C領(lǐng)域的鋰電池應(yīng)用

1、專題：3c領(lǐng)域?qū)︿囯姵氐男枨笾饕Y(jié)論：1,到2015年，3c領(lǐng)域?qū)︿嚨男枨笃骄鏊?8%2,長期來看鋰電池被新技術(shù)替代是必然，但是在近3-5年內(nèi)不必過分擔(dān)心一、鋰電池簡介一個(gè)典型的鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜和電解液四部分組成。鋰離子二次電池的正極為鉆酸鋰、鎰酸鋰等鋰化合物的粉體，涂覆在鋁箔上；負(fù)極為石墨或其它材料（鈦酸鋰等），涂覆在銅箔上；正負(fù)極之間用一層多孔塑料膜隔開，通常采用微孔聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）或兩者的復(fù)合膜（PE-PP-PE）;正負(fù)極和隔膜一般浸在溶有LiPF6或者LiAsF6電解質(zhì)的碳酸乙烯酯（EQ和碳酸二乙酯（DEC的混合溶劑形成的電解液中。圖1鋰離子電池的構(gòu)成（

2、一）鋰電池正極最早的商業(yè)化應(yīng)用的鋰電池正極材料是鉆酸鋰，由于其比容量高、循環(huán)次數(shù)長，被廣泛應(yīng)用于對比容量要求較高的消費(fèi)類電子品中（目前的固態(tài)鋰電池的正極大多也是用鉆酸鋰的）。但是，隨著鉆酸鋰的使用和鋰電需求領(lǐng)域的擴(kuò)展，鉆酸鋰的問題也就暴露出來：首先是其安全性比較差，在高溫工作、隔膜破損等情況下，甚至?xí)l(fā)生爆炸；其次，鉆資源稀缺，導(dǎo)致鉆酸鋰造價(jià)昂貴，應(yīng)用于大型電池領(lǐng)域的成本太高。為此，后來市場中又出現(xiàn)了許多其他鋰化合物正極。其中，具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰是較早出現(xiàn)的材料，不僅價(jià)格便宜，而且安全性和穩(wěn)定性好，隔膜穿刺也不會(huì)發(fā)生爆炸。但是磷酸鐵鋰的問題在于其比容量低、正極材料振實(shí)密度低（只有，鉆酸鋰

3、的一般會(huì)在以上），所以體積是限制其未來發(fā)展的最大問題。另一個(gè)致力于解決鉆酸鋰成本問題的方案是發(fā)展饃酸鋰。饃酸鋰的晶體構(gòu)造與鉆酸鋰類似，理論比容量與鉆酸鋰相當(dāng)，但是饃的價(jià)格只有鉆的一半，是理想的替代鉆酸鋰的材料。但是目前技術(shù)水平下很難制得理想的層狀結(jié)構(gòu)的饃酸鋰，而是混雜著二價(jià)饃、三價(jià)饃和鋰離子的混合體，導(dǎo)致最終產(chǎn)品穩(wěn)定性差，因此目前饃酸鋰并沒有實(shí)際商用。目前結(jié)合眾多鋰正極材料優(yōu)點(diǎn)的三元材料成為新的發(fā)展方向。三元材料簡單地理解是鎰酸鋰和鉆酸鋰的平均化產(chǎn)物，其能量密度雖然不及鉆酸鋰，但是仍然比較高，且安全性較好、價(jià)格相對便宜。其中饃鉆鋁材料最早由日本開發(fā)，是在全球發(fā)展比較成熟的三元正極材料，目前已經(jīng)

4、普遍應(yīng)用于筆記本電腦電池，特斯拉轎車使用的INR18650電池就是饃鉆鋁三元材料。但是饃鉆鋁電池的問題在于其高溫狀態(tài)下的安全性較差（因此特斯拉轎車才使用了復(fù)雜的電控系統(tǒng)來精確控制每塊電池的溫度）；與此相對地，饃鉆鎰酸鋰電池的安全性較好，但是問題是比容量相對于饃鉆鋁電池明顯要低，目前小型電池領(lǐng)域應(yīng)用較多。表1鉆酸鋰各類鋰離子電池正極材料對比鉆酸鋰饃酸鋰鎰酸鋰磷酸鐵鋰饃鉆鎰銀鉆鋁主要應(yīng)用的晶格結(jié)構(gòu)層狀層狀尖晶石橄欖石層狀層狀開路電壓理論比容量（mAh/g）274274148170-實(shí)際比容量（mAh/g）160200110135160190循環(huán)壽命（次）>500>500>500&

