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2016年鋰電池行業發展概況及發展前景分析
2016/8/19 10:27:33 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:電池按工作性質可以分為一次電池和二次電池。一次電池是指不可循環使用的電池,如堿錳電池、鋅錳電池等;二次電池則可以多次充放電、循環使用,如先后實現商業化應用的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池。與其他電池相比,鋰電池具有高能量密度、高電壓、電池按工作性質可以分為一次電池和二次電池。一次電池是指不可循環使用的電池,如堿錳電池、鋅錳電池等;二次電池則可以多次充放電、循環使用,如先后實現商業化應用的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池。與其他電池相比,鋰電池具有高能量密度、高電壓、壽命長、無記憶效應等優點。
鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解液和外殼五金件等構成。
①正極材料:由活性物質(含鋰的過渡金屬氧化物,常用的材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰)、導電劑、溶劑、粘合劑和基體組成;
②負極材料:由活性物質(石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中間相碳微粒)、粘合劑、溶劑和基體組成;
③隔膜:目前主要是聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)微孔膜,它的功能是隔離正負極,阻止電子穿過,同時能夠允許鋰離子通過,從而完成在電化學充放電過程中鋰離子在正負極之間的快速傳輸;
④電解液:一種有機電解液,大部分是由六氟磷酸鋰(LiPF6)加上有機溶劑配成。
需要說明的是,正負極材料需要涂布在基體上,一般正極材料的基體為鋁箔,負極材料的基體為銅箔。
常見圓柱形鋰電池的結構
與其他二次電池相比,鋰電池的優點十分明顯:①工作電壓高,鋰電池的工作電壓可達 3.6V,是鎳鎘和鎳氫電池工作電壓的三倍;②能量比高,鋰電池能量比目前已達 140Wh/kg,是鎳鎘電池的 3 倍,鎳氫電池的 1.5 倍;③循環壽命長,目前鋰電池循環壽命已達 1,000 次以上,在低放電深度下可達幾萬次,大大優于其他二次電池;④自放電小,鋰電池月自放電率僅為 6-8%,遠低于鎳鎘電池(25-30%)及鎳氫電池(30-40%);⑤無記憶效應,可以根據要求隨時充電而不會降低電池性能;⑥對環境無污染,鋰電池中不存在有害物質,是名副其實的“綠色電池”。
自 1992 年日本索尼公司開發出可以商業化應用的鋰電池以來,隨著技術的不斷進步,鋰電池已經在人們的生活中得到了廣泛的應用,如消費電子產品、新能源交通工具及儲能等領域。
鋰電池市場是所有二次電池市場中成長速度最快的。在 2002-2012 年 10 年間,全球鋰電池市場按產銷量來看年均增長速度超過了 25%,按營收規模來看年均增長速度超過了 14%。從產銷量來看,2012 年全球鋰電池市場銷量共計 44.5 億只,約合 3227.5 萬 kWh,實現營收106.85 億美元。
全球鋰電池銷售收入
近年來,全球鋰電池市場需求增長主要來自于消費類電子產品以及電動工具,智能手機、平板電腦等新型電子產品的普及是鋰電池市場增長的主要動力。
未來以消費電子產品為代表的傳統鋰電池市場的需求將繼續呈現穩步增長的態勢,而隨著新能源汽車技術和儲能電站的發展成熟,鋰電池市場的增長將主要來自于動力電池與儲能電池領域。
①傳統消費電子產品市場需求
手機是鋰電池最早商業化的應用領域,同時也是鋰電池在消費電子產品方面最大的市場。目前,手機鋰電池市場的需求已經進入成熟期,需求增長總體較為平穩。但是隨著 4G 網絡和智能手機的快速發展,消費者對手機上網、移動支付、手機游戲等需求增加,全球智能手機市場快速增長。2014 年全球智能手機出貨量達到 13 億部,同比增長 29.46%。
個人電腦是鋰電池的又一主要應用領域,隨著筆記本電腦價格逐步下降,2006 年以后筆記本電腦逐漸取代臺式機成為個人電腦市場的主力產品。筆記本電腦市場的快速成長,帶動了對鋰電池需求的快速增長。此外,自 2010 年美國蘋果公司推出 iPad 以來,全球平板電腦的銷量便迅猛增加。2010 年-2014 年,全球平板電腦銷量從 1,940 萬臺提高到 2.296 億臺,增長了 11.84 倍。
全球平板電腦銷售量(萬臺)
②電動工具類動力鋰電池市場需求
動力鋰電池的市場應用廣、增長快,隨著鋰電生產工藝及鋰電容量和性能的提升,動力鋰電池是未來鋰電需求增長的主要因素之一。動力鋰電池的細分應用市場主要有電動工具、電動自行車、電動汽車等領域。
電動工具用鋰電池的增長,除電動工具市場本身增長外,更重要的因素是鋰電池對傳統鎳鎘電池、鎳氫電池的替代作用。鎳鎘電池記憶效應高、壽命短、鎘元素污染大,鎳氫電池能量密度低、電壓低,而鋰電池設計輕巧,適合便攜,成為電動工具市場電池配置的發展趨勢。
③新能源汽車領域市場需求
全球性的石油資源緊缺與氣候環境不斷惡化使現代人類社會的發展面臨著嚴峻挑戰,發展節約能源與無廢物排放的新能源汽車已受到各國政府的高度重視。發展新能源汽車不僅可以減少環境污染,還是各國提振汽車工業、占領新技術制高點、開拓新的經濟增長點的大好契機。為此,世界主要工業國均出臺了鼓勵以電動汽車為主的新能源汽車發展的產業政策。2014 年 7 月,國務院發布《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》,對充電設施建設、財政稅收政策支持、政府采購、準入政策等提出指導方向,助推新能源汽車商業化、市場化進程提速。
我國對于新能源汽車產業的政策扶持將加速推進新能源汽車的發展,到 2015 年,我國純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達到 50 萬輛;到 2020 年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達 200 萬輛、累計產銷量超過 500 萬輛。
新能源汽車產銷量
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