linux设计报告,linux版软件网站
很多朋友对于linux设计报告和linux版软件网站不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
为什么有人说 Linux 比 Windows 稳定
首先,我的观点是Linux不如Windows稳定。
如果没人管的话,Linux不会比Windows稳定。
评价系统的稳定性一个很大的参考就是让外行人使用,观察系统的故障率。显然Linux比Windows更容易出现不可修复的损坏。
Windows具有更完善的故障排除机制和联锁设置,使其受误操作而损坏的概率更低,而且在受到较严重破坏时仍然有可能自行恢复。
Linux本身的故障排除机制就很弱,也没有什么合理的联锁,繁琐的操作反而增加了操作人员失误的风险,且Linux不具备自恢复的能力,往往在不经意间就种下了无法开机的种子。更为糟糕的是出现严重故障时操作人员还无法发现,必须等到下一次开机才会产生影响。
在服务器上,如果Windows没Linux稳定,还要收费,那么第一天就会被市场淘汰,根本不可能还会去开发后续的版本。
在桌面环境,Linux就像是个定时炸弹一样,不知道什么时候就会自己失灵。如果不是为了研究Linux,个人用户根本没那个时间去修理,所以Linux在桌面端几乎没什么人在用。
在移动端,其实Windows也可以做得更好,只不过移动端需要适应大量的非标硬件,所以微软也没那个能力去搞好。移动端的主流是安卓。安卓的流行不完全是因为免费,免不免费的我们用户根本看不见。iOS虽然不免费,但是人家也不卖啊,Windows则是天生不怎么适应移动端,功能有限不代表它的稳定性不行。安卓的流行更重要原因的是硬件平台的多样性,使苹果和微软都没办法兼顾全局。其实大家都知道安卓稳定性是很差的,突然自动重启、自己杀死进程的事情经常发生,苹果并不完全是奢侈品,人家就是稳定性上好一些,Windows移动版是功能实在太差才没什么人用,也不是稳定性问题。
在嵌入式方面,Windows内核太大了,无法存进单片机里,所以只能用Linux。我们说的ucLinux主要也就是一个内核,Wndows内核也是开源的,只是太大了才没办法用,所以这里没办法比较了。虽然没办法比较,但是搞嵌入式的人应该都懂,ucLinux不过也是个月球表面。
现在第二点要说说Linux稳定的言论是怎么回事。
做工控的都知道像西门子、施耐德、欧姆龙、三菱、ABB这样的大厂都是大杂烩。而那些几十人的作坊和工程公司则很喜欢说自己是专业做什么的。有心人就会发现所谓的专业其实就是能力不足的委婉说法。对于公司如此,对于个人也是如此。你看毛主席、牛顿、亚里士多德、钱学森虽然不是全才,但哪个是专业的?所谓的专业指的是装配工、农民、刷墙的。
说这个的意思有两点,一是所谓的Linux比Windows稳定不过是Linux系统真的很不行的委婉说法。另外一点就是,你觉得几十人的小公司真比西门子专业吗?乡下种地的又比钱学森之流厉害多少?你觉得Linux本身有可能会比Windows稳定吗?说实话就是这种言论根本就不可信。
第三点就是服务器Linux的实绩确实比桌面Windows稳定。这又是为什么呢?
很简单的道理就可以让你的Windows变得超级无敌稳定,只要也像Linux服务器一样,雇佣几个系统管理员,专门给你的Windows系统做维护,系统必须的软件安装完成以后不再安装会改变注册表的软件,把你的PC机放到无尘恒温室里,静电保护防雷保护UPS该上的全上了,不要关机,平常就那么整天开着,每个月再定期维护。买个备用的PC机,一主一备,搞个热备份的硬盘阵列,装一个硬件防火墙,网络用1Gbps的光纤。我保证你的Windows系统不光比Linux系统稳定,甚至于几乎无法用软件手段在外部把你的PC给搞崩。要是再在你亲戚朋友家安装一套一样的远程备用机组,保证你的Windows无敌了。
Linux内核设计与实现的目录
译者序
序言
前言
作者简介
第1章Linux内核简介1
1.1Unix的历史1
1.2追寻Linus足迹:Linux简介2
1.3操作系统和内核简介3
1.4Linux内核和传统Unix内核的比较5
1.5Linux内核版本7
1.6Linux内核开发者社区8
1.7小结8
第2章从内核出发10
2.1获取内核源码10
2.1.1使用Git10
2.1.1安装内核源代码10
2.1.3使用补丁11
2.2内核源码树11
2.3编译内核12
2.3.1配置内核12
2.3.2减少编译的垃圾信息14
2.3.3衍生多个编译作业 14
2.3.4安装新内核14
2.4内核开发的特点15
2.4.1无libc库抑或无标准头文件15
2.4.2GNU C16
2.4.3没有内存保护机制18
2.4.4不要轻易在内核中使用浮点数18
2.4.5容积小而固定的栈18
2.4.6同步和并发18
2.4.7可移植性的重要性19
2.5小结19
第3章进程管理20
