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  • 来源:创业找项目
  • 时间:2018-05-06
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  • 篇一:锂电池行业综述报告

    锂电池行业综述报告

    一、 锂电池分类和结构

    锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池,包括锂原电池与锂二次电池。锂原电池是不能充电重复使用的,二次电池是可以多次充放电使用的。锂原电池主要有锂锰电池、锂硫电池、锂亚硫酰氯电池、锂硫酰氯电池等。手表、计算器、计算机主板CMOS 中用到的3V 锂电池,主要是锂锰电池。而通常所说的锂电池,如手机锂电池,笔记本锂电池,属于锂二次电池。锂二次电池中最常见,也是应用最广泛的是锂离子二次电池,简称锂离子电池。 由于锂离子电池具备可反复充放电的性质,而且在其工作过程中碳排放为零,因此在日常生活中,特别是大型储能设备如车载用电池中得到广泛应用。另外,由于锂离子电池环保安全及循环使用的特点,在电动工具、电动车、路灯备用电源、大型电力储能设备以及手机、数码相机、笔记本计算机等电子产品中得到广泛应用,本文将重点着力于介绍锂离子电池。

    锂离子电池在结构上主要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC 元件(正温度系数热敏电阻),以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。单节锂电池的电压为3.7V(磷酸亚铁锂正极的为3.2V)。由于电池容量也不可能无限大,因此常常将单节锂电池进行串、并联处理,以满足不同场合的要求。

    (一) 正极材料

    1. 钴酸锂(LiCoO2)

    钴酸锂也是目前应用最为广泛的正极材料,钴产生3.9V 的电压平台,对钴酸锂而言,对应于其理论容量,高达274mAh/g,实际容量可达155mAh/g,具有很高的能量密度。主要应用于便携电池领域:如手机、PDA、移动DVD、MP3/MP4和笔记本电脑等。

    2. 镍酸锂(LiNiO2)

    在镍酸锂电池中,化学离子对Ni4+/Ni3+可产生3.75V 的电压平台,提供接近200mAh/g 的循环容量。但在实际中,很难得到这个结果。首先在高温下,由于Li的挥发,很难合成化学计量比LiNiO2,高温时六方相的LiNiO2 晶体很容易转变为立方相的LiNiO2 晶体。这种锂镍臵换的立方的没有电化学活性,而且该反应的逆过程很慢并且不完全。此外在充放电过程中,LiNiO2 还可能发生其他一系列的结构变化,而导致嵌锂容量的损失。因此实际上镍酸锂无太大实用价值。

    3. 镍钴二元复合材料

    考虑到钴酸锂价格昂贵,镍酸锂合成困难,研究人员开发出镍钴二元材料结合了二者的优点,用价格相对低廉的镍替代部分钴,合成具有LiCoO2 一样的优良电化学性能的正极材料,那么将具有广阔的应用前景。

    4. 尖晶石锰酸锂(Li2Mn2O4)

    尖晶石锰酸锂能够产生4.0V 的电压平台,与钴酸锂相当,理论容量148mAh/g,实际容量120mAh/g 左右,比现在所用的钴酸锂稍低。与钴酸锂和镍酸锂相比,锰酸锂原料来源广泛,价格非常便宜(只有钴的10%),而且没有毒性,对环境友好。曾一度被认为是替代LiCoO2 的首选锂离子电池正极材料。但是尖晶石Li2Mn2O4容量容易衰减的。

    5. 磷酸铁锂(LiFePO4)

    1997 年,Goodenough 等研究人员首次报道了橄榄石型的磷酸铁锂(LiFePO4)可用于锂离子电池正极材料,其中的锂离子可以完全从晶格中脱出形成层状FePO4,其相对于锂的电极电压为3.5V,理论容量为170mAh/g。

    6. 材料性能综合评价

    综上所述,LiCoO2 的研究比较成熟,综合性能优良,但价格昂贵,容量较低,毒性较大。LiNiO2 成本较低,容量较高,但制备困难,材料性能的一致性和重现性差,存在较为严重的安全问题。镍钴二元复合材料,兼有LiNiO2 和LiCoO2 的优点,但仍存在较为苛刻的合成条件,综合性能有待改进。同时由于含较多昂贵的Co,成本也较高。尖晶石Li2Mn2O4 成本低,安全性好,但循环性能尤其是高温循环性能差,在电解液中有一定的溶解性,储存性能差。因此上述钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂及其同类正极材料尚不能满足要求。磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事,国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005 年7月(比亚迪公司)。其充放循环寿命达2000 次,过充电压30V下不燃烧,穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料类锂离子电池更易串联使用,以满足电动车频繁充放电的需要。由于同时具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点,磷酸铁锂可视为是新一代锂离子电池的理想正极材料。