5、gt;2000>800>800工作溫度（攝氏度）-2050-2050-2050-2075-2055-2055資源豐富程度稀缺豐富豐富豐富較豐富較豐富安全性低低較高高較高較高環(huán)保性低較低好好較低較低應(yīng)用領(lǐng)域電子設(shè)備電子、動(dòng)力動(dòng)力用動(dòng)力用電子、動(dòng)力電子、動(dòng)力最新進(jìn)展提高安全性試驗(yàn)階段，部分汽車比亞迪汽豐田普銳斯特斯拉汽提高穩(wěn)定性動(dòng)力車動(dòng)力汽車動(dòng)力車動(dòng)力最主要有點(diǎn)能量密度高性價(jià)比高便宜熱穩(wěn)定性安全性和性比容量較好、便宜價(jià)比較好高、便宜最主要缺點(diǎn)鉆稀缺難制備高溫性能比容量低溫性能差高溫安全差、比容低、品質(zhì)性差量低控制較難數(shù)據(jù)來源：天弘基金表2三元材料中各元素對應(yīng)的性能（簡單總結(jié)，實(shí)際情況要

6、更復(fù)雜）三元材料中的元素對應(yīng)電池的性能典型產(chǎn)品銀高比容量、低安全性、成本折中81515NCA鉆較高比容量、安全性折中、高成本111銀鉆鎰鎰低比容量、高安全性、低成本數(shù)據(jù)來源：天弘基金不過，雖然近年來隨著更多的鋰正極材料被開發(fā)出來，鉆酸鋰的市場占比正在逐年下降，但是鉆酸鋰依然是全球使用最多的鋰電池正極材料。這主要是因?yàn)槟壳颁囯姵刈畲蟮南掠问请娮宇惍a(chǎn)品，這類產(chǎn)品對電池的比容量要求遠(yuǎn)高于對其安全性的要求。至于使用不同的正極材料是否會(huì)造成單位材料用鋰量的變動(dòng)，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，目前主流的鉆酸鋰和三元材料在用鋰量方面的差異很小，用料的差異對全球鋰需求的影響不大。圖2全球各類鋰電池使用量圖3各類鋰電池正極

7、材料消耗碳酸鋰的量數(shù)據(jù)來源：IIT數(shù)據(jù)來源：天弘基金（二）鋰電池負(fù)極鋰離子電池的負(fù)極主要使用電勢位低的石墨材料。由于目前石墨負(fù)極的理論比容量已經(jīng)基本上普遍超過了300mAh/g（部分材料可以超過700mAh/g）,跟正極材料普遍不足300mAh/g的理論比容量相比，負(fù)極材料在目前階段并不是鋰電池性能提升的瓶頸所在。不過，除了石墨材料以外，目前還有一種技術(shù)路線是使用鈦酸鋰作為負(fù)極（這類電池通常用三元材料做正極），不僅可以明顯提高理論比容量，并且由于其具有非常優(yōu)秀的“零應(yīng)變性”（所謂“零應(yīng)變性”是指其晶體在嵌入或脫出鋰離子時(shí)晶格常數(shù)和體積變化都很小，小于1%）,還可以有效提高鋰電池的安全性；不過鈦

8、酸鋰負(fù)極電池的造價(jià)昂貴、且自放電比若未來可以克服這些問題，鈦酸鋰較嚴(yán)重、對電壓平臺(tái)要求高，所以目前沒有大規(guī)模商用,負(fù)極電池將有可能成為未來大容量鋰電池的一個(gè)新的解決方案。3M0rm-02 WO1500b5M 1000 1&M 劉的 2500 3000 3500 啦 &0 Gratflmethc eneirgy density (mAh«'g)son Lag圖4各類負(fù)極材料的市場占有率圖5各類負(fù)極材料的比容量1DQ0%lfUAL-*N»doC'ainposlifGiaphIU數(shù)據(jù)來源：Roskill數(shù)據(jù)來源：天弘基金（三）鋰電池電解液鋰電池電解

