鋰電池行業(yè)綜述分析報告

1、鋰電池行業(yè)綜述報告鋰電池分類和結(jié)構(gòu)鋰電池要緊是指在電極材料中使用了鋰元素作為要緊活性物質(zhì)的一類電池，包括鋰原電池與鋰二次電池。鋰原電池是不能充電重復(fù)使用的,二次電池是能夠多次充放電使用的。鋰原電池要緊有鋰錳電池、鋰硫電池、鋰亞硫酰氯電池、鋰硫酰氯電池等。手表、計算器、計算機(jī)主板MS 中用到的3V鋰電池，要緊是鋰錳電池。而通常所講的鋰電池,如手機(jī)鋰電池，筆記本鋰電池,屬于鋰二次電池。鋰二次電池中最常見，也是應(yīng)用最廣泛的是鋰離子二次電池，簡稱鋰離子電池。 由于鋰離子電池具備可反復(fù)充放電的性質(zhì),而且在其工作過程中碳排放為零,因此在日常生活中，特不是大型儲能設(shè)備如車載用電池中得到廣泛應(yīng)用。另外，由于鋰

2、離子電池環(huán)保安全及循環(huán)使用的特點(diǎn)，在電動工具、電動車、路燈備用電源、大型電力儲能設(shè)備以及手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本計算機(jī)等電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,本文將重點(diǎn)著力于介紹鋰離子電池。鋰離子電池在結(jié)構(gòu)上要緊有五大塊：正極、負(fù)極、電解液、隔膜、外殼與電極引線。電池內(nèi)部采納螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種特不精細(xì)而滲透性專門強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。正極包括由鈷酸鋰（或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等)及鋁箔組成的電流收集極。負(fù)極由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和TC 元件(正溫度系數(shù)熱敏電阻)，以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時愛護(hù)電池不受損壞。單節(jié)

3、鋰電池的電壓為.7V（磷酸亞鐵鋰正極的為.)。由于電池容量也不可能無限大,因此常常將單節(jié)鋰電池進(jìn)行串、并聯(lián)處理，以滿足不同場合的要求。正極材料鈷酸鋰(LiCoO2)鈷酸鋰也是目前應(yīng)用最為廣泛的正極材料，鈷產(chǎn)生3.V 的電壓平臺，對鈷酸鋰而言,對應(yīng)于其理論容量,高達(dá)27mAh/g，實(shí)際容量可達(dá)55A/g,具有專門高的能量密度。要緊應(yīng)用于便攜電池領(lǐng)域：如手機(jī)、PD、移動VD、MP3MP4和筆記本電腦等。鎳酸鋰（NiO2）在鎳酸鋰電池中，化學(xué)離子對i4+/N3+可產(chǎn)生3.75V 的電壓平臺，提供接近200mh/g 的循環(huán)容量。但在實(shí)際中,專門難得到那個結(jié)果。首先在高溫下,由于i的揮發(fā)，專門難合成化學(xué)

4、計量比LiNiO2，高溫時六方相的iNiO2 晶體專門容易轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较嗟腖iNiO2 晶體。這種鋰鎳置換的立方的沒有電化學(xué)活性,而且該反應(yīng)的逆過程專門慢同時不完全。此外在充放電過程中,LiNiO2 還可能發(fā)生其他一系列的結(jié)構(gòu)變化,而導(dǎo)致嵌鋰容量的損失。因此實(shí)際上鎳酸鋰無太大有用價值。鎳鈷二元復(fù)合材料考慮到鈷酸鋰價格昂貴，鎳酸鋰合成困難,研究人員開發(fā)出鎳鈷二元材料結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)，用價格相對低廉的鎳替代部分鈷，合成具有io 一樣的優(yōu)良電化學(xué)性能的正極材料，那么將具有寬敞的應(yīng)用前景。尖晶石錳酸鋰(Li2MnO）尖晶石錳酸鋰能夠產(chǎn)生 的電壓平臺,與鈷酸鋰相當(dāng),理論容量14mAh/，實(shí)際容量120/

