锂电池行业分析报告.docx

锂离子电池行业分析报告一、电池的发展历程.11、电池的发展历程12、锂离子电池的发展历程23、 未来电池的发展趋势3二、锂离子电池分类及相关产业链.31、锂离子电池的分类32、锂离子电池的特点43、 锂离子电池用途54、锂离子电池相关产业链6三、锂电池的相关产业政策.7四、锂电池的核心技术.81、锂电池正极材料82、锂电池负极材料.113、锂电池电解液.124、锂电池薄膜技术.12五、锂离子电池的发展现状 .131、锂离子电池的所存在的问题.132、锂离子电池相关产业的发展现状 153、锂离子电池企业数量及目前发展状况.17六、 未来锂离子电池的发展趋势20七、 锂离子电池的市场空间211、便携式产品.212、电动自行车.233、新能源汽车.254、其他领域.27八、锂离子电池的相关上市企业及重点企业281、天齐锂业.282、赣锋锂业.293、比亚迪.294、德赛电池 .305、欣旺达.306、亿纬锂能.317、佛山照明.318、多氟多.329、佛塑股份.33一、电池的发展历程 电池，作为一种将化学能直接转变为电能的装置，在国民经济和国防工业中的地位十分重要。近年来，互联网技术的高歌猛进，电子信息技术的飞速发展，以及电子仪器设备的小型化和智能化，特别是近年来以苹果和三星依托智能手机，平板电脑发展的产业链让这个行业得到了空前绝后的兴旺发展，从而也衍生出相关产业的扩张发展，其中以移动电源的需求快速增长最为显著，当然这也同时对移动电源提出了更高的要求。此外， 电动汽车因成为二十一世纪潜在的汽油驱动汽车的替代者而倍受关注，而移动电源系统是电动汽车发展的关键部件。因此，低成本、对环境无公害的高比能量电池成为移动电源产业发展的重点内容。1、电池的发展历程电池的历史可以追溯到公元前100年，当时已经产生了电池原型；但电池的真正发展是在1800年之后，伏特在这一年发明电池，人们对电池的原理才有了合理的解释；1959年，可充电的铅酸电池最先得到应用；1990年，锂离子电池诞生。图一：电池发展历程1）铅酸电池铅酸电池是较早出现的一种二次电池，主要用于汽车蓄电池和大型固定储能电源。其优点是技术成熟，价格便宜；其缺点是含有污染环境的重金属铅，能量密度低。铅酸电池的市场份额将随着绿色二次电池的广泛应用而逐步减少。2）镍镉电池镍镉电池也是一类应用较早的二次电池。其优点是技术成熟、价格便宜、可快速充电和循环寿命长；其缺点是能量密度不高，具有记忆效应，含有有毒金属元素镉。欧盟国家自2005 年12 月31 日起，已经限制了镍镉电池的进口。目前镍镉电池只是在二次电池的低端市场得到一定范围的应用。3）镍氢电池镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品，不再使用有毒的镉，可以消除重金属元素对环境带来的污染问题。镍氢电池具有相对镍镉电池大的比能量，使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间，也一定程度减小了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池可以更方便地使用。其应用范围包括：照相机、摄像机、移动电话、无绳电话、对讲机、笔记本电脑、PDA、各种便携式设备电源和电动工具等。镍氢电池虽无环保问题，但具有轻度记忆效应，在高温的工作下性能将会下降，但长期来看，镍氢电池产业的发展将面对锂电池技术进步带来的替代威胁。4）锂电池相对于上述二次电池，锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。因此，自索尼公司于1990年首次开发出锂离子电池后，由于其具有电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、寿命长等优点，已经取得了飞速的发展，其应用已经渗透到民用以及军事应用的多个领域，相较之下，在包括移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等强调轻薄短小、多功能的便携式电子产品应用上迅速普及。5）燃料电池燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。