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未來(lái)十年鋰離子電池成為電動(dòng)汽車用電池主流
鋰離子電池上游是鋰離子電池材料所需的礦產(chǎn)資源,中游為鋰離子電池生產(chǎn)廠商,包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、導(dǎo)電劑和粘合劑的生產(chǎn)等,下游重要是鋰電配套應(yīng)用領(lǐng)域,目前已廣泛用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、工業(yè)儲(chǔ)能。
未來(lái)十年鋰離子電池成為電動(dòng)汽車用電池主流
縱觀發(fā)展歷程,動(dòng)力鋰離子電池分別經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料動(dòng)力鋰電池的時(shí)代。鉛酸電池目前占據(jù)二次電池80%以上的市場(chǎng)份額,重要應(yīng)用于電動(dòng)汽車市場(chǎng)和儲(chǔ)能市場(chǎng),鎳鎘電池重要應(yīng)用于電動(dòng)工具,但是鉛酸電池和鎳鎘電池均含有重金屬元素容易造成污染,因此推廣程度有限。鎳氫電池重要應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車(HEV),但性能不能滿足目前大力發(fā)展的純電動(dòng)汽車(EV)和插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV),此類電動(dòng)汽車需200公里以上的行駛里程,是鎳氫電池供應(yīng)的純電動(dòng)里程的10倍。雖然燃料動(dòng)力鋰電池的性能很好,但是技術(shù)難度大。
鋰離子電池以其優(yōu)越的性能和成熟的技術(shù)成為未來(lái)十年電動(dòng)汽車用電池首選。1)具有更高的能量質(zhì)量比、能量體積比。目前能達(dá)到100-125Wh/kg和240-300Wh/L,是鎳鎘電池的2倍,是鎳氫電池的1.5倍;2)電壓高。單節(jié)鋰離子電池電壓為3.6V-3.9V,相當(dāng)于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓;3)自放電小,可長(zhǎng)時(shí)間存放。充滿電的鋰離子電池儲(chǔ)存1個(gè)月后的自放電率為10%左右,大大低于鎳鎘電池的25-30%,鎳氫電池的30-35%,這是鋰離子電池最突出的優(yōu)越性;4)無(wú)記憶效應(yīng)。鋰離子電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng),所以鋰離子電池充電前無(wú)需放電;5)壽命長(zhǎng)。正常工作條件下,鋰離子電池可達(dá)到500次以上的充放電循環(huán)次數(shù);6)可以快速充電。通??梢圆捎?.5-1倍容量的電流充電,使充電時(shí)間縮短至1-2小時(shí);7)可以并聯(lián)使用;8)由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,是當(dāng)代最先進(jìn)的綠色電池。
電動(dòng)汽車爆發(fā)式上升,促進(jìn)鋰離子電池行業(yè)發(fā)展。以特斯拉電動(dòng)汽車為例,2013年,特斯拉ModelS全球銷量為2.23萬(wàn)輛,其中30%的用戶選擇入門級(jí)的60kWh電池,70%配置80kWh電池,由此推算,2013年Tesla消耗鋰離子電池總量達(dá)到165萬(wàn)kWh,由此推算出,特斯拉2013年全年消耗鋰離子電池?cái)?shù)量達(dá)到165萬(wàn)kWh,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他電動(dòng)汽車有關(guān)鋰離子電池的需求。隨著電動(dòng)汽車的飛速發(fā)展,若2014年ModelS超過(guò)3.5萬(wàn)輛的出貨量目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn),以及特斯拉第三代ModelX的上市,僅特斯拉一家公司鋰離子電池的需求量已超過(guò)259萬(wàn)kwh,鋰離子電池行業(yè)將實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式上升。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池在非電動(dòng)汽車領(lǐng)域需求仍廣闊
除了電動(dòng)汽車領(lǐng)域帶動(dòng)鋰離子電池的發(fā)展,鋰離子電池還應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)以及儲(chǔ)能領(lǐng)域,需求空間廣闊。2013年全球鋰離子電池需求產(chǎn)量為465億Wh,與2012年382億Wh相比上升21%,其中2013年我國(guó)市場(chǎng)鋰離子電池需求總量超過(guò)111億Wh,與2012年66億Wh相比,上升66%以上。