5、左右,比現(xiàn)在所用的鈷酸鋰稍低。與鈷酸鋰和鎳酸鋰相比，錳酸鋰原料來源廣泛,價格特不廉價（只有鈷的10%）,而且沒有毒性，對環(huán)境友好。曾一度被認(rèn)為是替代LioO2 的首選鋰離子電池正極材料。然而尖晶石Ln2O容量容易衰減的。磷酸鐵鋰(ieO4）1997 年，ooeugh 等研究人員首次報道了橄欖石型的磷酸鐵鋰（LiFeP)可用于鋰離子電池正極材料，其中的鋰離子能夠完全從晶格中脫出形成層狀FePO4,其相關(guān)于鋰的電極電壓為3V,理論容量為7mh/g。材料性能綜合評價綜上所述，LiCo2 的研究比較成熟,綜合性能優(yōu)良,但價格昂貴，容量較低，毒性較大。LiiO2成本較低，容量較高，但制備困難,材料性能的

6、一致性和重現(xiàn)性差,存在較為嚴(yán)峻的安全問題。鎳鈷二元復(fù)合材料,兼有iNiO和iCoO2 的優(yōu)點(diǎn)，但仍存在較為苛刻的合成條件，綜合性能有待改進(jìn)。同時由于含較多昂貴的Co,成本也較高。尖晶石iMnO4 成本低，安全性好，但循環(huán)性能尤其是高溫循環(huán)性能差，在電解液中有一定的溶解性,儲存性能差。因此上述鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰及其同類正極材料尚不能滿足要求。磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的正極材料是近幾年才出現(xiàn)的事,國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是205 年月(比亞迪公司)。其充放循環(huán)壽命達(dá)200 次,過充電壓0V下不燃燒,穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料類鋰離子電池更易串聯(lián)使用,以滿足電動車頻繁充放電的需要。由于同時具

7、有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格廉價,壽命長等優(yōu)點(diǎn)，磷酸鐵鋰可視為是新一代鋰離子電池的理想正極材料。負(fù)極材料目前,鋰離子電池所采納的負(fù)極材料一般差不多上碳素材料，如石墨、軟碳（如焦炭等)、硬碳等。正在探究的負(fù)極材料有氮化物、PS、錫基氧化物、錫基氧化物、錫合金,以及納米負(fù)極材料等。作為鋰離子電池負(fù)極材料要求具有以下差不多性能：（1）鋰離子在負(fù)極基體中的插入氧化還原電位盡可能低，接近金屬鋰的電位，從而使電池的輸出電壓高;(2）在基體中大量的鋰能夠發(fā)生可逆插入和脫插以得到高容量密度；（）氧化還原電位可不能發(fā)生顯著變化，可保持較平穩(wěn)的充電和放電;（）插入化合物應(yīng)有較好的電導(dǎo)率和離子電

8、導(dǎo)率，如此可減少極化并能進(jìn)行大電流充放電;(5）從有用角度而言，主體材料應(yīng)該廉價,對環(huán)境無污染;碳負(fù)極鋰離子電池在安全和循環(huán)壽命方面顯示出較好的性能,同時碳材料價廉、無毒，目前商品鋰離子電池廣泛采納碳負(fù)極材料。近年來隨著對碳材料研究工作的不斷深入,差不多發(fā)覺通過對石墨和各類碳材料進(jìn)行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整，將比容量從原來的理論值3mA/g，大大提高到00mA/g0mAg,同時使鋰離子電池的比能量大大增加。目前，已研究開發(fā)的鋰離子電池負(fù)極材料要緊有:石墨、石油焦、碳纖維、熱解炭、中間相瀝青基炭微球（M）、炭黑、玻璃炭等，其中石墨和石油焦最有應(yīng)用價值。一般來講，依照石墨化程度，可將碳負(fù)極材料分成石墨、

9、軟碳和硬碳。石墨材料導(dǎo)電性好，結(jié)晶度較高具有良好的層狀結(jié)構(gòu)，充放電容量可達(dá)30mAh/g 以上，充放電效率在90%以上，可與提供鋰源的正極材料鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰等匹配，組成的電池平均輸出電壓高，是目前鋰離子電池應(yīng)用最多的負(fù)極材料。軟碳材料為容易石墨化的碳素材料，是指在2500以上的高溫下通過石墨化轉(zhuǎn)變的無定形碳。軟碳的石墨化程度低，與電解液的相容性好。常見的軟碳有石油焦、針狀焦、碳纖維、碳微球等。而硬碳材料是指難于石墨化的碳素材料，是由高分子聚合物通過熱分解形成的，鋰容量專門大(5001000mAh/g）。這類碳在250以上的高溫也難以石墨化,常見的硬碳有樹脂碳（酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚目前