9、液主要使用碳酸乙烯酯（EQ和碳酸二乙酯（DEC溶解六氟磷酸鋰（LiPF6）或者六氟神酸鋰（LiAsF6）。電解液中使用的鋰也很少，通常六氟磷酸鋰的濃度只有1mol/L,一只典型的18650電池（電解液大概）中只有大約六氟磷酸鋰，合金屬鋰。聚合物鋰電池跟液態(tài)鋰電池類似，只是電解液為凝膠態(tài)。（四）隔膜隔膜主要用作可隔離電池正負(fù)極，以防止出現(xiàn)短路；高性能的隔膜還可以在電池過熱時(shí)，通過閉孔功能來阻隔電池中的電流傳導(dǎo)。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等特性。目前，鋰離子電池主要使用多孔聚乙烯或者聚丙烯類聚合物材質(zhì)，隔膜本身不含鋰。二、3c領(lǐng)域鋰電池的需求現(xiàn)

10、狀：過去十年穩(wěn)定增長（一）總量：3c產(chǎn)品領(lǐng)域在鋰和鋰電池消費(fèi)中的比重是最大的1,3C產(chǎn)品是鋰和鋰電池最大的下游鋰電池對鋰的消費(fèi)占鋰總消費(fèi)量的40%而其中，3c產(chǎn)品對鋰電池的消費(fèi)又占鋰電池消費(fèi)量的60%從整條鋰產(chǎn)業(yè)鏈上看，3c產(chǎn)品是鋰和鋰電池最大的終端需求，在產(chǎn)業(yè)鏈上有非常重要的地位。圖6鋰的消費(fèi)構(gòu)成圖7鋰電池的消費(fèi)構(gòu)成數(shù)據(jù)來源：SQM201渾年報(bào)2,鋰電池在3C產(chǎn)品中的滲透率接近100%另一方面，鋰電池在3c領(lǐng)域中的滲透率也已經(jīng)非常高。經(jīng)過短短二十年的發(fā)展，目前鋰電池在手機(jī)和筆記本電腦領(lǐng)域（包括平板電腦）的滲透率已經(jīng)達(dá)到100%即便在消費(fèi)類電子領(lǐng)域，數(shù)碼相機(jī)使用鋰電池的比仞也已經(jīng)迅速上升至90

11、%以上。2011年，全球消耗的鋰電池?cái)?shù)量高達(dá)億只，其中手機(jī)和筆記本電腦分別消耗的鋰電池量就高達(dá)億只和億只。圖8各類負(fù)極材料的市場占有率圖92011年各類3c產(chǎn)品鋰電池耗用量1800百萬只數(shù)據(jù)來源：天弘基金數(shù)據(jù)來源：Roskill而按照目前電子類消費(fèi)品的普通規(guī)格來計(jì)算,僅手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼相機(jī)三類，對鋰電池的年需求量就tWj達(dá)萬MWH表3各類3c產(chǎn)品的鋰電池規(guī)格代表產(chǎn)品安時(shí)瓦時(shí)智能手機(jī)三星GalaxySIII筆記本電腦Macbookpro60超極本Yoga11S42數(shù)碼相機(jī)佳能SX240平板電腦Ipad數(shù)據(jù)來源：天弘基金（二）結(jié)構(gòu)：3c產(chǎn)品使用什么樣的鋰電池1,性能：高比容量3c產(chǎn)品的使用特

12、性決定了其對鋰電池的要求，更看重鋰電池的高比容量。因?yàn)?c產(chǎn)品的使用壽命通常都不長（1-2年），工作環(huán)境溫度要求也不高（-15到40攝氏度），對安全和循環(huán)性的要求相對較低；3c產(chǎn)品消費(fèi)的鋰電池容量不大，成本因素也不是那么重要；不過，由于3c產(chǎn)品普遍講究輕薄的便攜性，以及較長的續(xù)航時(shí)間，因此對于比容量的要求是非常高的。而前文也說過，雖然在比容量的提升方面，負(fù)極、隔膜和電解液同樣重要，但是目前的技術(shù)水平，電池正極是限制比容量的關(guān)鍵因素。因此，在3c領(lǐng)域，具有高比容量的鉆酸鋰電池就成為了長久以來行業(yè)的第一選擇。從1991年索尼推出首款商用鉆酸鋰電池以來，到近幾年三元材料進(jìn)入市場之前，3c市場幾乎就是