3.1进程20
3.2进程描述符及任务结构 21
3.2.1分配进程描述符22
3.2.2进程描述符的存放23
3.2.3进程状态23
3.2.4设置当前进程状态25
3.2.5进程上下文25
3.2.6进程家族树25
3.3进程创建26
3.3.1写时拷贝27
3.3.2fork()27
3.3.3vfork()28
3.4线程在Linux中的实现28
3.4.1创建线程29
3.4.2内核线程30
3.5进程终结31
3.5.1删除进程描述符32
3.5.2孤儿进程造成的进退维谷32
3.6小结34
第4章进程调度35
4.1多任务35
4.2Linux的进程调度36
4.3策略36
4.3.1I/O消耗型和处理器消耗型的进程36
4.3.2进程优先级37
4.3.3时间片38
4.3.4调度策略的活动38
4.4Linux调度算法39
4.4.1调度器类39
4.4.2Unix系统中的进程调度40
4.4.3公平调度41
4.5Linux调度的实现42
4.5.1时间记账42
4.5.2进程选择44
4.5.3调度器入口48
4.5.4睡眠和唤醒49
4.6抢占和上下文切换51
4.6.1用户抢占53
4.6.2内核抢占53
4.7实时调度策略54
4.8与调度相关的系统调用54
4.8.1与调度策略和优先级相关的系统调用55
4.8.2与处理器绑定有关的系统调用55
4.8.3放弃处理器时间56
4.9小结56
第5章系统调用57
5.1与内核通信57
5.2API、POSIX和C库57
5.3系统调用58
5.3.1系统调用号59
5.3.2系统调用的性能59
5.4系统调用处理程序60
5.4.1指定恰当的系统调用60
5.4.2参数传递60
5.5系统调用的实现61
5.5.1实现系统调用61
5.5.2参数验证62
5.6系统调用上下文64
5.6.1绑定一个系统调用的最后步骤65
5.6.2从用户空间访问系统调用67
5.6.3为什么不通过系统调用的方式实现68
5.7小结68
第6章内核数据结构69
6.1链表69
6.1.1单向链表和双向链表69
6.1.2环形链表70
6.1.3沿链表移动71
6.1.4Linux内核中的实现71
6.1.5操作链表73
6.1.6遍历链表75
6.2队列78
6.2.1kfifo79
6.2.2创建队列79
6.2.3推入队列数据79
6.2.4摘取队列数据80
6.2.5获取队列长度80
6.2.6重置和撤销队列80
6.2.7队列使用举例 81
6.3映射 81
6.3.1初始化一个idr82
6.3.2分配一个新的UID82
6.3.3查找UID83
6.3.4删除UID84
6.3.5撤销idr84
6.4二叉树84
6.4.1二叉搜索树84
6.4.2自平衡二叉搜索树 85
6.5数据结构以及选择 87
6.6算法复杂度88
6.6.1算法88
6.6.2大o符号88
6.6.3大θ符号89
6.6.4时间复杂度89
6.7小结 90
第7章中断和中断处理91
7.1中断91
7.2中断处理程序92
7.3上半部与下半部的对比93
7.4注册中断处理程序93
7.4.1中断处理程序标志94
7.4.2一个中断例子95
7.4.3释放中断处理程序95
7.5编写中断处理程序96
7.5.1共享的中断处理程序97
7.5.2中断处理程序实例97
7.6中断上下文99
7.7中断处理机制的实现100
7.8/proc/interrupts102
7.9中断控制103
7.9.1禁止和激活中断103
7.9.2禁止指定中断线105
7.9.3中断系统的状态105
7.10小结106
第8章下半部和推后执行的工作107
8.1下半部107
8.1.1为什么要用下半部108
8.1.2下半部的环境108
8.2软中断110
8.2.1软中断的实现111
8.2.2使用软中断113
8.3tasklet114
8.3.1tasklet的实现114
8.3.2使用tasklet116
8.3.3老的BH机制119
8.4工作队列120
8.4.1工作队列的实现121
8.4.2使用工作队列124
8.4.3老的任务队列机制126
8.5下半部机制的选择127
8.6在下半部之间加锁128
8.7禁止下半部128
8.8小结129
第9章内核同步介绍131
9.1临界区和竞争条件131
9.1.1为什么我们需要保护132
9.1.2单个变量133
9.2加锁134
9.2.1造成并发执行的原因135
9.2.2了解要保护些什么136
9.3死锁137
9.4争用和扩展性138
9.5小结140
第10章内核同步方法141
10.1原子操作141
10.1.1原子整数操作142
10.1.264位原子操作144
10.1.3原子位操作145
10.2自旋锁147
10.2.1自旋锁方法148
10.2.2其他针对自旋锁的操作149