10、，已研究開發(fā)的鋰離子電池負(fù)極材料要緊有：石墨、石油焦、碳纖維、熱解炭、中間相瀝青基炭微球(MCMB)、炭黑、玻璃炭等,其中石墨和石油焦最有應(yīng)用價值。電解液基質(zhì)目前鋰電池電解液基質(zhì)絕大多數(shù)使用六氟磷酸鋰，其分子式為LiPF6,白色晶體，穩(wěn)定性較差,易與水反應(yīng),加熱分解。六氟磷酸鋰可溶于無水氟化氫、低烷基醚、腈、吡啶和醇等非水溶劑，但難溶于烷烴和苯等有機(jī)溶劑。LiF 易與酸反應(yīng)生成PF5 和鋰鹽，含有iPF6 的有機(jī)電解液因具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性,被選定為鋰離子電池的電解質(zhì)。綜上,鋰離子電池各部分材料市場價格如下：隔膜鋰電池隔膜是鋰電池結(jié)構(gòu)中最重要的一部分?，F(xiàn)在要求隔膜的厚度一般為25微米

11、,單層隔膜可能達(dá)到的厚度為-40 微米。隔膜通常有兩種類型。一、選用聚乙烯-聚丙稀聚乙烯三層合拼隔膜紙,目前有美國Clgar 及日本UB。制造此類型隔膜特點(diǎn)在于降低成本，但制造工藝復(fù)雜，對超薄6 微米以下尤為難做到。二、單層聚乙烯隔膜,目前有日本的旭化成、東燃、美國的ENTK 三家公司。此類型隔膜由因此單層聚乙烯,故生產(chǎn)成本較高。日本優(yōu)質(zhì)電池隔膜幾乎全部采納單層聚乙烯隔膜。WI 公司的隔膜紙產(chǎn)品也采納單層聚乙烯隔膜。電池的正負(fù)極之間的隔膜,首先它必須具備良好的電絕緣性,其次由于它在電解液中處于浸濕狀態(tài)，必須具備良好的耐堿性,同時要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度范

12、圍內(nèi)(-558)保持電子穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性、和化學(xué)穩(wěn)定性。隔膜性能的好壞在專門大程度上將阻礙電池的循環(huán)壽命和自放電狀況。因此，透氣性、厚度、阻抗的設(shè)計成為判不電池品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。關(guān)于鋰電池，假如隔膜的隔膜孔洞不行，將阻礙鋰離子在正負(fù)極之間的傳遞，繼而阻礙鋰電池的充放電。鋰電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展分析國內(nèi)鋰電池進(jìn)展刺激政策電動汽車對中國戰(zhàn)略意義重大,政府動作頻頻。作為汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國，中國由于在傳統(tǒng)汽車制造領(lǐng)域處于絕對落后,因此政府特不重視電動汽車的研發(fā)，希望借此實(shí)現(xiàn)跨越式進(jìn)展,縮小汽車那個支柱產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平的差距。從近些年政府政策制定看,對電動汽車的支持力度專門大。繼2009年1月,由科技部、財

13、政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部共同啟動十城千輛工程之后，201年6月,財政部、科技部、工業(yè)和信息化部、國家進(jìn)展改革委聯(lián)合公布了關(guān)于開展私人購買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知,備受關(guān)注的新能源汽車補(bǔ)貼實(shí)施細(xì)則正式出臺。實(shí)施細(xì)則確定在上海、長春、深圳、杭州、合肥等個都市啟動私人購買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)工作，政策明顯傾向進(jìn)展鋰電池電動汽車,對插電式混合動力乘用車及純電動車每輛最高補(bǔ)貼萬和6萬元，對弱混電動車每輛僅補(bǔ)貼00元。市場推廣政策()科技部“十城千輛”打算：每年進(jìn)展10個都市，每個都市推出1000輛新型動力汽車開展示范運(yùn)行,涉及公交、出租、公務(wù)、市政等領(lǐng)域,將至少推廣使用6萬輛的節(jié)能與新能源汽車;(2）

