20xx年锂离子电池行业市场调研报告(编辑修改稿)

20xx年锂离子电池行业市场调研报告(编辑修改稿)内容摘要：

锂电池为主，而 代表 未来的发展方向 则是磷酸铁锂电池。 锂离子电池 工作原理 锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。 当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动大盘负极。 而作为负极的碳呈层状结构，它有 很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。 同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。 回到正极的锂离子越多，放电容量越高。 我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。 不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于 从正极 → 负极 → 正极的运动状态。 如果我们吧锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两级，而锂离子就像优秀的运动健将，自爱摇椅的两端来回奔跑。 所以，锂离子电池 又叫 摇椅式电池。 图 18：锂 离子 电池的充 放电原理 锂离子电池 优缺点 锂离子电池具有以下优点： （ 1） 单体电池工作电压高达 ，是镍镉电池 ， 镍氢电池的 3 倍，铅酸电池的近 2 倍，这也是锂电池比能量高的一个重要原因。 因此组成相同电压的动力电池组时，锂电池使用的串联数目会大大少于铅酸电池和镍氢电池。 如果动力电2020 年锂离子电池行业市场调研 报告 11 池中单体电池数量越多，电池组中单体电池的一致性要求就越高，寿命就越不好做，在实际使用过程中电池组有问题分析后，一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题，因此不难理解为什么 48V 的铅酸电池比 36V 的铅酸电池反馈要高，从这个角 度上讲锂电更适合动力电池的使用。 例如 36V 的锂电只需要 10 个单体，而 36V 铅酸电池需要 18 个单体电池，即 3 只 12V 的电池组，而每只 12V 的铅酸电池有六个单格即六个单体电池组成。 （ 2） 重量轻，比能量大，高达 150Wh/Kg， 是镍氢电池的 2 倍，铅酸电池的4 倍 ， 因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一，从这个角度讲锂电消耗的资源就少，而且由于锰酸锂电池中所用元素的储量比较多，因此相对铅酸、镍氢电池可能会进一步涨价，锂电池成本反而是进一步降低的。 电动自行车用锂离子电池重量为 公斤，铅酸电池的重量为 1220 公斤，锂电重量约为铅酸电池的四分之一到三分之一，比铅酸电池轻约 10 公斤（ 36V， 10Ah 电池），电池重量减轻了 70％ ， 整车总重量至少减轻了 20％。 加上一般锂电车都是简易款的电动自行车，由于电池和整车轻，相同电压、相同容量的电池行驶里程更长，普通的电动车重量在 40 公斤以上 ， 而锂电池电动自行车重量在 7到 26 公斤之间。 女士和老年人都可以轻易搬动 ， 人力骑行也十分轻便，运动休闲兼得。 （ 3）体积小，高达到 400Wh/L，体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。 提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间 和可能性。 现阶段由于铅酸电池体积、重量的限制，设计师们的设计思想受到极大约束，导致现阶段的电动自行车在结构和外观上 “ 千车一面 ” 、雷同相似、单调划一。 而锂离子电池的使用，给设计师们提供了展示设计思想和设计风格的更大空间及条件。 当然同时也导致电动自行车用锂电池尺寸多种多样，不利于锂动力电池行业的发展。 锂动力电池行业也需要尽快制定电动自行车用锂离子电池国家标准，加速在电动自行车领域锂电对铅酸电池的替代。 当然目前锂电池是在不断发展过程中的不同材料、不同工艺电池的体积有很大的差别，如何统一也是一个难点。 （ 4）循环寿 命长，循环次数可达 1000 次。 以容量保持 60%计，电池组 100%充放电循环次数可以达到 600 次以上，使用年限可达 35 年 ， 寿命约为铅酸电池的两到三倍。 随着技术的革新，设备的提高，电池的寿命会越来越长，性价比会越来越高。 2020 年锂离子电池行业市场调研 报告 12 （ 5）自放电率低，每月不到 5%。 （ 6）允许工作温度范围宽，低温性能好，锂离子电池可在 20℃ ～ +55℃ 之间工作，尤其适合低温使用，而水溶液电池 (比如铅酸电池、镍氢电池 )在低温时，由于电解液流动性变差会导致性能大大降低。 （ 7）无记忆效应，所以每次充电前不必像镍镉电池、镍氢电池一样需要放电，可以随时随地的进行充电。 电池充放电深度，对电池的寿命影响不大，可以全充全放，我们循环测试就是全充全放的。 （ 8）特别适合用于动力电池，除了锂离子电池电压高之外，由于锂离子动力电池组的保护板能够对每一个单体电池进行高精度监测，低功耗智能管理，具有完善的过充电、过放电、温度、过流、短路保护、锁定自恢复功能以及可靠的均衡充电功能，大大的延长了电池的使用寿命。 而其他类型电池（比如铅酸电池）在使用过程中由于电池一致性、充电器等问题，易产生电池过充、过放等问题（由于成本等各方面的原因，铅酸电池组内不能对每一个单体电池进 行监测和保护）。 （ 9）无污染，锂电池中不存在有毒物质，因此被称为 “ 绿色电池 ” ，国家重点扶持。 而铅酸电池和镉镍电池由于存在有害物质铅和镉，国家必然会加强监管和治理（铅酸电池出口退税的取消，铅资源税的增加，铅酸电动自行车出口的受限），相应企业的成本也会增加。 虽然锂电池没有污染，但从资源节约的角度考虑，锂电池的回收，回收中的安全性，回收的成本也都需要考虑。 锂离子电池也存在着一定的缺点，如： （ 1）电池成本较高。 相同电压和相同容量的锂离子电池价格是铅酸的 34 倍。 以电动自行车为例，市场上一辆铅酸电池电动自行车为 1500 元左右，而一组36V、 12Ah 铅酸电池价格在 400 元～ 500 元之间；但如果换作同样电压及容量的锂离子电池，那么电池的价格在 1000 元左右， 并且锂离子电池要求的保护电路板也价格不低。 而随着电池材料所用的钢材、钴镍等金属价格的不断上涨，锂离子电池的生产成本也在逐年提高，所以资源更加丰富、价格更有优势的锰酸锂和磷酸铁锂在动力型锂离子电池领域受到追捧。 （ 2）存在安全隐患；由于锂电池比能量高，材料稳定性差，锂电容易出现安全问题，目前世界上知名的手机和笔记本电脑电池（正极材料为钴酸锂和三元材料）生产企业，日本 三洋、索尼等公司要求电池的爆喷率控制在 40 个 ppb(十亿2020 年锂离子电池行业市场调研 报告 13 分之一 )以下，国内公司能达到 ppm(百万分之一 )级的就已经不错了，而动力电池的容量是手机电池容量的上百倍以上，因此对锂电的安全性要求极高。 虽然钴酸锂电池和三元材料的电池具有重量更轻，体积更小等优点，但它们是不适合作动力电池应用于电动车的 1。 （ 3）需要保护线路控制。 A、过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在 的恒压下充电； B、过放保护：过放会导致 活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。 表 12：各种电池性能对比 电池类型 电压 /V 重量比能量 /Wh/kg 体积比能量 /Wh/L 循环寿命 /次 每月自放电 率 有害物质 铅酸电池 2 3045 6090 300500 45% 铅 镉镍电池 4060 100150 5001000 2030% 镉 镍氢电池 6080 150200 5001000 3035% / 锂离子电池 110190 250500 5002020 5% / 锂离子电池 铅酸电池 镍氢电池 锰酸锂、三元材料、钴酸锂电池 磷酸亚铁锂电池 单体电池标称电压 2V 24V所需单体电池数 7串 （ ） 8串 () 12串 一般用 12V， 10Ah的铅酸电池串联，而每只 12V,10Ah的电池中有 6个单格组成也就是由 6节单体电池组成 20串 36V所需单体电池数 10串 (37V) 12串 () 18串 30串 48V所需单体电池数 13串 () 15串 (48V) 24串 40串 锂离子电池 应用领域 锂离子电池因为轻便、高能量密度的特点，其市场应用正在逐渐扩大。 