10.2.3自旋锁和下半部150
10.3读-写自旋锁150
10.4信号量152
10.4.1计数信号量和二值信号量153
10.4.2创建和初始化信号量154
10.4.3使用信号量154
10.5读-写信号量155
10.6互斥体156
10.6.1信号量和互斥体158
10.6.2自旋锁和互斥体158
10.7完成变量158
10.8BLK:大内核锁159
10.9顺序锁160
10.10禁止抢占161
10.11顺序和屏障162
10.12小结165
第11章定时器和时间管理166
11.1内核中的时间概念166
11.2节拍率:HZ167
11.2.1理想的HZ值168
11.2.2高HZ的优势169
11.2.3高HZ的劣势169
11.3jiffies170
11.3.1jiffies的内部表示171
11.3.2jiffies的回绕172
11.3.3用户空间和HZ173
11.4硬时钟和定时器174
11.4.1实时时钟174
11.4.2系统定时器174
11.5时钟中断处理程序174
11.6实际时间176
11.7定时器178
11.7.1使用定时器178
11.7.2定时器竞争条件180
11.7.3实现定时器180
11.8延迟执行181
11.8.1忙等待181
11.8.2短延迟182
11.8.3schedule_timeout()183
11.9小结185
第12章内存管理186
12.1页186
12.2区187
12.3获得页189
12.3.1获得填充为0的页190
12.3.2释放页191
12.4kmalloc()191
12.4.1gfp_mask标志192
12.4.2kfree()195
12.5vmalloc()196
12.6slab层197
12.6.1slab层的设计198
12.6.2slab分配器的接口200
12.7在栈上的静态分配203
12.7.1单页内核栈203
12.7.2在栈上光明正大地工作203
12.8高端内存的映射204
12.8.1永久映射204
12.8.2临时映射204
12.9每个CPU的分配20512.10新的每个CPU接口206
12.10.1编译时的每个CPU数据206
12.10.2运行时的每个CPU数据207
12.11使用每个CPU数据的原因208
12.12分配函数的选择209
12.13小结209
第13章虚拟文件系统210
13.1通用文件系统接口210
13.2文件系统抽象层211
13.3Unix文件系统212
13.4VFS对象及其数据结构213
13.5超级块对象214
13.6超级块操作215
13.7索引节点对象217
13.8索引节点操作219
13.9目录项对象222
13.9.1目录项状态222
13.9.2目录项缓存223
13.10目录项操作224
13.11文件对象225
13.12文件操作226
13.13和文件系统相关的数据结构230
13.14和进程相关的数据结构232
13.15小结233
第14章块I/O层234
14.1剖析一个块设备234
14.2缓冲区和缓冲区头235
14.3bio结构体237
14.3.1I/O向量238
14.3.2新老方法对比239
14.4请求队列240
14.5I/O调度程序240
14.5.1I/O调度程序的工作241
14.5.2Linus电梯241
14.5.3最终期限I/O调度程序242
14.5.4预测I/O调度程序244
14.5.5完全公正的排队I/O调度程序244
14.5.6空操作的I/O调度程序245
14.5.7I/O调度程序的选择245
14.6小结246
第15章进程地址空间247
15.1地址空间247
15.2内存描述符248
15.2.1分配内存描述符249
15.2.2撤销内存描述符250
15.2.3mm_struct与内核线程250
15.3虚拟内存区域251
15.3.1VMA标志251
15.3.2VMA操作253
15.3.3内存区域的树型结构和内存区域的链表结构254
15.3.4实际使用中的内存区域254
15.4操作内存区域255
15.4.1find_vma()256
15.4.2find_vma_prev()257
15.4.3find_vma_intersection()257
15.5mmap()和do_mmap():创建地址区间258
15.6mummap()和do_mummap():删除地址区间259
15.7页表260
15.8小结261
第16章页高速缓存和页回写262
16.1缓存手段262
16.1.1写缓存262
16.1.2缓存回收263
16.2Linux页高速缓存264
16.2.1address_space对象264
16.2.2address_space操作266
16.2.3基树267
16.2.4以前的页散列表268
16.3缓冲区高速缓存268
