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美国GNB蓄电池负极容量不足

当正极部位对面的负极部位容量不足，或是根本没有容量时，充电时所产生的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中，会析在负极的表面，形成突起状“枝晶”，而下一次充电时，这个突起部分更容易造成锂的析出，经过几十至上百次的循环充放电后，“枝晶”会长大，最后会刺穿隔膜纸，使内部产生短路。电芯急剧放电，产生大量的热，烧坏隔膜，而造成更大的短路现象，高温会使电解液分解成气体，负极碳和隔膜纸燃烧，造成内部压力过大，当电芯的外壳无法承受这个压力时，电芯就会爆炸。负极容量不足的工位：

美国GNB蓄电池消息面上,锂电材料一季报靓丽,中报有望延续。与去年同期相比,2016年一季度锂电池材料上市公司收入平均增长50%,净利润平均增长400%,锂电材料行业的高景气度已经通过上市公司的业绩体现出来并将有望延续。

值得注意的是,2016-2018年新能源汽车生产将持续放量,锂电材料迎来黄金时代。2015年中国新能源(600617)汽车累计生产34万辆,同比增长336%;2016年1-3月新能源汽车产量同比增长130%,淡季不淡,预计到2018年新能源汽车产量将突破100万辆,相应动力电池需求达81Gwh,较15年增长近400%;

招商证券(600999)指出,上游碳酸锂涨价企稳以及下游动力电池持续放量,锂电池材料享受低价原料库存+价格传导+新产能未大规模投产+下游备货放量的黄金窗口期。正极材料:三元将为主流,趋势不可逆转。三元电池凭借其能量密度优势已成为国内外新能源乘用车采用的主流电池,未来有望沿着更高镍的方向发展,国内以当升科技(300073)为代表的部分企业已经能够开始量产更高镍的NCM622等品种,并进入整车动力电池供应体系,逐步实现进口替代;锂电池隔膜:结构性供应不足,缺口就是市场。以镍钴锰(NCM)三元材料为正极材料的动力电池路线的兴起,带动湿法涂覆隔膜需求扩大。但生产方面,2015 年湿法隔膜出货量仅占我国总隔膜产量的25%,供需缺口巨大;电解液:龙头规模优势明显,六氟磷酸锂价格持续上涨。以多氟多(002407)、天津金牛、天赐材料(002709)、新宙邦为代表的行业主要生产商产能持续扩张,规模优势明显,将充分享有电解液价格反弹,六氟磷酸锂价格创新高而带来的收益;招商证券维持对锂电池材料板块的“推荐”

1、正极来料容量偏高;

2、负极来料容量偏低;

3、正负极搅拌不均;

4、正极敷料量偏大;

5、正极涂布不均;

6、正极头尾部堆料;

7、负极涂布不均;

9、负极暗痕;

10、负极划痕;

11、负极凹点;

12、负极露箔;

13、负极颗粒;

14、负极压片时压死;

15、正负极分档配对错误;

16、负极包不住正极;

基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能光伏电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发

和相关技术的发展，以其它村料为基础的太阳能光伏电池也愈来愈显示出诱人的前景。本文简要地综述了太阳能光伏电池的种类及其

研究现状，并讨论了太阳能光伏电池的发展及趋势。
1 硅系太阳能电池
1.1 单晶硅太阳能光伏电池 硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高

质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、

发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是*单晶硅表面微结

构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池

表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合.通过改进了的电镀过程增加栅极的

宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积(225cm2)单电晶太阳能电池

转换效率为19.44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池(2cm X 2cm)

转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池(5cm X 5cm)转换效率达8.6%。 单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模

应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大

幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太

阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。
1.2 多晶硅薄膜太阳能光伏电池 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅

锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的

硅膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们一直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制

备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。此外，液相外延

法(LPPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4，为反应气体，在一定

的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较

大的晶粒，并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火

，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有

固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制

得的太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZ Si衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19%，

日本三菱公司用该法制备电池，效率达16.42%。 液相外延(LPE)法的原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。美国

Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12.2%。中国光电发展技术中心的陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并

设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池，称之为“硅粒”太阳能电池，但有关性能方面的报道还未见到。 多晶硅

薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率

系统框图

上图所示，当市电正常时，主路由功率因数校正电路产生逆变器工作所需的±370V的直流电压，再经逆变器将直流转换为交流输出；另一路市电经充电器电路产生110V的直流电压对蓄电池充电；当市电中断时，蓄电池所储存的能量经DC/DC变换器转换为±400V的直流电压作为逆变器输入，使输出实现不间断供电。

图2 充电器电路

2.电路工作原理(以C3k为例)

(1)功率级电路工作原理

①充电器电路

如图2所示，市电经P(L)、P(N)进入功率板做为充电器的输入电源，经由BR01、VM208、U206、TX1、U202、U203等构成隔离反激式变换器，转换为直流电压对电池充电。为确保电池寿命，充电器输出电压必须保持稳定，调整VR301可得到110V的充电电压Uch，同时TX1的副边还为功率因数校正电路提供驱动电源PFVCC＋、PFVCC0、PFVCC－；该反激式变换器由开关型PWM集成电路UC3845(即U206)控制，CPU通过(加在TLP521上的)信号控制UC3845的工作。当有市电时，TLP521截止，UC3845起振,正常工作，给蓄电池充电；当无市电时，TLP521导通，将定时电容(C221A)对地短路，UC3845停振，从而停止充电,同时功率因数校正电路也停止工作。  

高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

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