    (二) 负极材料

    目前,锂离子电池所采用的负极材料一般都是碳素材料,如石墨、软碳(如 焦炭等)、硬碳等。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡基氧化物、锡合金,以及纳米负极材料等。作为锂离子电池负极材料要求具有以下基本性能:

    (1)锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低,接近金属锂的电位,从而使电池的输出电压高;

    (2)在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱插以得到高容量密度;

    (3)氧化还原电位不会发生显著变化,可保持较平稳的充电和放电;

    (4)插入化合物应有较好的电导率和离子电导率,这样可减少极化并能进行大电流充放电;

    (5)从实用角度而言,主体材料应该便宜,对环境无污染;

    碳负极锂离子电池在安全和循环寿命方面显示出较好的性能,并且碳材料价廉、无毒,目前商品锂离子电池广泛采用碳负极材料。近年来随着对碳材料研究工作的不断深入,已经发现通过对石墨和各类碳材料进行表面改性和结构调整,将比容量从原来的理论值372mAh/g,大大提高到700mAh/g~1000mAh/g,同时使锂离子电池的比能量大大增加。

    目前,已研究开发的锂离子电池负极材料主要有:石墨、石油焦、碳纤维、热解炭、中间相沥青基炭微球(MCMB)、炭黑、玻璃炭等,其中石墨和石油焦最有应用价值。一般来说,根据石墨化程度,可将碳负极材料分成石墨、软碳和硬碳。石墨材料导电性好,结晶度较高具有良好的层状结构,充放电容量可达300mAh/g 以上,充放电效率在90%以上,可与提供锂源的正极材料钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等匹配,组成的电池平均输出电压高,是目前锂离子电池应用最多的负极材料。软碳材料为容易石墨化的碳素材料,是指在2500℃以上的高温下经过石墨化转变的无定形碳。软碳的石墨化程度低,与电解液的相容性好。常见的软碳有石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等。而硬碳材料是指难于石墨化的碳素材料,是由高分子聚合物经过热分解形成的,锂容量很大(500~1000mAh/g)。这类碳在2500℃以上的高温也难以石墨化,常见的硬碳有树脂碳(酚醛树脂、环氧树脂、聚目前,已研究开发的锂离子电池负极材料主要有:石墨、石油焦、碳纤维、热解炭、中间相沥青基炭微球(MCMB)、炭黑、玻璃炭等,其中石墨和石油焦最有应用价值。

    (三) 电解液基质

    目前锂电池电解液基质绝大多数使用六氟磷酸锂,其分子式为LiPF6,白色晶体,稳定性较差,易与水反应,加热分解。六氟磷酸锂可溶于无水氟化氢、低烷基醚、腈、吡啶和醇等非水溶剂,但难溶于烷烃和苯等有机溶剂。LiPF6 易与酸反应生成PF5 和锂盐,含有LiPF6 的有机电解液因具有良好的导电性和电化学稳定性,被选定为锂离子电池的电解质。综上,锂离子电池各部分材料市场价格如下:

    篇二:2015年锂电池行业现状及发展趋势分析报告

    中国锂电池项目可行性分析与发展趋势预

    测报告(2015版)

    报告编号:1559019

    行业市场研究属于企业战略研究范畴,作为当前应用最为广泛的咨询服务,其研究成果以报告形式呈现,通常包含以下内容:

    一份专业的行业研究报告,注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况,旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。

    一份有价值的行业研究报告,可以完成对行业系统、完整的调研分析工作,使决策者在阅读完行业研究报告后,能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势,确保了决策方向的正确性和科学性。

    中国产业调研网Cir.cn基于多年来对客户需求的深入了解,全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景,注重信息的时效性,从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

    一、基本信息

    报告名称: 中国锂电池项目可行性分析与发展趋势预测报告(2015版) 报告编号: 1559019←咨询时,请说明此编号。 优惠价: ¥6750 元 可开具增值税专用发票

    咨询电话: 4006-128-668、010-66181099、66182099 传真:010-66183099

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    二、内容介绍

    随着我国手机、笔记本电脑、数码相机、电动车、电动工具、新能源汽车等行业的快速发展,对锂电池的需求将会不断增长,同时,由于锂电池生产厂家在技术上的革新,人们对锂电池的需求仍会不断增长,中国是世界最大的锂电池生产制造基地、第二大锂电池生产国和出口国,锂电池已经占到全球40%的市场份额。2013年,我国锂离子电池行业(包括锂离子电池、设备、材料)规模持续扩大,全球市场份额稳步提升,全行业销售收入超过860亿元。