16.4flusher线程268
16.4.1膝上型计算机模式270
16.4.2历史上的bdflush、kupdated和pdflush270
16.4.3避免拥塞的方法:使用多线程271
16.5小结271
第17章设备与模块273
17.1设备类型273
17.2模块274
17.2.1Hello,World274
17.2.2构建模块275
17.2.3安装模块277
17.2.4产生模块依赖性277
17.2.5载入模块278
17.2.6管理配置选项279
17.2.7模块参数280
17.2.8导出符号表282
17.3设备模型283
17.3.1kobject283
17.3.2ktype284
17.3.3kset285
17.3.4kobject、ktype和kset的相互关系285
17.3.5管理和操作kobject286
17.3.6引用计数287
17.4sysfs288
17.4.1sysfs中添加和删除kobject 290
17.4.2向sysfs中添加文件291
17.4.3内核事件层293
17.5小结294
第18章调试295
18.1准备开始295
18.2内核中的bug296
18.3通过打印来调试296
18.3.1健壮性296
18.3.2日志等级297
18.3.3记录缓冲区298
18.3.4syslogd和klogd298
18.3.5从printf()到printk()的转换298
18.4oops298
18.4.1ksymoops300
18.4.2kallsyms300
18.5内核调试配置选项301
18.6引发bug并打印信息301
18.7神奇的系统请求键302
18.8内核调试器的传奇303
18.8.1gdb303
18.8.2kgdb304
18.9探测系统304
18.9.1用UID作为选择条件304
18.9.2使用条件变量305
18.9.3使用统计量305
18.9.4重复频率限制305
18.10用二分查找法找出引发罪恶的变更306
18.11使用Git进行二分搜索307
18.12当所有的努力都失败时:社区308
18.13小结308
第19章可移植性309
19.1可移植操作系统309
19.2Linux移植史310
19.3字长和数据类型311
19.3.1不透明类型313
19.3.2指定数据类型314
19.3.3长度明确的类型314
19.3.4char型的符号问题315
19.4数据对齐315
19.4.1避免对齐引发的问题316
19.4.2非标准类型的对齐316
19.4.3结构体填补316
19.5字节顺序318
19.6时间319
19.7页长度320
19.8处理器排序320
19.9SMP、内核抢占、高端内存321
19.10小结321
第20章补丁、开发和社区322
20.1社区322
20.2Linux编码风格322
20.2.1缩进323
20.2.2switch语句323
20.2.3空格324
20.2.4花括号325
20.2.5每行代码的长度326
20.2.6命名规范326
20.2.7函数326
20.2.8注释326
20.2.9typedef327
20.2.10多用现成的东西328
20.2.11在源码中减少使用ifdef328
20.2.12结构初始化328
20.2.13代码的事后修正329
20.3管理系统329
20.4提交错误报告329
20.5补丁330
20.5.1创建补丁330
20.5.2用Git创建补丁331
20.5.3提交补丁331
20.6小结332
参考资料333
linux5000端口是什么服务linux500
linux根分区的大小一般是多少?
分区的大小,主要看你的系统磁盘空间情况和你的具体应用。如果只是日常使用,建议10-20G即可满足大部分需求。
如果你的系统提供多用户登录的话,这样可以适当的放大一些,一般每个用户分配500-1024M也可满足需要了。
建议给/var/和/usr/local做成独立的分区,也可以适当的多分配些空间,但一般每个区10G也够用了。
如果还有剩余空间,可以根据需要划分城一个独立分区,或多个逻辑分区,以供不同的应用使用。
linux超级用户和普通用户的区别?
在Linux系统中,有三类用户,分别是系统用户、普通用户和根用户。
1.普通用户:是Linux的真实用户,这类用户可以通过用户名和密码登录,通常普通用户的UID大于500;
2.系统用户:是系统运行时的一些特殊用户,这类用户往往不能登录到系统中,但是一些进程需要使用这类用户运行,比如系统中的htpd进程就是使用用户apache运行的;
3.根用户:又叫root,它的UID为0,也是系统中的超级用户,拥有最高权限。
除了用户之外,Linux系统中还存在用户组,而用户组也是用数字来区分的,即GroupID,简称为GID。
Linux能应用在哪些领域呢?