13、鉆酸鋰的天下。不過，近年來，三元材料的技術(shù)不斷突破，也為3c產(chǎn)品的電池市場帶來了一些新的選擇。因?yàn)槿牧媳举|(zhì)上跟鉆酸鋰材料的晶體結(jié)構(gòu)是一致的，意味著兩種材料的性能也比較相近，不過三元材料由于使用了更加便宜且活性相對較小的饃、鎰金屬，使得其在保證比容量較高的同時(shí)，可以降低成本和提高安全性。此外，三元材料由于配方可以靈活變動(dòng)，也為電池廠商提供更多的便利，來生產(chǎn)更符合特定需求的電池。圖10各類主要電池材料的性能對比圖11中國三元和鉆酸鋰材料的產(chǎn)量三元材料鉆酸鋰三元銷量增速鉆酸鋰銷量增速數(shù)據(jù)來源：天弘基金數(shù)據(jù)來源：天弘基金近年來，隨著大耗電量的智能手機(jī)的迅速發(fā)展，以及對待機(jī)時(shí)間要求越來越高的移動(dòng)PC

14、市場的不斷擴(kuò)展，鋰電池面臨再次提高比容量的局面。而從目前的技術(shù)來看，依靠提高壓實(shí)密度的方法提高鉆酸鋰的比容量已經(jīng)接近極限，而三元材料在應(yīng)用方面尚需與其匹配的電解液等材料的發(fā)展，因此從2008年以后，對高電壓技術(shù)的研究開始推動(dòng)3C鋰電的進(jìn)一步升級(jí)。從iphone5首次使用充電限制電壓的鋰電池以來（此前充電限制電壓是），三星、華為等手機(jī)企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)推出了使用高電壓鋰電池的手機(jī)，以提高鋰電池的比容量。表4近年來各主要3c產(chǎn)品的鋰電池使用情況*口廠口口發(fā)行時(shí)間電池類型正極材料充電限制電壓電壓容量Iphone2007聚合物電池改性鉆酸鋰Iphone4s2011聚合物電池改性鉆酸鋰Iphone52012聚

15、合物電池改性鉆酸鋰，三元材料GalaxySIII2012軟包液體鋰電池鉆酸鋰，三元材料Lumia9202012聚合物電池鉆酸鋰小米2011聚合物電池鉆酸鋰7wh華為AscendMate2013聚合物電池小米22012鋰聚合物電池鉆酸鋰Ipad2010聚合物電池改性鉆酸鋰MacbookPro2006軟包電池鉆酸鋰60whYoga11S2013聚合物電池42wh數(shù)據(jù)來源：天弘基金2,外形：盡可能減小體積和提高安全性由于3c領(lǐng)域由于消費(fèi)息息相關(guān)，因此便攜性一直以來都是3c產(chǎn)品致力于追求的極致目標(biāo)。從筆記本電腦、手機(jī)到各類消費(fèi)品的發(fā)展趨勢不難看出，在追求高性能的同時(shí)，產(chǎn)品的體積也是在不斷縮小的。這就對

16、電池提出了新的要求：即便在相同的容量下，也需要更小的體積和相應(yīng)的安全性。也正是因?yàn)槿绱?，?dāng)3c產(chǎn)品進(jìn)入鋰電池時(shí)代之后，除了筆記本電腦在很長時(shí)期內(nèi)一直是引用圓柱電池芯之外，手機(jī)和消費(fèi)類電子品領(lǐng)域，軟包鋰電池迅速普及化，因?yàn)檐洶囯姵乜梢园凑债a(chǎn)品的外形靈活設(shè)計(jì)外形，這也成為減小電子品體積的非常重要的手段。而現(xiàn)在，所有的手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)和超極本產(chǎn)品都使用軟包電池，大容量的手機(jī)電池已經(jīng)開始使用聚合物電解液。可見在3c領(lǐng)域，對電芯制造和電池封裝的要求也是非常高的。圖12 Iphone4的軟包聚合物電池圖13普通筆記本電腦的六芯電池?cái)?shù)據(jù)來源：電池論壇數(shù)據(jù)來源：電池論壇三、3c產(chǎn)品的穩(wěn)定發(fā)展將持續(xù)支

17、撐鋰電池的需求（一）3c產(chǎn)品及其電池的發(fā)展歷程：產(chǎn)品升級(jí)換代的平均周期只有2-3年這一部分，我們將簡單回顧一下3c產(chǎn)品的發(fā)展歷程，以及在這個(gè)過程中對應(yīng)的電池的發(fā)展歷程，從這里可以看出，3c產(chǎn)品從其誕生之日起，就在以超乎想象的速度飛快發(fā)展和更新?lián)Q代，并且?guī)?dòng)電池需求不斷擴(kuò)張。1,筆記本領(lǐng)域最早的便攜式電腦在上世紀(jì)80年代初就出現(xiàn)了，不過外形更傾向于計(jì)算器，而且基本上都使用AA電池或者饃鎘電池供電，但是運(yùn)行時(shí)間則長達(dá)幾十甚至數(shù)百小時(shí)，性能比較低端。世界上第一臺(tái)筆記本電腦是1985年的東芝T1100,當(dāng)時(shí)的筆記本電腦還是又大又笨重的奢侈品，而且由于電池性能限制，并沒有采用內(nèi)置電池；1989年開始東芝