燃料电池在航空航天和军事方面得到较好的应用，但是受技术和成本的限制，尚未达到普遍的民用商业化程度。2、锂离子电池的发展历程1990 年日本Sony 公司宣布开发成功了一种LiCoO2/C 摇椅锂离子电池，其工作电压高达3.6 V，比能量为78 Wh/kg 和192 Wh/L，循环寿命长达1200 次，月自放电率为12%。后来，加拿大的莫利能源公司研制成功了LiNiO2/C 锂离子蓄电池，这两条使电池的安全性和循环寿命得到重大突破的消息令电池界为之一震。因为锂离子电池是一种具有新概念意义的电池， 它由锂电池发展而来，不仅保持了锂电池高比能量密度、高电压、轻质量、宽使用温度范围(-3760oC)等优点，而且克服了锂电池安全性能差，循环寿命短等缺点，是一种非常有前途的二次电池。之后，锂离子电池的研究， 如材料的各种合成方法、可逆电极反应机理、电解质，尤其是聚合物电解质的研制，各种电化学测试及结构测试等研究迅速展开。 到1997 年Goodenough 报道了磷酸铁锂LiFePO4 正极材料，这种新的正极材料引起了技术和产业研究者极大的热情，2001 年valance 和A123 产业化了磷酸铁锂正极材料。2003 年的世界锂离子电池的产量为 12.55 亿只，2007 年达到 26 亿只，2011 年锂离子产量则达到了41.25 亿只， 总价值更是超过93 亿美元，保守估计，锂离子电池在2015 年可能超过铅酸电池的市场，达到300 亿美元的产值。 目前，锂离子电池市场被日本、韩国、以及中国三国占领，而韩国依托本国的新型手机产业在锂离子电池市场的扩张异常迅猛，现在的市场份额已经基本与日本持平，韩国以LGC 和SDI 公司为主，日本则是其90 年代的老牌公司，尤其是Sony 公司，还有NEC、SANYO 主导市场，除外， 还有中国的比亚迪、力神公司以及天津斯特兰公司等。3、 未来电池的发展趋势纵观电池的发展历史， 可看出未来电池工业发展的五大特征：(1)绿色环保型电池成为主流，发展迅猛，包括锂离子电池、镍氢电池以及聚合物电池等；(2)一次不可充电池向二次可充电池转化，符合可持续发展战略；(3)进一步向小、轻、 薄方向发展（4）电池容量的进一步提升，高质量比能量，高体积比能量的电池需求也搬上日程;(5)电池的安全性能以及循环性能作为这个世纪电池行业永远的热门话题，从未低调过。二、锂离子电池分类及相关产业链1、锂离子电池的分类实用锂离子电池的结构同镍氢电池一样,一般包括以下部件：电极、电解液、隔膜、绝缘材料、安全阀(软包装及聚合物锂电池不含安全阀)、PTC、电池外壳等。具体分类如下：表一、锂离子电池的分类：按照内部材料的组成可分为： 化学类材料：钴酸锂（锰酸锂，镍酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂）、石墨类负极(人造石墨、天然石墨、MCMB、改性天然石墨)、隔膜、电解液、导电剂（石墨类：KS-6, SO；导电炭黑，如Super P、乙炔黑、科琴黑等）、PVDF(聚偏二氟乙烯，其分子量30 万60 万不等，是正极最常用的粘结剂)、NMP （N-甲基吡咯烷酮，良好的有机溶剂，能较快溶解PVDF）、草酸(用于铜箔的表面清洗及微腐蚀，增强基体与粘结剂之间的粘结附着力)、SBR(丁苯橡胶，乳胶型粘结剂， SBR 与CMC 混合一起使用作为负极材料的水性粘结剂)、CMC(羧甲基纤维素钠，果胶，与SBR 混合使用，用于分散和增稠)、PTC(高分子正温度系数热敏电阻，超过某一温度绝缘，低于该温度电学导通)、高温胶纸(对极片两端和极耳进行机械与电学保护以及作为终止带使用)、铜箔(一般使用电解铜箔，负极集流体，单双面光铜箔一般配油性料， 双面毛铜箔一般配水性料)、铝箔(压延铝箔，正极集流体)等； 五金类材料：钢壳、铝壳、盖帽、隔圈、铝带、镍带、铝镍复合带等；电极：电极是电池的基本组成部分，有正极和负极组成。锂离子电池的电极材料主要包括：主要成分：即活性物质，是直接参加电化学反应的物质。锂离子电池的正极活性物质是锂脱嵌化合物，目前已使用有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元(镍钴锰酸锂)、磷酸亚铁锂等。