锂电池行业现状
1
锂电池
锂电池是指以嵌锂化合物为正负极材料的二次电池。在充放电过程中,锂离子在两个电极间往返脱嵌和嵌入。相对于传统铅酸电池和镍铬电池等,锂电池具有能量密度高、循环寿命长、充放电性能好、使用电压高、无记忆效应、污染较小和安全性高等优势。锂电池相当于传统燃油车的内燃机,对于意在新能源行业领域弯道超车赶超传统燃油车发达国家欧美日韩等国的中国来说,发展锂电池行业早已上升为国家战略。
锂电池占新能源汽车成本的40%以上,是最大的成本构成。锂电池的核心部分主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大关键材料组成。根据日本IIT的研究报告,正极材料、负极材料、电解液、隔膜分别占锂离子电池材料成本的比例约为30%、10%、17%、25%。(图一)
图1锂电池材料成本占比
2
锂电池整体产业链的上下游
锂电池整体产业链较长,覆盖的行业较广。原材料主要包括锂、钴、镍、锰、铝、氟、石墨等矿产资源,聚乙烯、聚丙烯、沥青、尼龙等石油、煤化工行业资源;上游行业涵盖正极材料、负极材料、电解液、隔膜、铝箔、铜箔和锂电池生产设备制造等;中游行业包括锂电池生产企业,主要进行圆柱、软包、金属壳电池的生产和集成PACK;下游行业为锂电池应用领域,如数码电子产品、新能源汽车、动力电池回收、储能设备等行业。(图2)
图2锂电池产业链
锂电池分类
1
以正极材料分类
以正极材料分类,锂电池主要可以分为:钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂和三元材料等。
钴酸锂
首个成功商业化的锂离子电池正极材料。由于存在钴资源相对贫乏、价格较高、对环境有毒性影响等缺点,再加上该材料安全性能较差、容量相对较低,大大限制了其应用和长远的发展。目前钴酸锂材料电池主要应用于数码产品的电池中。
锰酸锂
主要为尖晶石型锰酸锂。相对钴酸锂,具有资源丰富、价格便宜、对环境污染小且安全性能优良等特点。但尖晶石的结构很难保持完整性,循环性较差,高温循环中锰在电解液中的溶解和Jahn-Teller效应(非线性分子的电子云在某些情形下发生的构型形变)导致材料的容量衰减严重。锰酸锂的优势在于成本低,劣势是比能量已达极限,因此只能用于特定应用领域的专用车型。
磷酸铁锂
原材料丰富、价格相比其他材料来比较低廉、对环境友好,加上较好的循环性能和高安全性,使得其广泛应用于客车领域。但是磷酸铁锂材料的导电性较差,振实密度较低,导致体积能量密度较低,限制了其进一步的应用。
钛酸锂
钛酸锂是一个优缺点都很明显的材料,而且可以做正极也可以做负极,当其作为正极材料时能量密度低的缺点凸显,作为负极材料时其高寿命的优点却无法得到其他短寿命的正极材料充分利用。钛酸锂优势在于能够实现快充(5min充满)、高寿命、安全性高、工作温度范围宽,但其低能量密度和容易胀气的短板在没有技术突破的前提下,只适合应用于续航里程相对不敏感的公交车、客车等领域。
三元材料
受钴酸锂的金属元素掺杂改性的启发,三元材料得到快速发展。三元材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂(铝酸锂)的优点,形成了三元共荣体,可以充分发挥三个组元的作用。能量密度高是三元材料电池相较其他正极材料电池最为突出的优点,但安全性相对较低是其发展受到一定程度限制的最大原因。三元材料主要分为镍钴锰(NCM)和镍钴铝(NCA)两大类。其中镍(Ni)提供容量,含量越高电池的能量密度越大,钴(Co)贡献部分容量的同时稳定结构,锰(Mn)/铝(Al)主要用来稳定结构。三者协同作用,共同发挥出三元材料高能量密度、较低成本等优点。
传统“3C”类产品锂电池主要是钴酸锂材料,由于电脑、手机等市场已接近饱和,未来主要看智能手机的创新和期待智能穿戴产品的爆发,因此当前“3C”领域对锂电池需求将保持一个稳定的低增速。
近年来随着我国新能源汽车政策的实施以及新能源汽车生产量的迅速扩大,动力锂电池迎来了爆发,直接拉动相对应的磷酸铁锂和三元正极材料电池的出货量。
2017年以来,三元电池备受热捧。据统计,2017年前三季度中国动力锂电池产量31GWh,其中镍钴锰三元材料(NCM)占比49%,磷酸铁锂占比40%,锰酸锂占比8%。与此同时,根据国家规划,2020年要实现动力电池350Wh/kg的能量密度,2025年目标为400Wh/kg,2030年目标为500Wh/kg。对动力锂电池高能量密度的倾斜,使得许多企业及市场将目光转向三元材料锂电池,而磷酸铁锂电池似乎有些冷落。
据统计,镍钴锰三元材料(NCM)目前有333、523、622、811四种型号(数字代表镍钴锰元素的比例,如NCM523代表镍:钴:锰比例为5:2:3),作为主要活性元素的镍含量越高,电池的容量优势越显著。目前,三元电池企业主要应用的是NCM333与NCM523,NCM622已经进入部分企业的供应链体系,NCM811正处于研发阶段。
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以封装材料分类