18、再次引領(lǐng)行業(yè)先鋒推出內(nèi)置電池的輕薄型筆記本電腦。之后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，筆記本的體積在逐漸下降、性能在逐漸提升，對電池電量的需求非常大，于是1993年，在索尼推出商用化的鋰電池2年后，東芝再次推出了全球第一款配備鋰電池的筆記本電腦PortegeT3400CT,續(xù)航時(shí)間高達(dá)6小時(shí)，不過體積比較小。在之后的十幾年的時(shí)間內(nèi)，隨著彩色顯示屏屏、高性能CPU獨(dú)立顯卡等一系列耗能較高的組件被加入筆記本電腦中，筆記本鋰電池的容量在不斷增加，但是直到蘋果推出macbook系列筆記本電腦之前，筆記本電腦領(lǐng)域基本上都在使用傳統(tǒng)的18650鋼殼鋰離子電池芯。2006年蘋果推出的Macbookpro,為了使其體積更

19、輕薄，使用了軟包液體鋰離子電池；而隨后在2008年推出的新版pro和革命級(jí)產(chǎn)品macbookair時(shí),改用了鋰聚合物電池。此后，從2011年Intel主導(dǎo)超極本以來，更加輕薄的超極本普遍采用了鋰聚合物電池。表5筆記本電腦及其電池的發(fā)展歷程時(shí)間段歷史階段電池代表產(chǎn)品圖例1979-1984筆記本電腦雛形AA電池，饃銘電池惠普HP-110（1984年發(fā)布，銀鎘電池，重達(dá)4公斤）1985-1994筆記本電腦誕生各類電池東芝T1100（1985年，全球第一臺(tái)真正意義的筆記本電腦，無內(nèi)置電池）71fJ1!1995-2006筆記本電腦進(jìn)入鋰電池時(shí)代鋰圓柱電池逐漸成為主流東芝PortegeT3400CT（19

20、95年,全球第一臺(tái)配備鋰電池和TFT屏的筆記本，待機(jī)時(shí)間6小時(shí)）2007-2008蘋果引領(lǐng)高性能潮流出現(xiàn)軟包電池Macbookpro（2006年，第一次在筆記本中使用軟包液態(tài)鋰離子電池）2008-2010超極本誕生出現(xiàn)聚合物電池MacbookPro（2008年，第一次在筆記本電腦中使用聚合物鋰離子電池）Macbookair（2008年，全球第一臺(tái)超極本）2011-今超極本爆發(fā)聚合物電池爆發(fā)聯(lián)想Yoga13（2012年，獨(dú)創(chuàng)360度雙轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)）數(shù)據(jù)來源：天弘基金2,數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域：全球第一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)是1975年柯達(dá)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)物，真正意義上的數(shù)碼相機(jī)是1981年索尼的Mavica,之后的幾款都是

21、概念機(jī)的類型，外形也千奇百怪，基本上都使用圓柱電池；真正商用化的數(shù)碼相機(jī)上市1995年卡西歐推出的QV-10,作為一款無內(nèi)置閃光燈、CCD像素只有25萬的相機(jī)，使用2節(jié)AA電池已經(jīng)基本足夠了。但是隨后幾年，隨著閃光燈逐漸成為數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)配、且數(shù)碼相機(jī)的CCD象素分辨率呈指數(shù)增長，對電池電量的要求也在不斷提高。1998年，單反相機(jī)開始進(jìn)入人們的視野，定位更高端的單反機(jī)有相當(dāng)一部分采用饃鎘、饃氫電池（比如早期單反機(jī)的代表佳能D2000使用饃鎘電池、最早的現(xiàn)代化單反機(jī)尼康D1采用饃氫電池）。之后，隨著數(shù)碼相機(jī)的功能不斷豐富、體積不斷減小，鋰電池在數(shù)碼相機(jī)中的使用規(guī)模越來越大（早期比較典型的使用鋰電池

