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中国锂电池行业未来发展现状

发布时间:2020-06-27 10:31人气:1377

      锂离子电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池,是二次电池技术中能量密度最高、综合性能最好的电池,其市场份额自诞生之日起便逐年提升。与其他充电电池相比,锂离子电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点。锂离子电池已经占据了手机、笔记本电脑等消费电子类产品电池的主要市场,未来随着锂电生产工艺和电池性能的进一步提升,将占据储能电池、动力电池等领域的主要市场。2016年中国锂电池的产量达到78.42亿只,同比增长40%。


中国锂电池行业未来发展现状分析

目前,锂电池的主要应用领域为电子数码产品,主要包括平板电脑、笔记本电脑、手机、数码相机等产品,随着电动交通工具的快速发展和储能产业的逐步兴起,这两个领域也将成为锂电池未来的重点发展方向。从电子行业来看,电子数码产品经历了多年的快速上涨之后,预计未来会呈现平稳增长态势,随着电子数码产品向着便携化的方向发展,对电池产品提出了更高的要求,相应的,电池行业将向着能量密度高、容量大、重量轻的方向发展。绿色高性能锂电池将对镍氢、镍镉等低能量密度的电池产品形成规模化替代效应,从而将会带动锂电池正极材料制造业的发展。发展新能源汽车是我国产业发展的重要国策,一方面将有效缓解环境污染问题、降低对石油等能源的依赖,另一方面将进一步推动我国汽车产业的转型与升级,实现对发达国家的“弯道超车”。受政策推动,新能源汽车在近几年迎来高速的发展,其产量在2016年达到了51.7万辆,2014-2016年的复合增长率甚至超过了100%;预计到2020年,其总量将达到500万辆,未来几年新能源汽车市场有着巨大的发展潜力。随着上述行业的兴起和发展,锂电池产量在近年来也随之经历快速的增长,我国锂电池产量在2016年达到了78.42亿自然只,同比增长40.04%,在2014-2016年的复合增长率达到了21.76%。且在未来几年,随着下游需求侧行业的发展,尤其是新能源汽车产业的快速发展,未来锂电池的需求仍将继续保持较高的增长速率。

锂电池业的发展概况

1、全球锂电池产业竞争格局

自1991年全球第一只商业化锂离子电池由日本索尼推向市场以来,锂离子电池产业发展已走到其第25个年头。经过20多年的发展,锂离子电池市场规模从无到有,先后超越镍镉电池、镍氢电池等其他二次电池而发展成为仅次于铅酸电池的第二大二次电池产品。从1990年至2012年间,锂离子电池产量从0.5万kWh(1990年还处在试应用阶段)快速发展到3233.47万kWh(注:与国内统计的数据有所不同),年均复合增长率高达49%,仅次于铅酸电池的3.26亿kWh。2000年之前10年的锂离子电池市场规模的年均复合增长率高达70.8%,之后10年为年均27.1%。

从2010年至2015年,比传统功能手机更耗电的智能手机以及平板电脑、电动汽车等新兴市场的崛起,推动了锂离子电池市场的快速发展和市场普及。到2015年全球锂离子电池产量快速发展到7921.7万kWh,是2010年的3倍多。在全球经济总体处于低谷徘徊的情况下,如此高速增长尤为难得。

中国锂电池产业趋势预测分析

1、中国锂电池产业市场规模预测

锂离子电池未来的重点应用领域将集中在电动工具、纯电动车、新能源汽车和能源存储系统等,这些领域内的产业规模将在未来几年保持成倍的增长趋势,将刺激锂离子电池需求。预计未来几年,锂电池行业的市场容量将保持稳定的增长,到2022年我国锂电池行业的销售收入将达2129亿元。

2、中国锂电池产业发展趋势分析

(一)储能商业化发展推动动力锂电池产业迎来发展新机遇

储能技术是未来能源结构转变和电力生产消费方式变革的战略性支撑。在储能技术发展和商业化趋势推动下,动力锂电池作为新能源行业的主角之一也将迎来发展的新机遇。目前,成本过高制约了储能产业发展,市场对储能行业政策补贴预期较高,在中长期锂电池产业有望实现崛显示起。

(二)储能规模化发展将会促进锂电池产业链延伸与整合

随着新能源的发展和大规模并网,世界各国都在结合本国电网特点规划建设智能电网,通过全面改造现有的电力系统,构建成高效、自愈、经济、兼容、集成和安全的下一代电网。储能产业朝着规模化方向发展,储能产业规模化生产与资本、市场等方面密不可分。

据了解,为了更好落实国家战略、聚集社会资本、促进产业发展、支持金融创新、服务实体、规划产业链等的目标,中国能源研究会和中国开发性金融促进会在国家发改委、国家能源局、国家开发银行的指导之下,共同签署战略合作协议,成立了促进能源产业包括能源产业基金,成为对接资本、支持实体的平台。