方形硬壳(铝壳/钢壳)电池
方形硬壳电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,内部电芯采用卷绕或叠片工艺,对电芯的保护作用优于软包电池(铝塑膜电池),电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。
方形铝壳动力锂电池在钢壳基础上发展而来,与钢壳相比,轻重量和安全性以及由此而来的性能优点,使铝壳成为方形硬壳动力锂电池外壳的主流。由于方形硬壳动力锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产,所以市场上有成千上万种型号,而正因为型号太多,工艺很难统一。
软包电池(铝塑膜电池)
软包锂电池所用的关键材料,如正极材料、负极材料、隔膜、电解液等与传统的钢壳、铝壳锂电池之间区别不大,最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜),这是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包锂电池是对采用铝塑膜等软包装锂电池的简称,主要是为了区别于传统的采用铝金属等硬质壳体包装的锂电池。软包电池的安全性更好,重量更轻,容量更大。软包电池的不足之处是一致性较差,成本较高,容易发生漏液。
圆柱电池
圆柱型锂电池有诸多型号,比如18650、21700等。圆柱形锂电池生产工艺成熟,PACK成本较低,电池产品良率以及电池组的一致性较高。由于电池组散热面积大,其散热性能优于方型电池。圆柱形电池便于多种形态组合,适用于电动车空间设计的充分布局。但圆柱形电池一般采用钢壳或铝壳封装,比较重,比能量相对较低。随着电动汽车市场的进一步扩大和对续航里程要求的不断提升,整车企业对动力电池在能量密度、制造成本、循环寿命和产品附加属性等方面都提出了更高的要求。在原材料领域尚未获得巨大突破的前提下,适当增大圆柱电池的体积以获得更多的电池容量,便成为一种可探索的方向。
行业及值得关注的方向
尽管新能源行业面临着补贴退坡20%的危机感,但是目前新能源汽车正处于全球化发展阶段,随着多国制定禁售燃油车时间表,人们可以明显感受到新能源汽车发展在持续加速。2017年9月9日,工信部副部长辛国斌指出,已启动停止销售传统能源汽车时间表制定。2017年9月28日,工信部发布了《乘用车企业平均燃料消耗与新能源汽车积分并行管理办法》,确定了我国新能源汽车发展目标。国家政策依然在促进新能源汽车的推广,那么作为新能源汽车核心部件的锂电池情况又是如何呢?
2017年前10个月,锂电池总装机量18.1GWh(非产量),同比增长31.43%。随着未来新能源汽车的进一步普及,锂电池需求将保持增长。据中商产业研究院发布的《2017-2022年中国动力电池市场调研及投资潜力报告》预测,到2020年中国动力电池产量将超过140GWh。(图3)
图32016-2020年中国动力电池产量及增速预测
看数据整个行业依然前景美好,然而在同时面对下游端新能源汽车企业的降低成本要求和上游原材料端供货紧缺价格猛增的双重压力下,锂电池生产厂商的利润下降也就不可避免。随着各个电池生产厂商纷纷进行厂房生产线的升级改造和生产厂房的扩建,锂电池生产厂商将会面临一个严峻的问题:低端电池产能过剩,优质电池供应不足。由于正负极材料、隔膜、电解液等配套材料在过去一两年中也在积极扩产,锂电池产能过剩还将通过传导使得锂电池产业链各环节均出现不同程度的供需失衡。那么,整个锂电池产业链还有哪些环节可以关注呢?
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钴、镍原材料端
钴
2017年可以毫不夸张的称为“钴稀之年”,钴价的快速上涨主要是长期、中期、短期三种因素叠加造成。从长期因素分析,随着三元锂电材料受重视程度的提升和政策的支持,可以肯定今后三元锂电池为新能源电动车的主要电池类型,对其需求将出现大的增长。从中期或较长时期因素来分析,不仅是中国,全球的钴资源、特别是原生钴资源的供需矛盾未来都较为突出,供不应求的状况在全球范围内正成为一个共识。从短期因素来看,全球经济逐步复苏、美元加息等因素刺激大宗商品、有色金属整体回升,投机性资金看好钴金属,不惜重金投入。(图4)
图4钴价格涨跌图
镍
钴市上扬与三元电池抢占磷酸铁锂电池市场息息相关,然而乐观的背后需要注意的是“水能载舟亦能覆舟”。受成本、性能驱动,三元材料正在纷纷向着高镍化、低钴化发展。(图5)
图5镍价格涨跌图
“妖镍”过山车一般的价格波动让人难以揣度,目前新能源汽车动力电池对于镍的需求量占镍市场的份额并不高,但钴价高居不下,三元材料高镍低钴化已成趋势,高镍三元材料在能量密度上也有着更大的优势。目前,三元材料NCM622还未普及,而众多动力锂电池正极材料生产企业大力研发的NCM811可能还需要一些时间。当高镍三元材料逐渐成为市场主流的时候,镍的价格可能会如今年的钴价一般持续上涨。
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上游材料端