14、009 年9 月,國家電網(wǎng)公司宣布其正在北京、上海和其他大型都市建筑電動車充電站，每座充電站投資額為25 萬元人民幣；()科技部目前正在考慮建筑可插入汽車充電的充電站,而另一種是鋰離子電池交換站，汽車在此可將用盡的電池交換一塊充滿電的電池；(4)200 年0 月,通用透露正與國家電網(wǎng)商討合作，以建立電動車充電平臺。經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠政策(1）財政部補(bǔ)貼打算:在上海、長春、深圳、杭州、合肥等5 個都市啟動私人購買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)工作,政策明顯傾向進(jìn)展鋰電池電動汽車,對插電式混合動力乘用車及純電動車每輛最高補(bǔ)貼5 萬和6萬元,對弱混電動車每輛僅補(bǔ)貼3000元。（）將通過應(yīng)用汽車消費(fèi)者稅等各種稅費(fèi)政策,引導(dǎo)

15、新型動力汽車消費(fèi);（)目前正在研究通過所得稅減免、進(jìn)口稅收優(yōu)惠等政策,支持企業(yè)加大對新能源汽車的投入和技術(shù)改造的力度；()科技部會同重慶市政府將對長安杰勛混合動力汽車購買者提供每輛2 萬元的補(bǔ)貼。法律強(qiáng)制政策結(jié)合研發(fā)經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助（1)從00 年至212 年，湖南省和株洲、湘潭市每年共安排500 萬元資金，專項(xiàng)用于電動汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展;(2)國家電網(wǎng)公司正在加快建設(shè)電動汽車能源供給系統(tǒng)檢測實(shí)驗(yàn)室，為開展電動汽車能源供給系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究提供試驗(yàn)手段;正在積極開展電動汽車供電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和電池系統(tǒng)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究和制訂工作,目前差不多完成了公共能源供給系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系第一批6套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的起草工作;此外還將開

16、展電動汽車相關(guān)配套政策的研究,為政府出臺相關(guān)政策提供決策支持。國外刺激政策為了加速本國電動汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)展，占據(jù)以后行業(yè)競爭的制高點(diǎn)，西方各國紛紛推出電動汽車產(chǎn)業(yè)扶持政策，加大在相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)投入。從政策著力點(diǎn)考慮,政策可包括2 方面：供給端政策和需求端政策。供給端政策要緊是加大基礎(chǔ)材料的研發(fā)投入，加快充電站等相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)和相關(guān)人員培訓(xùn)等。需求端政策要緊是購車補(bǔ)貼，稅收優(yōu)惠,政府采購電動車等措施。鋰離子電池市場現(xiàn)狀及需求前景分析鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、無經(jīng)歷效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、PDA、數(shù)碼相機(jī)和攜帶式電動工具等領(lǐng)域,其中筆記本電

17、腦占2,手機(jī)占0，為最大應(yīng)用領(lǐng)域。鋰離子電池自992 年由索尼公司產(chǎn)業(yè)化以來，全球鋰電池市場差不多由日本獨(dú)霸天下。近年來，隨著中國和韓國的迅速崛起,日本鋰電池的市場分額逐漸減少,全球鋰電池產(chǎn)業(yè)形成了中、日、韓三分天下的格局。隨著手機(jī)、筆記本電腦等便攜電器設(shè)備的進(jìn)展,全球鋰離子電池的市場規(guī)模寬敞。目前鋰電池的要緊應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣P記本電腦和手機(jī)。998 年至今，全球鋰離子電池需求量持年均兩位數(shù)以上的增長。在全球新一代3G移動通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化娛樂便攜設(shè)備逐步普及的情況下,筆記本電腦、手機(jī)、上網(wǎng)本、數(shù)碼產(chǎn)品、游戲機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域的需求將接著保持旺盛的增長。電動汽車對鋰電池材料消耗量相當(dāng)于傳統(tǒng)電池的

18、上萬倍。由于電動汽車需要的是大功率電能,因此實(shí)際使用過程中,往往使用上千個電芯串聯(lián)成電池組以保證能量的供應(yīng)。以日本尼桑公司200 年推出純電動車型LEF 為例，鋰電池容量為2kWh，是標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)電池容量的1200倍。因此，電動汽車對鋰離子電池材料的需求專門大。據(jù)測算,一臺純電動汽車需要4050 公斤的正極材料和電解液，是單個手機(jī)電池耗用量的一萬倍左右。依照測算，僅生產(chǎn)100 萬輛電動車所需的鋰離子電池相關(guān)材料,就將是目前全球鋰電池材料總需求量的數(shù)倍。因此,電動汽車的推廣將帶動鋰離子電池相關(guān)材料的需求呈現(xiàn)爆發(fā)性增長。鋰電池技術(shù)分析材料比較鋰電池的市場將會爆發(fā)性增長，差不多無需置疑。電動汽車產(chǎn)量的快