    中国产业调研网发布的中国锂电池项目可行性分析与发展趋势预测报告(2015版)认为:全球新能源汽车产业将在技术不断成熟、政府扶持政策不断落地的大背景下呈现出快速产业化的趋势,另外,电动工具、电动自行车、新能源等产业也将在低碳经济的背景下保持快速发展的势头。锂电池未来的重点应用领域将集中在电动工具、轻型电动车、新能源汽车和能源存储系统等功率/能量型领域,该领域内的产业规模将在未来几年保持成倍的增长趋势,而传统的消费性电子产品用锂电池产业规模将保持现有的速度平稳的增长。从锂电池市场结构来看,锂离子市场规模未来三年内增长的动力来自于以新能源汽车电池为代表的动力电池。到2015 年锂离子动力电池市场规模占比将达到49.2%,全球锂电池的产业规模达到523.2 亿美元。

    在锂电池产业链中,上游的电池材料环节 是关键。电池材料一直制约着我国锂电池行业的发展,锂电池正极材料、隔膜和电解液相关技术还有待改善。就正极材料而言,磷酸铁锂将是未来锂电正极材料的发展方向,但磷酸铁锂导电性较差,其解决方法是参

    入导电材料或采用纳米技术让其充分颗粒化,因而对生产工艺有较高的要求。但是,从长期来看,随着技术的进步和工艺的成熟,磷酸铁锂作为正极材料将得到广泛应用。《中国锂电池项目可行性分析与发展趋势预测报告(2015版)》主要研究分析了锂电池行业市场运行态势并对锂电池行业发展趋势作出预测。报告首先介绍了锂电池行业的相关知识及国内外发展环境,并对锂电池行业运行数据进行了剖析,同时对锂电池产业链进行了梳理,进而详细分析了锂电池市场竞争格局及锂电池行业标杆企业,最后对锂电池行业发展前景作出预测,给出针对锂电池行业发展的独家建议和策略。《中国锂电池项目可行性分析与发展趋势预测报告(2015版)》给客户提供了可供参考的具有借鉴意义的发展建议,使其能以更强的能力去参与市场竞争。

    《中国锂电池项目可行性分析与发展趋势预测报告(2015版)》的整个研究工作是在系统总结前人研究成果的基础上,是相关锂电池企业、研究单位、政府等准确、全面、迅速了解锂电池行业发展动向、制定发展战略不可或缺的专业性报告。 正文目录

    第一部分 行业发展概况 第一章 中国锂电池行业概述 第一节 锂电池行业定义及产品分类一、行业定义二、行业主要产品分类 第二节 锂电池行业研究方法 第三节 中国锂电池行业产业链简介 第四节 锂电池行业经济指标分析动一、赢利性二、成长速度三、附加值的提升空间四、进入壁垒/退出机制五、风险性六、行业周期

    第二章 2015-2020年中国锂电池行业市场发展环境分析 第一节 行业经济环境分析一、国际宏观经济环境分析二、国内宏观经济环境分析三、宏观经济对锂电池行业影响分析 第二节 行业政策环境分析一、行业管理体制二、行业相关政策三、行业发展规划 第三节 行业技术环境分析一、中日美锂电池行业技术对比二、国内锂电池行业专利分析 1、行业专利申请数分析 2、行业专利公开数量变化情况 3、行业专利申请人分析三、国际锂电池行业技术发展趋势 第三章 中国锂电池行业产业链上游分析 第一节 2015-2020年碳酸锂市场分析一、碳酸锂产能分析二、碳酸锂价格走势分析三、碳酸锂主要生产企业分析 第二节 2015-2020年隔膜市场分析一、隔膜性能分析二、隔膜产能分析

    篇三:2014锂电池制造行业分析报告

    锂电池制造行业分析报告

    傅晓

    一、 锂电池制造行业监管体制

    (一) 行业监管体制

    电池制造业的主管部门为工业和信息化部,主要职责包括:提出新型工业化发展战略和政策;优化产业布局;负责中小型企业发展的宏观指导。

    中国化学与物理能源行业协会是电池制造业的行业自律组织,协会向政府反映会员单位的愿望和要求,向会员单位传达政府的有关政策、法律、法规并协助贯彻落实。

    二、 行业扶植政策

    (一)《政府机关及公共机构新能源汽车实施方案》出台,明确提出到2016年

    公务用车采购新能源汽车的比例不低于30%,政策力度大,方向明确,给整个新能源汽车产业链发展提供了利好信息。

    (二)2013年9月,财政部、科技部、工业和信息化部和国家发展改革委员会

    出台《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》,提出:2013——2015年继续开展新能源汽车推广应用工作。同月,出台《关于开展1.6