锂电池及其上游材料中的正极材料、负极材料、电解液和隔膜,2015年我国的产量占全球总产量的比重分别为49.11%、56.76%、67.89%、57.44%、38.96%,正极、负极和电解液三种材料基本能够满足国内需求而且大量出口海外。2016年隔膜材料大规模扩产后,全年产量达到10.84亿平,干法隔膜的产能已经得到释放,湿法隔膜预计2018年将逐步完成进口替代。2016年国内铝塑膜需求量为9500万_,而国内铝塑膜产量为494万_,目前国产化率尚不足8%。
铝塑膜为软包锂电池特有的外层封装材料,通常由三层复合组成,即外阻层、阻透层和热封层。塑膜成本占软包电池成本的15%-20%,而国内外铝塑膜的价格差距约在20%~30%。随着补贴下降压力传导至中游,锂电池厂商面临巨大成本压力,迫切需要降低锂电池原材料成本,因此铝塑膜实现进口替代、国产化需求日益凸显。随着全球软包电池的渗透率提高,铝塑膜的总需求也会大幅增长。(图6)
图6软包锂电池成本占比
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中游动力锂电池相关生产
技术改造公司
各大锂电池厂商都在扩建规模和提升产能,必然会带来旧设备的升级利用。国内动力电池生产线自动化率与国外相差较大,据统计数据,目前国内一线、二线厂商的自动化率分别为60%和30%,较国外先进企业85%的自动化率仍有提升空间。而技术改造公司可以适时进入锂电池行业。由于动力锂电池生产绝大部分工序都有着较高的技术壁垒,比如合浆机、涂布机、辊压机、模切机、卷绕机等专业性强,因此技术改造公司可以从技术壁垒相对较低的自动化装配线介入。
自动化装配线的特点主要负责的是成熟设备(如:绝缘电阻测试仪、超声波焊接机、CCD相机等)的集成,电芯单体的移动、翻转、装配、检测等,对于服务于车企、电子元器件等成熟行业的技术改造公司来说,装配线所需核心的元器件,如伺服电机、传感器、CCD相机、气缸、夹爪设计、夹具设计、机器人集成、传输带连接、PLC编程控制等,都属于技术改造公司最熟悉的应用领域。而技术改造公司需要结合锂电池生产厂的工艺需求和各个工序的装配精度、检测精度、生产节拍等细节,设计出满足其要求的设备升级改造方案。
机器人行业
随着机器人在智能制造行业的应用急速扩大,同时世界四大机器人家族(瑞士ABB、日本发那科公司、日本安川电机、德国库卡机器人)的供货不足和价格的提升,国产机器人替代进口是一大趋势。锂电池生产制造厂商由于频繁地产品换型和产能的大幅提升压力,智能化、柔性化、高效率的机器人逐渐成为其主要选择。在新能源行业补贴退坡20%的国家政策状况下,下游新能源汽车生产厂商对动力锂电池生产厂商提出降成本需求,同时原材料端价格的提升,两头的压力都迫使动力锂电池生产厂商尽可能降低成本。因此,国产机器人在动力锂电池产业链中的市场占有率将会逐步提升。
计算机视觉的应用
同机器人行业一样,计算机视觉应用行业同样属于一个应用面非常广的行业,其主要应用行业集中在军事、医疗、工业生产和人工智能领域。其在工业生产行业主要应用为无损尺寸检测和缺陷检测。随着动力锂电池行业越来越规范,其生产各工序品控不断提升,传统人工检测无论从精度和速度上都已经无法跟上产能的提升。而尺寸检测、缺陷检测几乎遍布整个动力锂电池生产的每一道工序。
根据不同的工艺需求,其所需的算法逻辑、CCD相机选型、光源选择等各个细节都不相同,这些需求都是相对较为特殊和独特的需求,而康耐视、基恩士等行业巨头的配套算法多是基于普遍性的检测,而专项的检测要求,一定会使康耐视、基恩士等行业巨头研发团队的产生高额费用。因此,国内计算机视觉的应用算法公司就有了进入动力电池行业的机会。
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下游动力锂电池的回收、储能设备
动力电池回收
12月1日,《车用动力电池回收利用拆解规范》正式开始实施。这是由工信部提出的国内首个关于动力电池回收利用的国家标准,明确指出回收拆解企业应具有相关资质,进一步保证了动力电池回收利用的安全、环保、高效。《拆解规范》对废旧动力电池回收利用的安全性、作业程序、存储和管理等方面都进行了严格规定,在一定程度上规范了我国车用动力电池的回收利用及拆解、专业性技术及动力电池回收体系,有利于行业发展。
据统计,国内动力电池将在2020年前后进入报废高峰,累计报废量将达到12-17万吨,而2016年实际拆解回收不足1万吨。
动力电池中正极材料、电解质处理不当对环境污染巨大,且我国钴等稀缺金属对外依赖严重。据有关机构测算,2018年从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模将达到53.23亿元,2020年达到101亿元,2023年将达到250亿元。所以,动力电池回收将成为国内新能源汽车发展的关键。明年2月1日起,《车用动力电池回收利用余能检测》等3项动力电池新国标也将正式实施。随着较为完善的国标体系的建立,动力电池回收和梯次利用的无序状态将有望改善。