19、速擴(kuò)張必將帶動對鋰電池材料的需求。鋰電池要緊由 部分構(gòu)成，即電極、電解液、隔膜和包裝材料。其中,包裝材料和石墨負(fù)極技術(shù)相對成熟，成本占比不高。鋰離子電池的核心材料要緊是正極材料、電解液和隔膜。其中,正極材料是鋰離子電池電化學(xué)性能的決定性因素。正極材料占鋰電池成本的比例超過0，是最要緊的構(gòu)成部分。電解液和隔膜,成本占比分不為10和20%。由于目前鋰電池核心材料仍處于研發(fā)時期,離大規(guī)模成熟應(yīng)用于電動汽車仍有一定距離，國內(nèi)企業(yè)仍需要持續(xù)研發(fā),改進(jìn)工藝,以滿足電動汽車對材料的更高要求。綜合技術(shù)、產(chǎn)品盈利能力和需求增長幅度,對各子行業(yè)排序如下：從技術(shù)成熟度考慮，電解液磷酸鐵鋰=六氟磷酸鋰隔膜。電解液要緊

20、是復(fù)配技術(shù)，技術(shù)最為成熟，不存在新產(chǎn)品替代的風(fēng)險，風(fēng)險因而最低；與之相對，磷酸鐵鋰的技術(shù)路線風(fēng)險最高,日韓企業(yè)差不多采取三元材料和高端錳酸鋰的技術(shù)路線。另一方面，國內(nèi)磷酸鐵鋰的生產(chǎn)取得一定突破,但一致性目前仍未得到有效解決，國內(nèi)絕大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)都還處于小量送樣時期,未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)；六氟磷酸鋰的技術(shù)路線風(fēng)險相對較低,但產(chǎn)品要求嚴(yán)格,工業(yè)化生產(chǎn)難度專門高;隔膜的難點(diǎn)不在合成而在于工藝，國內(nèi)相對落后的應(yīng)用研究,導(dǎo)致隔膜成為鋰電池核心材料中,國產(chǎn)化率最低,也是生產(chǎn)難度最大的材料。從產(chǎn)品收益率考慮,隔膜六氟磷酸鋰磷酸鐵鋰電解液。技術(shù)門檻的高低,決定了產(chǎn)品盈利的高低。因此，佛塑股份的隔膜盡管質(zhì)量落后于國

21、際巨頭,定位中端，仍然具有6以上的毛利率。而江蘇國泰的電解液,定位高端，毛利率可能在30%-40%左右。六氟磷酸鋰和磷酸鐵鋰，可能盈利能力介于兩者之間。從動力電池帶來的需求增長幅度考慮,磷酸鐵鋰隔膜電解液六氟磷酸鋰。由于磷酸鐵鋰不能用于傳統(tǒng)小型鋰電池，因此動力電池對其的需求拉動最為顯著;動力電池對隔膜安全性要求專門高,目前要緊使用3 層復(fù)合隔膜，因此大大提升了隔膜的需求量。而傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域的約5 億平米左右的需求量，決定了其需求彈性略低于磷酸鐵鋰;六氟磷酸鋰與電解液差不多保持1：10的比例,因此兩者的需求彈性相同。存在問題磷酸鐵鋰的一致性問題有待解決。國內(nèi)目前關(guān)于鋰離子電池的研究，大多數(shù)集中于

22、正極材料。各種正極材料都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此都需要通過工藝改進(jìn)提高其性能。目前,通過摻混技術(shù)、碳包覆、納米制程以及一些其它工藝，改善正極材料的循環(huán)壽命、提高電化學(xué)性能成為研究熱點(diǎn)。對企業(yè)而言，掌握合成工藝僅僅是第一步,大批量供貨的情況下,如何保證產(chǎn)品質(zhì)量的批次穩(wěn)定性是更為重要的環(huán)節(jié)。由于磷酸鐵鋰對合成工藝條件的要求更為苛刻，這就對企業(yè)從原料采購、工藝操縱、現(xiàn)場治理、產(chǎn)品檢驗(yàn)等各方面都提出更高要求。六氟磷酸鋰質(zhì)量難操縱，合成難度高。鋰電池的電解質(zhì)要緊是六氟磷酸鋰,其生產(chǎn)的要緊原料為無水氫氟酸和五氟化磷，均為氟化工產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中,反應(yīng)流程長,工藝條件嚴(yán)苛，產(chǎn)品純度要求高。目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求水分小于