负极活性物质主要有石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、新型合金和其他材料。 次要成分：不直接参加电极反应，但可以改善电池的导电性能和加工性能。主要有集流体、粘接剂和导电剂等。2、锂离子电池的特点锂离子电池的性能特点：1）开路电压高：电池单体电压一般可达3.6 V，是普通镍氢电池或者镍镉电池的3 倍； 2）能量密度高：以UR18650 型电池为例，其质量比能量和体积比能量分别可达125Wh/kg 和300Wh/cm 3；3）输出功率高，适合大电流充放电； 4）循环性能好，无记忆效应； 5）自放电小：在室温下，自放电率小于 12%，低于镍镉电池（约 25%/ 月）和镍氢电池（约 15%/月）。由于在首次充放电过程在碳负极表面一层固体电解质相膜（solid electrolyte interface, SEI），这层膜能够允许离子通过而不允许电子通过，可以较好的防止了自放电过程；6）充放电效率高：首次循环之后的库伦效率可达100%； 7）工作温度范围宽：-25+45oC，如果正极材料以及电解液的热稳定性能够得到改进，其工作温区将扩宽至-40+70oC； 8）环境友好的化学能源：锂离子电池不含有污染元素，它是一种环境非常友好的化学储能装置； 9）循环寿命长：如果采用 80%放电深度，循环寿命达1200 次以上；如果采用较浅的放电深度，循环次数可达5000 次以上； 10）较好的加工灵活性，可制作成各种形状的电池，如柱状、软包装等。因此，与传统的二次电池相比，锂离子二次电池具有非常优异的优点。图二、不同类型电池的质量比能量和体积比能量密度比较来源：日信证券4、 锂离子电池用途目前锂离子电池大多用在手机、笔记本和平板电脑领域，在未来锂离子电池也会将其应用市场伸向现在相对成熟的镍镉的电动工具市场、镍氢电池的混合动力车市场以及铅酸电池的电动自行车市场。但这还不是锂离子电池的终极方向，随着搁浅2 年之久国务院印发的2012 年7 月节能与新能源汽车产业发展规划，中国的电动汽车市场将翻开一片崭新的篇章，锂离子电池的未来发展领域也将会扩展到动力汽车领域。图三、2011年锂离子电池应用领域的市场结构图图四：锂电池的应用领域5、 锂离子电池相关产业链 锂电池产业链主要由三部分组成：上游锂资源、锂电池材料（包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液）及电池制造与封装。在锂电池原材料构成成本中，正极材料所占比例较高，约占制造成本的3040%，负极材料约占生产成本的1520%，隔膜占15%20%，电解液占510%,其他成本占25%左右。目前锂电池材料中正极材料毛利率超过30%，负极材料超过20%，电解液达到40%左右，隔膜超过70%，六氟磷酸锂电解质材料为70%左右。锂电池材料企业具有显著的盈利能力。目前锂电池材料行业瓶颈较高，国内目前正极、负极处于供需平衡状态，电解液、隔膜为技术含量最高的环节，产品供不应求。图五：锂电池的成本构成图六：锂电池材料毛利率较高三、锂电池的相关产业政策2010年9月8日，国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定经审议已原则通过。决定明确提出，将节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等7个产业培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。2010年12月1日，工信部牵头制定的节能与新能源汽车产业规划(2011-2020年)基本完成已进入部委会签阶段，会签完毕后将上报国务院。根据规划的总体思路、围绕着总体目标，“十二五”期间新能源汽车将重点开展以下几个方面的工作：第一，坚持三纵三横的研发布局，和进入产业化研发的模式，充分整合国家 973、 863计划和科技支撑计划的资源优势。 第二，要加大充电设施、基础设施的科技创新力度，加快基础设施的建设。有效支持、支撑充换电成套技术和规模示范。第三，加快技术标准的研究，完善标准体系。第四，要深化市场推广、探索商业推动模式。第五，要支持产业技术创新联盟，承担科技计划任务，以产业链、价值链和技术链为纽带，建立产业技术联盟，跨行业的技术创新联盟，以及前沿技术创新联盟。