梯次利用是指将退役的动力电池,运用在储能、分布式光伏发电、低速电动车等领域,发挥再利用价值。而当电池无法进行梯次利用时,则需要进行拆解回收。
清华大学核能与新能源技术研究院研究员徐盛明认为,废旧动力电池资源回收和梯次利用市场空间巨大。“目前处在技术积累和研发阶段。未来回收技术和梯次利用技术创新是企业竞争力的重要体现。”
因此,专业回收处理动力电池的企业将会在未来的几年迎来一个发展时期。
储能设备
随着未来锂电池价格降低,锂电池梯次利用越来越规范,储能锂电池市场的经济性将逐步凸显。据预测到2020年,我国储能锂电池需求有望达到16.64GWh,2017-2020年市场增速有望维持在40%以上,如果储能市场能够随电池降价而实现快速成长,则有望带来增量设备需求。(图7)
图7储能锂电池需求预测
目前,中国锂电储能市场尚未出现龙头企业,各大企业均处于布局阶段,产值均在5亿元以下。由于国内储能政策不明朗,锂电储能电池价格较贵,且还存在一定的技术瓶颈。
中商产业研究院《2017-2022年中国锂电池市场调研及预测报告》显示,2016年中国储能锂电池市场规模约52亿元。其中,储能电池市场占比最大的是比亚迪,为14%;其次是富朗特及圣阳股份,均为7%。(图8)
图82016年中国储能锂电池市场竞争格局图
潜在颠覆动力锂电池的五大电池
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金属空气电池
金属空气电池理论上正极的容量密度无限大,以空气中的氧气为正极,以铝、镁、锌、锂等活泼的金属为负极材料,可以获得超高能量密度。但空气电池的研发成本很大,其所遇到的难题也一直未能解决。
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固态电池
液态锂离子电池能量密度极限在350Wh/kg,用固态电解质替代锂离子电池中的电解液+隔膜之后的固态电池,适配更高能量密度的正负极材料,能量密度能够达到500-600Wh/kg,被公认为下一代锂离子电池技术。丰田、宝马、菲斯克、博洛雷、松下、三星、三菱、现代、戴森、宁德时代等企业,都在加紧布局固态电池的储备研发。
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锂硫电池
单质硫的理论比容量和比能量可高达1675mAh/g和2567Wh/kg,硫还具有价格低廉、环境友好等优点,有望成为下一代理想的正极材料。在同等质量下,锂硫电池可拥有传统锂离子电池6-7倍的电量,但目前使用寿命还达不到预期。未来锂硫电池的使用循环寿命达到与锂离子电池相当之后,将成为理想的替代产品。
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燃料电池
燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。常用的燃料除氢气外还有甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等。氢燃料电池成为与锂电池相抗衡的一大技术路线,具有零排放、长续航、加氢时间短等特性,但是也面临氢气制造、存储与安全性问题,以及催化剂金属铂的稀有问题。
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石墨烯电池
石墨烯被誉为材料之王,具有极高的导热性、导电性、比表面积等优良特性,使其成为储能、电子、光电器件的首选材料,应用在电池领域,其对于快充、耐高温等特性的提升是非常显著的。
石墨烯虽然成为多方角逐的焦点,各国政府和产业也纷纷进行布局,但受限于成本等问题,石墨烯应用方面还存在诸多问题,目前市场应用主要是以添加剂和辅助材料来使用,难以发挥其真正实力,因此也被称为“工业味精”。例如在锂电池中加入石墨烯材料,或者作为导电剂提高快充性能的电池被称作“石墨烯基电池”,而不是真正的“石墨烯电池”。
锂电池行业投资建议
由于前几年国家政策的扶持,锂电池整体行业处于风口,导致大量资本介入,从而搅乱了整个市场。从2016年下半年开始,锂电池行业在国家政策的指导下,明显加快了行业的整合速度。在新的电池出现替代锂电池前,可以对以下几点持续关注:
在高镍正极材料逐渐抢占市场时,镍材料的价格提升;
国内有技术优势的铝塑膜生产厂家;
智能制造技术改造公司从锂电池装配线升级改造介入锂电池行业;
国产机器人制造厂家逐步介入锂电池生产厂家的智能化、柔性化、高效率产线升级;
锂电池行业越来越规范,产品质量控制越来越严格时,成熟的计算机视觉团队能够借机发展壮大;
2020年左右,大量动力锂电池报废时,电池回收企业和储能设备企业的发展机会将会到来。
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linux用什么命令知道所有用户?
Linux里查看所有用户
(1)在终端里.其实只需要查看/etc/passwd文件就行了.
(2)看第三个参数:500以上的,就是后面建的用户了.其它则为系统的用户.
或者用cat/etc/passwd|cut-f1-d: