广核能源开发有限责任公司、江苏百世德太阳能高科技有限公司和比利时Enfinity公司组建的“联合体”以1.0928元/度的价格中标敦煌10兆瓦光伏并网发电项目。

11、无锡尚德：2007年12月28日，占地近200亩，投资总额3亿美元，首期建设第一条60兆瓦硅薄膜电池生产线的尚德（上海）硅薄膜太阳电池研发及生产项目在上海漕河泾开发区浦江高科技园区的三鲁河畔举行开工仪式。历时近两年的工程，于今年7月初，尚德上海工厂第一片5.72平米薄膜太阳能组件终于成功下线。公司预计到2010年将形成400MW的生产能力，设备主要采购自美国应用材料。

12、河南阿格斯：河南阿格斯新能源有限公司25MW非晶硅薄膜太阳能电池项目于2008年11月破土动工，今年8月中旬正式投产。阿格斯新能源总设计规模500MW，用地318亩，一期仅设备投资就达7300万元人民币。河南阿格斯新能源有限公司的首席执行官赵一辉是河南新郑人，获得美国亚产桑那州立大学电子工程学博士学位。因在光电材料制备和特性研究方面的卓越贡献，成为国际IEEE（国际电器与电子工程最具影响力的学术团体）协会的终身会员。回国创业前任美国阿格斯太阳能有限公司首席执行官。

我国薄膜太阳能电池生产设备现状

与晶体硅电池生产相比，薄膜电池生产制造广泛使用真空镀膜等技术，更似半导体行业，因此技术水平高低直接影响产品良率，间接影响到企业的盈利能力。此外，由于薄膜电池技术发展时间较短，并未形成通用技术和通用设备，目前提供大尺寸薄膜电池设备交钥匙工程的主要是美国的应用材料公司(AMAT)、瑞士的Oerlikon以及日本的ULVAC等几家。设备折旧是薄膜电池的主要成本之一，根据目前市场报价，同容量薄膜电池生产线的价格是晶硅的6-10倍，而在主要原材料供应方面，目前均为国际巨头垄断，价格高且无保障。

另外，在采访中了解到，薄膜电池的主要原材料包括玻璃(导电玻璃及其他玻璃)、EVA、靶材以及气体。薄膜电池对导电玻璃要求较高，目前国内厂商实力较弱，市场主要由日本NSG和美国AFG瓜分。随着国内薄膜产量的爆发，很有可能出现供应紧张的格局。靶材目前的国内供应仍被国际大厂把持，德国贺利氏是全球最大的供应商，在国内市场占有率超过60%。另外，国内目前没有企业生产硅烷，而主要国际大厂扩产有限，加之LCD等需求量居高不下，硅烷供应仍偏紧张，价格维持高位并不排除继续上涨的可能。

由于硅薄膜太阳能电池的生产设备和工艺是一体的，制造设备必须在研究材料和工艺的基础上才能实现，而制造商的研究投入要求回报，从而导致硅薄膜太阳能电池设备昂贵，其生产设备的价格比晶硅太阳能电池生产设备贵3倍以上，以25MWp的非晶硅太阳能电池生产线为例，设备投资额7000万～9000万美元，其设备费用约占薄膜太阳能电池制造成本的20%～30%。自2004年以来，薄膜太阳能电池发展十分迅速，同时，为改变其转换率较低的缺点，一些大型的半导体设备制造商都投入大量的人力和物力进行研究。薄膜电池行业的大量工艺涉及真空镀膜技术，镀膜技术水平、沉积速率直接影响产品良率和生产效率，间接影响到赢利能力。

目前在国内能提供完整生产线的生产型企业有东莞宏威数码、上海曙海太阳能、北京北仪创新真空技术有限公司等几家公司。北方微电子、沈阳科学仪器、苏州思博露等企业则能提供覆膜沉积设备；北京德雷射科、深圳大族激光、武汉三工、珠海粤茂等企业能提供激光划线、刻蚀等设备。另外，苏州德龙激光有限公司成功开发出面向大幅面(30MW)薄膜太阳能电池的激光刻蚀设备以及激光去边设备，成为国内第一家向大幅面薄膜太阳能电池生产厂商提供激光加工设备的公司。至今为止已成功交付使用6台刻蚀设备。而像强生光电、普乐新能源等企业则自已研发相关设备供自己使用。