22、的型號(hào)是2000年的佳能D30）。到目前為止，雖然也有新型號(hào)的數(shù)碼相機(jī)使用圓柱電池，但是絕大多數(shù)的數(shù)碼相機(jī)都是使用鋰電池了。表6數(shù)碼相機(jī)及其電池的發(fā)展歷程時(shí)間段歷史階段電池代表產(chǎn)品圖例1975-1995數(shù)碼相機(jī)試驗(yàn)期各種電池都有Mavica（1981,最早的數(shù)碼相機(jī)）1995-1998數(shù)碼相機(jī)商用堿性電池為主卡西歐QV-10(1995,第啞化一臺(tái)商用化數(shù)碼相機(jī)）1998-2000單反機(jī)誕生饃鎘電池、饃氫電池、堿性電池佳能D2000（1998,使用銀鎘電池）2000-今普及期鋰電池、饃氫電池、堿性電池佳能D30（2000,也是第一臺(tái)使用CMOS專感器的單反相機(jī)）數(shù)據(jù)來源：天弘基金3,手機(jī)領(lǐng)域最早

23、的手機(jī)是在1983年摩托羅拉的DynaTac8000X,也就是早期的“大哥大”的形態(tài)，這部手機(jī)使用了一塊饃鎘電池，通話時(shí)間僅有20分鐘，但是充電卻需需要10小時(shí)的時(shí)間。隨后摩托羅拉一直引領(lǐng)整個(gè)手機(jī)行業(yè)的發(fā)展，這期間，包括舊M在1993年推出全球第一款智能手機(jī)Simon、諾基亞1992年轉(zhuǎn)型并在1994年推出標(biāo)志性的智能手機(jī)9000,但是一直到1995年摩托羅拉推出世界上第一款翻蓋手機(jī)8900時(shí)，手機(jī)仍然普遍使用饃鎘電池；1997年的166C開始，摩托羅拉開始使用饃氫電池，電池容量也從此前的500-700mah增加到1300mah從1998年開始，摩托羅拉開始生產(chǎn)使用鋰電池的手機(jī)（比如GC87C

24、使用1200mah的鋰電池），1998年到2000年基本上可以看做是饃氫電池鋰電池的過渡時(shí)間，由于饃氫電池價(jià)格比較便宜且安全性好、技術(shù)成熟，其在手機(jī)領(lǐng)域曾經(jīng)還是比較主流的；但是2001年之后，隨著越來越多的性能被加入到手機(jī)中，且鋰電池的成本在迅速下降，導(dǎo)致鋰電池迅速替代饃氫電池，2002年以后的手機(jī)基本上都是以鋰電池為主的型號(hào)了。2007年開始，隨著蘋果推出iphone,手機(jī)步入新型智能機(jī)時(shí)代，而由于手機(jī)功能強(qiáng)大導(dǎo)致耗電量直線增加，體積輕便、比容量大的鋰聚合物電池開始得到大規(guī)模的推廣。表7數(shù)碼相機(jī)及其電池的發(fā)展歷程時(shí)間段歷史階段電池代表產(chǎn)品圖例1983-199大哥大階段銀鎘電池摩托羅拉Dyna

25、Tac8000X(1983193年，全球第一臺(tái)手機(jī)）H1993-199小型化和智能化銀鎘電池IBMSimon(1993年，全球第1.5一臺(tái)智能手機(jī)）11995-199銀氫電池時(shí)代饃氫電池摩托羅拉166C（1997年，使用7饃氫電池）191998-200手機(jī)普及時(shí)代鋰電池摩托羅拉GC87C（1998年，使7用鋰電池）2007-今新型智能手機(jī)時(shí)代鋰電池Iphone(2007年)H數(shù)據(jù)來源：天弘基金（二）從歷史到未來：3c產(chǎn)品會(huì)維持較高的發(fā)展增速1,推陳出新是必然規(guī)律從前文總結(jié)的主要的3c產(chǎn)品的發(fā)展歷史來看，推陳出新是3c領(lǐng)域的必然規(guī)律，而且對于3C產(chǎn)品來說，這個(gè)速度是非常驚人的。Intel的創(chuàng)始人

26、之一戈登摩爾就有著名的摩爾定律來詮釋信息技術(shù)驚人的進(jìn)步速度（摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)量每個(gè)18個(gè)月就會(huì)增加1倍，晶體管的性能也會(huì)增加一倍）比如蘋果2007年推出iphone智能手機(jī)之后，智能手機(jī)成為接替?zhèn)鹘y(tǒng)功能手機(jī)的另一個(gè)新的增長點(diǎn)，手機(jī)的增速雖然在近幾年保持穩(wěn)定，但是從結(jié)構(gòu)上來看，智能手機(jī)的占比從2007年開始就在迅速增加，到2013年，整個(gè)市場大約有一半的手機(jī)都已經(jīng)是智能手機(jī)。圖14手機(jī)和智能手機(jī)出貨量圖15全球手機(jī)出貨量增速600,000.00千部500,000.00400,000.00300,000.00200,000.00100,000.000.00功能手機(jī)

27、出貨量.智能手機(jī)出貨量手機(jī)出貨量增速50%40%30%20%10%0%-10%2,000,000.001,800,000.001,600,000.001,400,000.001,200,000.001,000,000.00800,000.00600,000.00400,000.00200,000.000.00數(shù)據(jù)來源：IDC數(shù)據(jù)來源：IDC再如，傳統(tǒng)筆記本電腦的增速雖然已經(jīng)很低，但是隨著新型的平板電腦誕生并在市場中迅速發(fā)展，平板電腦近幾年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，從2010年年出貨20萬臺(tái)、到2011年出貨68萬臺(tái)，2012年的出貨量更是達(dá)到了127萬臺(tái)。即使是在已經(jīng)逐漸被帶有照相功能的智能手機(jī)和平板電

28、腦取代的數(shù)碼相機(jī)市場，高像素、多功能的專業(yè)級(jí)單反相機(jī)也在保持正增長。圖16數(shù)碼相機(jī)出貨量圖17便攜式電腦出貨量14000000012000000010000000080000000600000004000000020000000臺(tái)LlW20062007 2008 20092010 20112012平思電區(qū)至氾本土的便攜式相機(jī)單反相機(jī)數(shù)據(jù)來源：Wind數(shù)據(jù)來源：Wind2,已有產(chǎn)品的市場普及程度會(huì)繼續(xù)增加除了推出新品以外，已有產(chǎn)品的市場普及程度增加也是支撐3c市場增速的重要因素。一方面，已經(jīng)推出的新產(chǎn)品，在市場滲透率未達(dá)到飽和之前，都會(huì)保持較高的增速，這主要是因?yàn)槌艘S持更新需求以外，還要擴(kuò)大

29、市場的滲透率。這是任何一種消費(fèi)品市場發(fā)展的必經(jīng)之路。從目前來看，近幾年推出的智能手機(jī)、平板電腦等新產(chǎn)品，市場還遠(yuǎn)未達(dá)到飽和，比如目前傳統(tǒng)筆記本市場，在歐美地區(qū)的增長率幾乎為0,甚至出現(xiàn)負(fù)增長，而此時(shí)美國的人均筆記本電腦持有量已經(jīng)達(dá)到了臺(tái)；然而智能手機(jī)的全球人均持有量才僅僅臺(tái)，可以預(yù)計(jì)未來幾年仍然是只能手機(jī)的市場擴(kuò)張期。圖18智能手機(jī)的保有量圖19筆記本電腦的保有量數(shù)據(jù)來源：iResearch數(shù)據(jù)來源：iResearch另一方面，除了產(chǎn)品自身的市場擴(kuò)張以外，由于人均收入水平的變化，也會(huì)導(dǎo)致3c產(chǎn)品的需求增加。因?yàn)楦鞯氐娜司杖胨接胁顒e，目前3c產(chǎn)品的市場分布并不均勻；而今后隨著低收入水平地區(qū)的

30、經(jīng)濟(jì)增長和人均消費(fèi)水平的改善，也會(huì)為3c產(chǎn)品在當(dāng)?shù)氐钠占疤峁┝α?。圖20全球筆記本電腦人均保有量圖21不同地區(qū)人均GDP數(shù)據(jù)來源：GBII數(shù)據(jù)來源：CIEC（三）3c產(chǎn)品的發(fā)展不斷提升對電池的需求正是由于新的3c產(chǎn)品不斷推出、以及已有產(chǎn)品的市場滲透率不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致3c產(chǎn)品對電池的需求基本保持15%-30%勺增速區(qū)間。圖22各類電子產(chǎn)品出貨量圖23消費(fèi)類電子品對鋰電池的需求4,500.004,000.003,500.003,000.002,500.002,000.001,500.001,000.00500.000.00百萬只2007年2008年2009年2010年2011年其他消費(fèi)類電子品游戲機(jī)

