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鋰離子電池成為新能源車、電動車用電池首選

發布時間: 2014-10-08 08:50:12    來源: 第一電動網
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[摘要]鋰電池上游是鋰電池材料所需的礦產資源,中游為鋰電池生產廠商,包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、導電劑和粘合劑的生產等,下游主要是鋰電配套應用領域,目前已廣泛用于消費類電子產品、電動汽車、工業儲能。


消費類電子產品市場對鋰電池的需求穩定增長
  目前,消費類電子產品占鋰電池需求的58%,鋰電池在消費類電子產品方面的應用主要包括:手機、個人電腦、平板電腦、數碼相機、移動電源、電子煙等。
近年來,隨著智能手機不斷的更新換代以及售價的降低,全球手機的比重不斷攀升,從而增加了鋰電池的需求量。2013年全球手機出貨量較2012年增長4%,其中智能手機出貨量為10.04億部,占全球手機出貨量的55%,較2012年增長38%。
非手機消費類電子產品領域:最近幾年雖然數碼相機和筆記本電腦趨于飽和,但平板電腦、電子煙出貨量一直維持著高速增長的態勢。2013年,全球平板電腦出貨量為2.2億臺,較2012年1.4億臺增長57%。全球電子煙市場規模在2013年達25億美元,占全球煙草0.1%,有報道預測至2050年電子煙占比將達到4%,帶動鋰電池行業快速發展。
工業儲能是鋰電池需求新的增長點
鋰電池在工業儲能中的應用包括一般UPS儲能電源、電動工具、工業機械、移動基站電源、風光發電配套。雖然目前鉛酸蓄電池多用于儲能設備,但隨著鋰電池技術的不斷成熟,鋰電池將慢慢取代鉛酸蓄電池。2012年全球鋰電池需求總量中,工業儲能市場消耗467.36萬kWh,占比12.25%,中國電動工具用鋰電池市場需求稍大,工業儲能市場共消耗鋰離子電池73.15萬kWh,占比15.65%,高于全球。此外,移動基站電源市場成長最快,2012年消耗5.80萬kWh的鋰電池,較2011年有大幅度攀升。
鋰電池行業日韓暫時領先,中國迎頭趕上
  日本和韓國鋰電池市場領先于中國,中國的發展潛力巨大。就全球鋰電池市場來看,韓國已經超過日本成為最大的鋰電池國家,日本的松下、索尼、韓國的三星、LG鋰電池在全球鋰電池市場中遙遙領先,中國的比克、力神以及新能源等公司正迎頭趕上,近幾年增長迅猛,逐漸縮短與日韓的差距,未來發展潛力巨大。
我國鋰電池企業逐漸呈現出強者更強的局面。國內鋰電池的發展晚于發達國家,技術水平還不及美日韓,但通過近幾年的不斷努力,鋰電池走出了萌芽期,已經步入成長期。目前我國市場上涌現出一批具有國際先進水平的鋰電池企業,這些企業不斷開拓創新,開發出高性能的鋰電池,并加強與國外頂尖廠商的協同合作,進一步提高公司的實力,形成良性循環,達到強者更強的局面。
應用領域需求爆發,鋰電池關鍵材料飛速發展
鋰電池四大關鍵材料中技術逐漸突破,高端鋰電池材料發展空間廣闊。雖然目前我國鋰電池材料技術水平偏低,鋰電池材料多集中在中低端領域,但是隨著電動汽車快速發展以及國家政策的支持,鋰電材料開發動力十足,技術水平將會進一步提高,高端產品發展空間巨大。
從技術壁壘上看,隔膜>六氟磷酸鋰電解質>正極材料>電解液>負極材料。
正極材料發展迅猛,三元材料或成明日之星
  正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料。四大材料生產中,正極材料是鋰電池的核心,占鋰電池成本的30%以上,比重最大。正極材料的好壞直接決定了鋰電池各種性能指標,如能量密度性能、比功率、溫度適用范圍及安全性能等等。
磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料并駕齊驅,共同發展。目前已進入商業化的正極材料包括鈷酸鋰(LCO)、三元材料(NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸鐵鋰(LFP)等。各個國家乃至各個廠商對正極材料的選擇不盡相同,日本和韓國主要開發錳酸鋰(LMO)和鎳鈷錳酸鋰三元材料(NCM),中國更偏向磷酸鐵鋰(LFP)的發展。
正極材料的性能各有利弊,根據下游產品的需求,選擇的正極材料品種不盡相同:消費類電子產品領域鋰電正極材料的性能需求側重鋰電能量密度和安全性;動力電池正極材料的性能需求為高電壓、高能量、高功率和寬溫度范圍。
鈷酸鋰(LiCoO2),最早商業化的鋰正極材料,因鈷(Co)價格昂貴,環境污染嚴重,替代趨勢明顯。LiCoO2的研究始于二十世紀八十年代,LiCoO2的合成方法包括高溫固相反應法、低溫共沉淀法和凝膠法。其中比較成熟的方法是高溫固相反應法,即用碳酸鋰(Li2CO3)或氫氧化鋰(LiOH)與碳酸鈷(CoCO3)等鈷鹽按鋰與鈷摩爾比為1.0配料,在700~900℃空氣氣氛中煅燒而成。生產工藝簡單,電化學性能穩定,容量達到145mAh/g,近年來高電壓(4.5V)高壓實(4.1V)LiCoO2的發展,使容量達到185mAh/g的容量。但是,LiCoO2安全性差且Co價格昂貴、資源短缺,污染大,因此急需開發比能量高、穩定性好、成本低廉的新型正極材料。

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