储能规模化发展将会促进锂电池产业链延伸与整合,促使动力锂电池产业上中下游与资本对接,与市场同步,实现合作共赢。

(三)储能发展将推动锂电企业加速布局产业

在原来的规定中,辅助服务是指并网发电厂所提供的辅助服务,包括AGC调频在内的辅助服务的提供者限定为并网发电厂,储能作为非传统发电设备一直未获得市场主体地位。名不正则言不顺,这种没有市场地位的日子不好过,也严重制约了储能的发展。针对这一问题,《通知》明确,在发电侧建设的电储能设施,“可与机组联合参与调峰调频,或作为独立主体参与辅助服务市场交易”;用户侧建设的电储能设施,“可作为独立市场主体或与发电企业联合参与调频、深度调峰和启停调峰等辅助服务”。这意味着,无论是发电侧还是用户侧,储能都获得了独立市场地位。

在储能产业独立地位确定的影响下,动力锂电池产业纷纷加速布局产业发展。预计未来随着政策支持力度的加大,技术的进步和新能源电力增加等因素,锂电池行业市场规模有望快速增长。

3、中国锂电池细分市场前景分析

(一)二次电池市场趋势预测

在大型二次电池方面,由于环保、资源问题已成为21世纪全球共性话题,电动汽车/摩托车/自行车产业对二次电池需求虽然尚处于百事待兴的萌芽阶段,但各国都看好未来的市场潜力。

中国锂电池行业未来发展现状分析

在小型二次电池方面,随着全球电信市场的自由化,通讯市场的快速增长,笔记本型电脑资讯产品的产量大增,都将促使各类小型二次电池的需求量大幅扩张。预测未来,镍氢电池因环保问题,使用率将逐年减少,而镍氢电池及锉离子电池则因通讯/资讯产品轻、薄、短、小的发展趋势,求量将不断增长。

目前已投入锂离子二次电池生产的日本厂商有索尼、松下电池、三洋电机、ATBattery、日立Maxell、日本电池、日本Moli和富士写真软片等公司。另外还有加拿大的Moli公司。据悉,美国、法国、新加坡、韩国等有关企业亦将涉足该生产领域,尤其值得注意的是,韩国不论政府或民间企业均十分积极投入性离子二次电池的研发,加上大财团的涉入,其发展值得关注。韩国的最大特色在于找外国公司合作,以技术引进方式快速建立其生产能力。钾离子电池的未来发展可从正极、负极、电解液三方面来探讨。

在二次锂高分子电池的发展方面。因电解液属高分子。故安全性高、寿命长、具可塑性,可依产品需求做成各种形状。不过,在电解质导电度、电极和电解质介面稳定度等方面则尚有技术问题待克服。

(二)磷酸铁锂电池趋势预测

随着我国新能源汽车中使用锂离子电池比例不断升高,锂电池市场空间广阔。随着中国电动汽车销量的大幅增长,锂离子动力电池市场正进入黄金期,到2017年,动力电池产业规模将迎来爆发式增长。

目前在市场上新能源动动力电池主要是以锂电池为主。受政策利好新能源汽车市场影响,动力锂电池发展势头强劲。与传统电池相比,锂电池在同体积下容量更大,且生产、使用与回收过程绿色环保的特点,因而已被广泛应用于消费电子与储能产品领域。

铅酸电池虽然技术发展较为成熟,但是不符合国家节能环保的新理念,中国不鼓励发展。而镍氢电池实际上目前仅存的市场希望基本都在混合动力电池上,大部分专利核心技术掌握在日系厂家手中。从动力电池发展趋势来看,锂电池才是未来的主力军,各个车企均将锂电池的开发作为新能源汽车的主攻方向。

目前市场上正在使用和开发的锂电池正极材料主要包括钴酸锂(LCO)、镍钴锰(NCM)三元材料,尖晶石型的锰酸锂(LMO),橄榄石型的磷酸铁锂(LFP)等。据盖世汽车了解,中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。正极材料的应用领域分化明显,目前钴酸锂依然是小型锂电领域正极材料的主力,主要用于传统3C领域等;三元材料和锰酸锂主要在小型锂电中应用,在日本与韩国其作为动力电池的技术较为成熟,主要用于电动工具、电动自行车和电动汽车等领域;磷酸铁锂在国内在动力电池领域应用,并且是未来储能电池发展的方向。

(三)聚合物锂电池市场前景

聚合物锂电池是在原有钢壳、铝壳电池的基础上发展起来的第三代锂离子电池,以其更轻、更薄、能量密度更高的特点。这种聚合物锂电池它不但具有锂离子电池的所有技术优点,而且具有更高的能量和更好的安全性能。

聚合物锂电的安全性能要比传统的锂离子电池更高,该电芯先后拥有了ul、ce等国际认证,具有高品质及安全可靠的保证。对聚合物锂离子的初次试水成功后,目前它已经广泛用于全球各大著名厂商如ipod、三星、lg、moto等的多种移动数码产品上。