31、便攜影音設(shè)備數(shù)碼攝影集數(shù)碼相機(jī)手機(jī)筆記本電腦數(shù)據(jù)來源：天弘基金數(shù)據(jù)來源：Wind1,隨著對消費(fèi)者需求的不斷開發(fā)，新產(chǎn)品的更新速度非?？靾D243C新產(chǎn)品推出時(shí)間2012年1985 年平板電腦筆記本電腦數(shù)據(jù)來源：天弘基金從1991年第一塊商用鋰電池誕生以來，基于鋰電池的3c產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，從手機(jī)、到筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、隨身聽、MP3到近年來開始流行的平板電腦，以及未來將要流行的可穿戴設(shè)備，隨著人們對信息獲取和信息處理能力的需求不斷提高，新的3C產(chǎn)品還將不斷涌現(xiàn)，并給鋰電池帶來源源不斷的需求。2,對舊產(chǎn)品的更新?lián)Q代使得產(chǎn)品性能對耗電量的要求越來越高另一方面，舊產(chǎn)品的更新?lián)Q代并非原地踏步，隨著同一類型

32、產(chǎn)品的性能不斷調(diào)，對鋰電池的需求量也在不斷提升。從1993年大哥大誕生以來，手機(jī)平均每兩年就會(huì)更新一代，新產(chǎn)品的推出速度非常迅速，手機(jī)鋰電池從早期的500Mah發(fā)展到現(xiàn)在的2000mah的級(jí)別；而筆記本電腦的CPU和顯卡性能平均每一年半就會(huì)更新一代，對電池電量的需求也隨之提高，從早期的30-40wh的容量，發(fā)展到目前的60wh的級(jí)別甚至更高。而由于鋰電池的比容量增速遠(yuǎn)沒有對電量需求的增高（從1995年到2010年，鉆酸鋰的比容量提升了%而手機(jī)的電池容量提升了300%，與之相伴隨的，便是鋰電池的需求量在不斷提升。圖25摩托羅拉手機(jī)平均電池容量變化圖26三星galaxy系列的電池容量數(shù)據(jù)來源：天弘

33、基金數(shù)據(jù)來源：天弘基金3,增速預(yù)測：即使不考慮新產(chǎn)品的爆發(fā)，增速仍然有15姒上根據(jù)前文的分析，由于3c產(chǎn)品的市場滲透率不斷提高、新產(chǎn)品的不斷推廣，即使不考慮未來會(huì)出現(xiàn)新的3c產(chǎn)品，按照目前已有的3C產(chǎn)品來看，其對鋰需求的平均增速大約在18姒右，到2015年為止，年增速都會(huì)維持在15犯上。表8消費(fèi)類電子鋰需求預(yù)測20102011201220132014201520162017201820192020筆記本電腦出貨量（百萬臺(tái)）增速%-5%-3%-2%-1%0%0%0%0%鋰電池容量（mAh44004400440044004400440044004400440044004400鋰需求量（噸）鋰需求增

34、速%數(shù)碼相機(jī)出貨量（百萬臺(tái)）%1200%20%1400%5%1600%5%1600%3%1600%1%1600%0%1600%0%1600%0%1600%增速鋰電池容量（mAh鋰需求量（噸）鋰需求增速900%1000%平板電腦出貨量（百萬臺(tái)）增速%80%50%20%15%15%15%15%15%鋰電池容量（mAh28003000350040004500500050005000500050005000鋰需求量（噸）鋰需求增速%手機(jī)出貨量（百萬臺(tái)）增速%5%5%5%5%5%5%5%5%鋰電池容量（mAh20002500350040004500520060006800700070007000鋰需求量（噸）鋰需求增速%其他移動(dòng)設(shè)備鋰需求量需求增速%鋰需求總量（噸）增速%折合碳酸鋰（噸）數(shù)據(jù)來源：天弘基金四、隨著科技的發(fā)展，鋰電池會(huì)遇到對手嗎（一）哪些電池可能會(huì)成為對手1,無限天然能源：太陽能電池太陽能電池技術(shù)一直是3c領(lǐng)域非常熱衷的新能源技術(shù)。與傳統(tǒng)鋰電池相比，太陽能電池可以極大地減少充電的麻煩，即使出門旅行找不到電源也可以隨時(shí)給自己的電子設(shè)