消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池的需求穩(wěn)定上升
目前,消費(fèi)類電子產(chǎn)品占鋰離子電池需求的58%,鋰離子電池在消費(fèi)類電子產(chǎn)品方面的應(yīng)用重要包括:手機(jī)、個(gè)人電腦、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電源、電子煙等。
近年來(lái),隨著智能手機(jī)不斷的更新?lián)Q代以及售價(jià)的降低,全球手機(jī)的比重不斷攀升,從而新增了鋰離子電池的需求量。2013年全球手機(jī)出貨量較2012年上升4%,其中智能手機(jī)出貨量為10.04億部,占全球手機(jī)出貨量的55%,較2012年上升38%。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
非手機(jī)消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域:最近幾年雖然數(shù)碼相機(jī)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上升的態(tài)勢(shì)。2013年,全球平板電腦出貨量為2.2億臺(tái),較2012年1.4億臺(tái)上升57%。全球電子煙市場(chǎng)規(guī)模在2013年達(dá)25億美元,占全球煙草0.1%,有報(bào)道預(yù)測(cè)至2050年電子煙占比將達(dá)到4%,帶動(dòng)鋰離子電池行業(yè)快速發(fā)展。
工業(yè)儲(chǔ)能是鋰離子電池需求新的上升點(diǎn)
鋰離子電池在工業(yè)儲(chǔ)能中的應(yīng)用包括一般UPS儲(chǔ)能電源、電動(dòng)工具、工業(yè)機(jī)械、移動(dòng)基站電源、風(fēng)光發(fā)電配套。雖然目前鉛酸蓄電池多用于儲(chǔ)能設(shè)備,但隨著鋰離子電池技術(shù)的不斷成熟,鋰離子電池將慢慢取代鉛酸蓄電池。2012年全球鋰離子電池需求總量中,工業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)消耗467.36萬(wàn)kWh,占比12.25%,我國(guó)電動(dòng)工具用鋰離子電池市場(chǎng)需求稍大,工業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)共消耗鋰離子電池73.15萬(wàn)kWh,占比15.65%,高于全球。此外,移動(dòng)基站電源市場(chǎng)成長(zhǎng)最快,2012年消耗5.80萬(wàn)kWh的鋰離子電池,較2011年有大幅度攀升。
鋰離子電池行業(yè)日韓暫時(shí)領(lǐng)先,我國(guó)迎頭趕上
日本和韓國(guó)鋰離子電池市場(chǎng)領(lǐng)先于我國(guó),我國(guó)的發(fā)展?jié)摿薮?。就全球鋰離子電池市場(chǎng)來(lái)看,韓國(guó)已經(jīng)超過(guò)日本成為最大的鋰離子電池國(guó)家,日本的松下、索尼、韓國(guó)的三星、LG鋰離子電池在全球鋰離子電池市場(chǎng)中遙遙領(lǐng)先,我國(guó)的比克、力神以及新能源等公司正迎頭趕上,近幾年上升迅猛,逐漸縮短與日韓的差距,未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
我國(guó)鋰離子電池公司逐漸呈現(xiàn)出強(qiáng)者更強(qiáng)的局面。國(guó)內(nèi)鋰離子電池的發(fā)展晚于發(fā)達(dá)國(guó)家,技術(shù)水平還不及美日韓,但通過(guò)近幾年的不斷努力,鋰離子電池走出了萌芽期,已經(jīng)步入成長(zhǎng)期。目前我國(guó)市場(chǎng)上涌現(xiàn)出一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的鋰離子電池公司,這些公司不斷開拓創(chuàng)新,開發(fā)出高性能的鋰離子電池,并加強(qiáng)與國(guó)外優(yōu)秀廠商的協(xié)同合作,進(jìn)一步提高公司的實(shí)力,形成良性循環(huán),達(dá)到強(qiáng)者更強(qiáng)的局面。
應(yīng)用領(lǐng)域需求爆發(fā),鋰離子電池關(guān)鍵材料飛速發(fā)展
鋰離子電池四大關(guān)鍵材料中技術(shù)逐漸突破,高端鋰離子電池材料發(fā)展空間廣闊。雖然目前我國(guó)鋰離子電池材料技術(shù)水平偏低,鋰離子電池材料多集中在中低端領(lǐng)域,但是隨著電動(dòng)汽車快速發(fā)展以及國(guó)家政策的支持,鋰電材料開發(fā)動(dòng)力十足,技術(shù)水平將會(huì)進(jìn)一步提高,高端產(chǎn)品發(fā)展空間巨大。
從技術(shù)壁壘上看,隔膜>六氟磷酸鋰電解質(zhì)>正極材料>電解液>負(fù)極材料。