聚合物锂电池除了应用在上述成熟的数码设备上,还在一些新型的高科技产品上小试牛刀,并初尝战果。前两年一种新型的移动电源,就充分利用了聚合物锂电的轻、薄以及能量密度高的特点,实现了无需接驳电源,就可以为手机、数码相机、掌上电脑、游戏机、mp4、蓝牙耳机进行充电的功能,极大地解决了移动数码产品缺电的问题。

多重优势为聚合物锂电保驾护航凡是跟“电”有关的产品,安全问题首当其冲。由于聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装,有别于传统液态电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,传统液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气鼓,不会产生任何有害人身和财产安全的问题。此外,聚合物锂电池的工程样板上安装有全自动保护板,能对短路、过充电、过放电进行有效保护,不必担心过充或充不饱的情况发生。这就为采用这种电芯的产品提供了足够的安全保障,安全特性远优于传统的液态锂离子电池。

值得一提的是,由于聚合物电芯采用的材料本身具有足够的安全性,因此电池的保护线路设计中省去了ptc和保险丝,从而节约了电池成本。另外,聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,极大的减低了电池的自耗电,在一定程度上延长了数码产品的待机时间。此外,聚锂电池可以设计成任意形状,还可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,有的甚至可以根据手机,数码相机等的形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。它还具有无泄漏、无重金属、无污染等环保特性。眼下,采用聚合物电芯的产品正在迅速增多并悄然流行,成为移动生活必不可少的理想选择。

聚合物锂电成主流势在必行聚合物锂电池在安全性、体积、重量、容量、放电性能方面都比传统的液态锂电池更具有优势。过去,国内外聚合物锂离子电池生产厂商多采用美国贝尔实验室的bellcore工艺生产。但是由于该方法工艺繁琐、效率低、设备投资大和生产成本高等缺点,严重的制约了聚合物锂离子电池的发展与产业化。

近几年,在大量实验室工作的基础上,通过综合多项关键材料技术,国内已经有部分企业成功研制出了聚合物锂离子电池。聚合物锂电池在世界手机电池市场的规模逐渐扩大。

聚合物锂离子电池被认为是未来最具发展潜力和应用市场的电池产品,有着广阔的发展前景,是日本、中国等诸多大电池制造商重点投资和研发的方向之一。可以预见,聚合物锂离子电池是新一代移动数码设备的首选,也将成为最有希望替代传锂电池的产品。

(四)高分子锂电池趋势预测

手机,笔记本电脑等通信类电子产品已经成为当今人们生活中不可缺少的一部分。新一代通信产品无在朝轻、薄、短、小方向发展,因此新型电池的研发成功了急待解决的问题。小型二次电池(或充电电池)功能和特性已经成为决定新一代无线通信与笔记本电脑等便携式电子产品开发的关键。

二次电源的发展非常迅速,镍镉电池因能量不是很充足,而且由于其对环境的污染严重,在许多国家被严格控制。现在大量使用的二次电池主要有镍氢和锂离子电池两种,随着便携式电子产品的应用越来越广,这些电池的需求量随之增加。

世界各大电池公司为使公司的产品取得市场领先地位,纷纷致力于开发具有更高能量密度、可小型化、轻量化、薄型化、高安全性与低成本的新一代二次电池系统。高分子锂二次电池因为具备上述优点,更是各家厂商极力研发的目标。

一般电池的主要构造包括正极、负极与电解质三项要素。所谓高分子锂二次电池是指在三种要素中至少有一项或一项以上使用高分子材料的电池系统。在所开发的高分子锂二次电池中,高他子材料主要被用于正极及电解质。正极材料包括导电性高分子有机硫磺系化合物,或是一般锂离子电池所采用的无机化合物。电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液;负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物。

若拿高分子锂二次电池与现在市场上的锂离子电池做比较的话,可以发现高分子锂二次电池不论在形状、充放电、可靠性与此对环境的保护方面都有相当大的发展空间。在形状方面,高分子锂二次电池具有可薄形化、可任意面积与可任意形状等诸多优点,因此可以根据产品的需要,做成任何形状与容量的电池。在充放电方面,高分子锂二次电池因采用高分子正极材料与锂金属负极,其能量密度将比市场上的锂离子电池高50%以上。而在可靠性方面,则因为高分子锂二次电池的电解质采用高分子材料,不会发生漏液与燃烧爆炸等安全方面的问题。

由于高分子锂二次电池具有许多优点,许多厂商已竞相推出商品化的高分子锂二次电池,包括日本的日立Maxell、Yuasa、Toshiba美国的Ultralife、Moltech加拿大的Electrofuel等多家公司。这些公司都看中其超薄的特性。一般而言,高分子锂二次电池的厚度约为2-4mm,而现有的锂离子电池的最小厚度则是6mm,厚度至少可降低50%左右,因此可提供整机厂商在设计产品时相当大的弹性空间。



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