23、3ppm,游離酸小于，要求極為苛刻。因此生產(chǎn)企業(yè)若沒有重化工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),尤其是氟化工的技術(shù)積存,專門難做到穩(wěn)定高效的生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。隔膜生產(chǎn)工藝極難掌握，技術(shù)壁壘專門高。生產(chǎn)隔膜的原理并不復(fù)雜,要緊難點(diǎn)在于提高隔膜孔隙率、降低隔膜厚度的同時還要保證隔膜的機(jī)械強(qiáng)度。由于原理簡單，理論研究專門少。而生產(chǎn)工藝難度極高,核心技術(shù)掌握在少數(shù)幾家手中，因此應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也專門少。正極材料進(jìn)展分析鈷酸鋰:目前最成熟的,唯一商品化的鋰離子電池正極材料，要緊應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式數(shù)碼產(chǎn)品以及電動玩具等。優(yōu)點(diǎn):材料的加工性能專門好,密度高，比容量相對較高，材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,循環(huán)性能好，材料的電壓平臺較高且

24、比較穩(wěn)定缺點(diǎn)：價格昂貴、容量幾乎發(fā)揮到了極限、資源緊缺、安全性差。以后方向:在傳統(tǒng)鋰離子電池領(lǐng)域,鎳鈷鋰和鎳鈷錳鋰三元材料是最有希望代替。鈷酸鋰的正極材料。安全性差和過高的成本，限制了其在動力電池領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。傳統(tǒng)電池領(lǐng)域,鈷酸鋰也面臨成本更低的三元材料和錳酸鋰的挑戰(zhàn)。由于鈷酸鋰工藝成熟,基數(shù)較大,因此以后數(shù)年內(nèi)仍將占有正極材料大部分市場份額。依照I 報告的預(yù)測，到2012年，全球?qū)φ龢O材料的需求量約為767 萬噸,其中鈷酸鋰需求量約3 萬噸，占比約40,照舊是第一大消費(fèi)品種。09 年到212年，鈷酸鋰復(fù)合增長率9.32%，多元材料復(fù)合增長率3705%,錳酸鋰復(fù)合增長率76%，磷酸鐵鋰復(fù)合

25、增長率114.72%。磷酸鐵鋰和錳酸鋰的增速明顯高于其它產(chǎn)品,要緊得益于其在動力電池中的應(yīng)用。錳酸鋰和三元材料錳酸鋰是除鈷酸鋰外研究最早的正極材料,適合于電動工具、礦燈電池和手機(jī)電池等對容量要求不高的領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn):安全性較高,尤其是高溫下的穩(wěn)定性較好。電解錳目前價格僅1.8 萬元，具有明顯成本優(yōu)勢。缺點(diǎn)：比容量較低，高溫循環(huán)性能目前還沒有得到較好的解決，以后方向：小型鋰電池市場，日本研發(fā)的高端錳酸鋰材料可用于動力電池。鎳鈷錳三元材料同樣也是特不有前途的正極材料,有望在小型鋰電池領(lǐng)域替代鈷酸鋰。優(yōu)點(diǎn):高容量的正極材料,比容量能夠達(dá)到80mAh/ 以上，安全性較好,成本低，與電解液的相容性好，循環(huán)性

26、能優(yōu)異，缺點(diǎn):合成困難、合成條件苛刻、合成材料的穩(wěn)定性差;電壓平臺相對較低,只有3.5v 左右；密度相對較低；充電電壓較高，達(dá)到了4.v 左右。以后方向:要緊是小型鋰離子電池市場,也有望進(jìn)入動力電池市場。磷酸鐵鋰：磷鐵酸鋰材料是最近兩年才快速進(jìn)展起來的正極材料,其低廉的價格,較高的安全性能,較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,優(yōu)越的循環(huán)性能使得其作為動力電池和備用電源領(lǐng)域有寬敞的應(yīng)用前景。高安全性和熱穩(wěn)定性是磷酸鐵鋰的突出優(yōu)點(diǎn)。在針刺和擠壓實(shí)驗(yàn)中，磷酸鐵鋰電池不發(fā)熱、不冒煙、不起火。在過充實(shí)驗(yàn)中，將電池過充到.5V,過放至0V，電池循環(huán)1 次,外觀無任何異常，容量保持率達(dá)到84,表現(xiàn)堪稱優(yōu)異。關(guān)于動力電池領(lǐng)域,