宏威集团创立于2000年，为一家致力提供先进生产设备和工艺技术的全球性供应商，总部设在香港。宏威集团于发展初期进军光盘生产设备行业，并在空白光碟设备市场不断发展强大。宏威在自动化系统和工艺工程上，拥有雄厚的专业技术力量,结合其薄膜和真空镀膜等核心技术，将集团业务扩展至光伏等产业，能自主研发生产大面积、高产能、全自动非晶硅薄膜整套生产系统的企业，在河南安阳参与投资的河南新能光伏有限公司已于9月初成功试产第一片非晶硅薄膜电池。

在今年的SNEC第三届太阳能光伏会议现场，上海曙海太阳能有限公司CTO奚建平作了题为《双星-300030MW非晶硅薄膜光伏组件生产线》的报告，把曙海太阳能薄膜设备推到了产业前台。标志着我国在光伏产业高端半导体薄膜核心设备与工艺经历了引进，消化吸收，仿制与改进等阶段以后，已经开始进入全面自主创新阶段。该设备采用非晶硅薄膜单结光伏电池生产技术，光电转换效率≥6%，生产成本在8.36元/W。其核心设备：新一代等离子强化型化学气相沉积(PECVD)系统拥有完全自主知识产权，在多基板-致密沉积类别的设备家族中，解决了射频不稳定和高温操作等弊端，占据了光伏设备技术的世界领先地位。预计到2013年实现设备销售总额600MW。

北京北仪创新公司是拥有50余年真空镀膜设备的研发和生产过程丰富经验的专业企业。同时也是最早与多所科研院校合作，成功进行多项非晶硅薄膜太阳能电池试验设备制造的企业。公司通过对“在高真空环境下进行的大面积磁控溅射”和“多片化学气相沉积(PECVD)”两项关键技术的产业化研究，2006年率先自主研发出我国首条非晶硅薄膜太阳能电池生产线成套技术和设备，是国内唯一实现销售收入的设备制造厂家，目前已为3家用户提供了总计20MW的成套生产线设备。北仪创新公司生产的非晶硅太阳能电池生产线覆盖整个非晶硅太阳能电池生产过程所需的设备及工艺，从采购的TCO(透明导电膜)玻璃一直到封装完好的非晶硅电池，整个项目为交钥匙工程。整条生产线主要包括：玻璃磨边、玻璃清洗、玻璃钻孔、预热炉、冷却炉、老化炉、PECVD设备、PVD设备、激光刻膜设备、封装层压设备、电池I-V检测设备等。

“当前，薄膜电池项目基本还是以设备供应商提供完整的生产线及技术为主，投入的固定成本还是居高不下。但是当工艺成熟，不久的将来，薄膜电池组件企业在购买设备时将有更多的选择，用户可以购买各个环节的专用设备来配置一条完整的生产线，这种生产线可以为其公司的电池品牌高度定制，不再受生产线的约束。”生产非晶硅薄膜光伏激光刻蚀设备的珠海粤茂激光设备工程有限公司章曙东工程师向笔者说道。

后记： 随着美国FirstSolar公司宣布，将在中国内蒙古鄂尔多斯建设1个2G瓦（2000兆瓦）的大型发电厂后，国内的光伏薄膜电池再一次被推到了风口浪尖。此外，也FirstSolar有意在中国拓展供应链，以满足薄膜电池组件的生产和回收利用，这也意味着，该企业将可能通过在中国本地建设1个生产电池的基地，以便将电池就近提供给当地电厂使用。

在笔者的采访过程中了解到，从去年到目前为止，国内共有在建或拟建薄膜电池项目共30家之多，光广东1个地区一年内就有近7个项目破土动工。在此，笔者并不去评价薄膜电池的未来前景到底如何，只是想凭借此文，把中国的薄膜电池现状真实的呈现给大家。

文/白杨（本文系原创，如有转载请注明出处）

本文标题：锂电池的前世今生-锂电池的种类
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