锂离子电池已经广泛应用于手机、笔记本 电脑 、摄像机、 DVD 等一系列小型移动式电子产品。 最近两年来，锂离子电池已经开始在电动自行车和电动工具上得到快 1 锂离子电池在 130℃ 以上的高温下有爆炸的危险。 但是， Frost amp。 Sullivan 预测，该问题在今后 2～ 3 年内将得到解决，可以耐高温的锂离子电池将面世。 2020 年锂离子电池行业市场调研 报告 14 速应用。 此外，锂电池还在军事、医疗等方面有着广泛的应用，其中一个典型的例子就是心脏起搏器：心脏起搏器对电池的要求相当苛刻，其寿命、抗腐蚀性都必需有极高品质，一般由锂碘一次电池来担负这个艰巨的任务。 今后，锂离子电池将主要应用于混合动力车和电动车辆领域，这将进一步扩大锂离子电池的市 场占有率。 图 19：锂离子 电池应用领域 全球 锂离子电池行业发展状况 全球锂 离子 电池行业 发展 现状 在世界范围的锂离子电池行业中，日本占有最大的世界市场份额。 美国、欧洲、韩国也紧随其后。 回顾自 2020 年以来的世界范围的小型二次电池的应用，我们可以发现在二次电池中，锂离子电池的使用呈迅猛上升趋势。 表 21 世界范围内各种二次电池的应用情况 单位：百万支 年度 名称 笔记本 电脑 手机 摄录 一体机 数码相 机 电动工具 一般电器 其它 总计 2020 镍镉 0 3 2 420 90 215 1261 镍氢 18 167 6 40 41 180 66 688 LIB* 339 769 － 2020 镍镉 0 0 2 537 60 143 1267 镍氢 20 101 5 50 52 241 80 744 2020 年锂离子电池行业市场调研 报告 15 LIB － 2020 镍镉 － 0 2 560 45 100 1192 镍氢 22 50 4 56 53 315 107 795 LIB 2020 镍镉 － 0 2 526 40 92 1133 镍氢 20 15 5 60 63 440 145 940 LIB 2302 2020 镍镉 － 0 2 535 40 85 1100 镍氢 20 0 5 77 71 453 150 947 LIB 1316 *备注： LIB 锂离子电池。 2020 年全球锂 离子 电池 市场已经形成中日韩三足鼎立的局面，生产规模都在急剧扩大。 中国的发展速度最快，韩国次之。 2020 年，中国的生产规模首次超过日本，位居世界第一。 2020 年中国锂 离子 电池产量达到 亿只，较 2020年增长 %。 图 21： 20202020 中国锂 离子 电池产量及其增长趋势 (单位：百万 ， %) 来源：中国化学与物理材料协会 2020 年锂离子电池行业市场调研 报告 16 全球锂 离子 电池市场 需求 分析 预计 2020 年全球锂离子充电电池供货金额将同比增长 13%。 从不同形状的产品的供货量来看，圆筒形为 46%，方形为 41%，聚合物形为 13%。 圆筒形在笔记本电脑电池中多配备 4 个或 6 个。 面向电动工具的新市场正在形成，每台机器也配备多个电池。 方形电池方面，手机尤其面向新兴市场国家供货的低价位机型起了推动作用。 锂离子聚合物电池以手机为中心销量日益扩大。 从不同用途来看，面向手机为 49%、面向笔记本电脑为 36%、面 向数码相机为 4%。 预计随着BRICs（巴西、俄罗斯、印度、中国）等新兴市场上手机以及笔记本电脑进一步普及，上述便携产品的增长将放缓。 锂离子电池的全球市场需求今后将大幅增长，据预测， 2020 年锂离子电池市场需求量约 亿颗，年增率将超过 20%。 2020 年锂离子电池市场需求量将达到 亿颗； 2020 年锂离子电池总需求量更可望突破 50 亿颗。 根据对主要锂离子电池现有产能及产能扩充计划的调查发现，主要锂离子电池品牌及锂离子电池组厂都已积极扩展生产规模；但以目前所知的锂离子电池厂产能扩张的速度与未来需求成长的 幅度相较，可更进一步预测近年锂离子电池市场将持续出现供货吃紧现象。 图 22 是日本信息技术研究院 (IIT)对近年来和未来几年内锂离子电池市场需求的统计和预测。 可以看出 , HE。