27、安全性是首要考慮的因素。正是憑借磷酸鐵鋰在安全性方面的優(yōu)勢,差不多確立了其現(xiàn)時期汽車動力鋰電池的正極材料首選的地位。磷酸鐵鋰的要緊缺點(diǎn)是振實(shí)密度低，體積比容量低，電導(dǎo)率低，低溫放電性能差，倍率放電差等問題。其中,振實(shí)密度和體積比容量低對動力電池來講,問題并不嚴(yán)峻。目前,磷酸鐵鋰差不多成為我國動力鋰電池行業(yè)的主流選擇,比亞迪的電動汽車正是采納這種材料。全球供給高度集中。由于磷酸鐵鋰能量密度較低，需要采納碳包覆等技術(shù)對其進(jìn)行改性,提高了磷酸鐵鋰的生產(chǎn)難度和成本。目前，國際上磷酸鐵鋰的生產(chǎn)商要緊有美國的A123、Vale 和加拿大的postech 公司。據(jù)可能，A123和威能公司產(chǎn)能合計約000噸，

28、osech 公司產(chǎn)能約7 噸。由于A13和威能的磷酸鐵鋰全部自用,不對外銷售原料,因此國內(nèi)磷酸鐵鋰的供應(yīng)要緊靠photch、天津斯特蘭公司和北大先行等極少數(shù)幾家。photec、天津斯特蘭產(chǎn)能均為500噸，北大先行宣稱產(chǎn)能20噸,實(shí)際產(chǎn)量大大低于產(chǎn)能。國內(nèi)市場群雄并起，行業(yè)格局有待規(guī)范。合成難度大，產(chǎn)品供不應(yīng)求,導(dǎo)致全球磷酸鐵鋰價格居高不下。磷酸鐵鋰目前國內(nèi)廠家的產(chǎn)品一般在1-18 萬/噸,美國A23系統(tǒng)公司和en 公司報價在20- 萬噸。目前，由于磷酸鐵鋰尚處于市場導(dǎo)入期,前期研發(fā)和市場開拓費(fèi)用較高，行業(yè)內(nèi)公司,不管是國際巨頭如A13 和ac依舊國內(nèi)企業(yè)如天津斯特蘭和北大先行,普遍虧損。磷酸鐵

29、鋰以后寬敞的前景,吸引眾多資本熱情投入。據(jù)粗略統(tǒng)計,國內(nèi)目前從事磷酸鐵鋰合成的公司多達(dá)0 家左右。由于正極材料規(guī)模效應(yīng)顯著,以后行業(yè)必將進(jìn)行整合,僅有少數(shù)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)先的公司能夠笑到最后。電解液進(jìn)展分析電解液要緊原材料為六氟磷酸鋰，占電解液成本的50左右，其生產(chǎn)成本為1萬元噸，售價為0 萬元/噸，毛利率高達(dá)7%。六氟磷酸鋰合成難度較高，整個生產(chǎn)過程涉及高溫、低溫、真空、高壓、腐蝕性強(qiáng)、易燃易爆和劇毒化學(xué)品，對設(shè)備和人員要求高、工藝難度極大。森田化工在張家港的建設(shè)年產(chǎn)300 噸六氟磷酸鋰的工廠，照搬日本工廠的成熟設(shè)備和工藝,仍然歷時3年才穩(wěn)定達(dá)產(chǎn)，可見工藝難度之高。難點(diǎn)在于雜質(zhì)操縱。電解液對

30、六氟磷酸鋰的純度要求極高，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求水分小于pp，游離酸小于10ppm。由于六氟磷酸鋰本身具有吸潮性,因此高純原料的獵取和生產(chǎn)過程中雜質(zhì)操縱和產(chǎn)品提純差不多上關(guān)鍵因素。較高的技術(shù)門檻，導(dǎo)致極高的市場集中度,市場要緊被關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、SELA、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷。國內(nèi)目前僅有天津金牛能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量約80 噸，產(chǎn)品全部自用不對外銷售。江蘇國泰和多氟多正在進(jìn)行中試生產(chǎn)。進(jìn)展趨勢：長期看,新電解質(zhì)體系的開發(fā)將是大勢所趨。六氟磷酸鋰材料的熱穩(wěn)定性較差，從6開始就有少量分解，在較高溫度或惡劣的環(huán)境下，分解的比例大大增加,產(chǎn)生氫氟酸等游離酸，會使電解液酸化,最終導(dǎo)致電極材料的損壞以及電池性