    升及以下节能环保汽车推广工作的通知》,并决定从2013年10月1日至2015年12月31日,继续实施1.6升及以下节能环保汽车推广补贴政策,入围车型门槛提高至百公里油耗5.9升,补贴标准为每辆车3000元。超级电容、钛酸锂快充纯电动客车定额补贴15万元;纯电动专用车按电池容量每千瓦时补贴2000元,每辆车补贴总额不超过15万元;燃料电池乘用车补贴20万元/辆,燃料电池商用车补贴50万元/辆。

    (三)2014年1月,中国财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委

    员会共同发布《关于进一步做好新能源汽车推广应用工作的通知》,通知将纯电动乘用车、插电式混合动力(含增程式)乘用车、纯电动专用车、燃料电池汽车的补贴标准进行了调整,2014 年在2013 年标准基础上下降5%,2015 年在2013 年标准基础上下降10%,从2014 年1 月1 日起开始执行。

    (四)20142月工信部等四部委将纯电动乘用车补助标准于未来两年在原政策

    基础上调5%,7月提出免征车辆购置税,随后规定政府机关及公共机构购买新能源汽车占当年配备更新总量30%以上,按照政府每年预算100亿用于配备更新,新能源汽车每年采购量达30亿,

    (五) 2014 年7 月21 日,国务院发布《关于加快新能源汽车推广应用的指导

    意见》。为加快新能源汽车的推广应用,有效缓解能源和环境压力,促进汽车产业转型升级。

    三、 行业概况

    (一) 产业链结构

    锂电池上游是锂电池材料所需的矿产资源,中游为锂电池生产厂商,包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、导电剂和粘合剂的生产等,下游主要是锂电配套应用领域,目前已广泛用于消费类电子产品、电动汽车、工业储能。 锂电池产业链:

    2013年我国锂电池下游组成:

    (二) 锂电池的分类及应用

    (三) 制造技术

    总体来说,锂电池制造技术正处于迅猛发展的时代,但是目前我国锂电池材料技术水平仍然偏低,产品多集中在中低端领域:

    正极材料是锂电池的核心,占锂电池成本的30%以上,比重最大。正极材料的好坏直接决定了锂电池各种性能指标,如能量密度性能、比功率、温度适用范围及安全性能等等。锂电池正极材料的集成度不断提高,优胜劣汰的局势更加明显。

    负极材料技术与市场均较为成熟,成本比重最低,在5-10%左右。现阶段负极材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、无定型碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其他材料。

    电解液作为带动锂离子流动的载体,对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要,是锂离子电池获得高电压、高比能的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成,在一定条件下,按一定比例配制而成的,其中电解质在电解液成本中比重最大,也是电解液中技术壁垒最高的环节,目前主要被日韩垄断。

    隔膜在成本构成上仅次于正极材料,占20-30%,隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能。隔膜主要作用是将电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路。目前,市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的聚烯烃类隔膜。

    技术壁垒方面,隔膜>正极材料>电解质>负极材料。

    (四) 发展现状

    据统计2011年全球锂离子电池出货量为46.4亿单元,同比增幅为17.2%;2012年预计全球锂电池出货量将超过53.4亿单元,同比增幅约为15%。2011年全球锂离子电池市场规模达到963亿,同比增长29.7% ,锂电池目前主要用于电子产品及电动工具领域,自行车和电动汽车占比较小。电子产品上智能手机替代传统手机的稳步发展维持了锂电需求的稳定增长。2011年国内锂离子电动自行车占电动自行车市场比例约为0.32%,随着国内对铅酸电池行业的整顿,锂离子电动自行车市场占比的提升将给锂电池行业带来进一步的增长动力。日本IIT统计预测

    2012年锂电池市场规模增长至1200亿元,2020年其市场规模预计将超过3700亿元。

    (五) 市场规模

    传统的锂电池主要应用于消费电子产品市场,经过多年发展,逐渐走向成熟,而伴随着技术进步、成本降低,特别是对绿色新能源的强烈需求,应用于电动工具、汽车、甚至是储能需求的锂电池市场正在快速成长。

    锂电池市场空间测算:

    根据测算,,应用于消费电子产品的锂电池市场在2011 年达到22.9 GWh,价值大约101.1 亿美元,预计到2020 年,应用于消费电子产品的锂电池市场将达到44.5GWh,价值超过133.3 亿美元。而伴随着汽车类电池需求的爆发,整个锂电池市场将从2011 年的113.3 亿美元成长到2020 年的366.7 亿美元。


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