31、能的急劇惡化。同時六氟磷酸鋰易潮解，而水分是電解液的大敵。近些年,草酸硼酸鋰鹽在電解液中的應(yīng)用逐漸引起關(guān)注。用草酸硼酸鋰鹽配制成的電解液有抗過充、阻燃等功能，形成的SEI 膜特不穩(wěn)定,滿足動力電池高安全性的要求。更長遠(yuǎn)看，聚合物鋰電池可能成為鋰電池以后的進(jìn)展方向。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)，也可不能產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,因此外殼材質(zhì)能夠更輕，從而能夠提高整個電池的比容量。此外，聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比一般鋰離子電池有所提高。隔膜進(jìn)展分析隔膜生產(chǎn)難度最高,盈利最豐厚。在

32、鋰電池中要緊作用是防止正負(fù)極短路，同時在充放電過程中提供離子運(yùn)輸?shù)碾娡ǖ馈Ｓ捎阡囯x子電池具有工作電壓高，隔膜材料與高電化學(xué)活性的正負(fù)極材料應(yīng)具備優(yōu)良的相容性,同時還應(yīng)具備優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐溶劑性、離子導(dǎo)電性、電子絕緣性、較好的機(jī)械強(qiáng)度、較高的耐熱性及熔斷隔離性。滿足鋰電池的專門需求的同時,還要滿足制膜工藝的可行性,涉及多學(xué)科領(lǐng)域，因此隔膜研發(fā)進(jìn)展緩慢。目前一般采納聚丙烯、聚乙烯單層微孔膜，以及由兩者復(fù)合制成多層微孔膜作為隔膜。以聚丙烯為例，原料成本僅8 千元/噸,而加工制成隔膜后,價格可達(dá)30 萬元/噸，升值數(shù)百倍。鋰電池隔膜供給高度集中，嚴(yán)峻依靠進(jìn)口。隔膜的要緊技術(shù)掌握在少數(shù)企業(yè)手中，集中度專

33、門高。國外的隔膜生產(chǎn)要緊集中在美國的celgrd 公司和日本的旭化成、東燃和宇部。由于技術(shù)壁壘較高,投資風(fēng)險大，國內(nèi)企業(yè)的投資熱情并不高。國內(nèi)能夠生產(chǎn)鋰電池隔膜的，僅有佛山金輝高科（佛塑股份的子公司)、新鄉(xiāng)格瑞恩、桂林新時代和深圳星源材質(zhì)4 家公司，產(chǎn)品質(zhì)量與國外同類相比,仍存在較大差距。其中,佛山金輝的產(chǎn)品質(zhì)量相對較好,供應(yīng)中低端市場。國內(nèi)中高端市場，要緊由東燃、旭化成和celgrd 公司壟斷。依照國內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)量估算，國內(nèi)隔膜的年需求量約2 億平米左右。國內(nèi)龍頭佛山金輝的產(chǎn)量僅00 萬平米，即使考慮其它幾家公司有限的產(chǎn)量，供給也遠(yuǎn)低于需求。佛山金輝的產(chǎn)品盡管要緊用于中低端市場,毛利率仍然高達(dá)6%以上。以后進(jìn)展方向：更薄、更安全。鋰離子電池隔膜的進(jìn)展，是隨著電池需求的不斷變化而不斷進(jìn)展的。從需求看,鋰電池正朝著更安全和更輕薄兩個方向進(jìn)展。數(shù)碼產(chǎn)品電池方面,為迎合美觀和便攜的需求，以后的鋰電池將朝著小型化方向進(jìn)展。為追求單位體積下的高能量,鋰電池隔膜因此需要越薄越好。與此同時,要保證隔膜的機(jī)械強(qiáng)度和吸液性能。動力電池領(lǐng)域,大功率惡劣工況的使用條件下,鋰電池安全性尤為重要。因此,動力電池隔膜往往使用厚度在40 微米以上、E 與P多層復(fù)合的隔膜，以獲得良好的機(jī)械性能、熱關(guān)斷性能