第六，完善公共平台，加强人才培养。第七，要继续深化国际技术交流与合作，推动电动汽车国际化的发展。据了解，在产业路线图的设计方面，规划明确界定了纯电动汽车和插电式混合动力汽车为新能源车范畴，并将纯电动汽车作为未来产业发展的主攻方向，将投入巨额资金扶持新能源汽车核心技术发展，并对其给予更多的政策扶持。同时，各相关部门正在着手完善和加快新能源汽车发展的专项规划和相关扶持政策的制定，如国家质检总局正开展汽车节能与新能源汽车标准体系的研究工作。发展新能源汽车已经上升为国家战略，新能源汽车发展正面临千载难逢的历史机遇。目前国家已提出了发展方向、战略目标、主要任务及政策措施。目前国内新能源汽车技术逐渐成熟，接近或达到世界先进水平，已经具备发展的基础和条件。与此同时，我国已经从发展规划、消费补贴、税收政策、科研投入、政府采购、标准制定等方面，构建了一整套支持新能源汽车加快发展的政策体系。随着一系列新能源汽车扶持政策即将出台，中国新能源汽车“十二五”期间将快速发展，届时将带动锂电池快速增长。四、锂电池的核心技术1、锂电池正极材料：竞争激烈，技术领先为关键1）主要的正极材料锂电池各组成部分中，正极材料对电池性能的影响最大。在目前的商业化生产的锂电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40左右，正极材料价格的降低直接决定着锂电池价格的降低。正极材料的选择和质量直接决定锂电池的性能与价格，因此廉价、高性能的正极材料的研究一直是锂电池行业发展的重点。2009 年全球锂电池正极材料前五大厂商依序为：Umicore、日亚化学、户田工业、比亚迪与AGC SeimiChemical。图七：2009年锂电池正极材料的市场占有率 锂电池的正极材料主要为钴酸锂(LiCoO2)、锂钴镍三元复合材料(LiCoNi1-XO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)。锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂都可以用作动力电池，而钴酸锂电池安全性较差，不适于用作汽车动力电池，仅适合小型锂电；锰酸锂电池安全性较好，但是循环寿命较短；而磷酸铁锂的能量密度更高、寿命更长、安全性能更好，且技术提升空间大，是目前最被看好的汽车动力电池，代表着电池正极材料中短期发展方向。在未来35 年，钴酸锂、锰酸锂、镍钴猛锂和磷酸铁锂为正极材料的锂电池并存。表二：几种正极材料的对比 由全球市占分布与生产地域现况来观察，虽然近年韩国与中国大陆厂商积极投入正极材料制造，但在材料品质仍未普遍获得业界电池厂商信赖前，日商仍将是全球锂电池正极材料主要的供应来源，短期间日商的领导地位仍不易被撼动。目前各个国家动力电池正极材料各有侧重，日本以锰酸锂为主，日商的锰酸锂具有高安全性、低制造成本特点，在车载环境下寿命高达12 年、10 万公里，与纯电动汽车的整车寿命相当，日产Leaf、三菱I-MIEV 都使用；美国则同时发展锰酸锂和磷酸铁锂，通用的volt 就采用LG 提供的锰酸锂电池，而fisker 公司的产品则使用A123 的高性能磷酸铁锂电池；我国目前以比亚迪为首的企业主推磷酸铁锂电池，磷酸铁锂技术处于国际先进水平，安全性、一致性、电池寿命等问题基本解决，应用新能源车型包括F3、E6 等。2）碳酸锂是锂电上游关键材料，“技术+资源”壁垒构建寡头垄断格局碳酸锂是锂电池最重要的材料，是正极材料和电解液中的初始原料。目前，碳酸锂主要用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素，还用于制备化学反应的催化剂，半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工业也有应用，在新能源汽车领域的运用比重不大，但是随着锂电池在新能源汽车领域的需求增大，新能源汽车将带动碳酸锂需求爆发性增长。碳酸锂制取工艺因使用资源的不同而分为两大类：矿石提锂和盐湖卤水提锂。国外公司生产碳酸锂的主要原料是盐湖卤水，盐湖提锂技术取得突破，成本大幅度降低，迅速占领了全球主要的锂产品市场份额，已成为未来生产基础锂产品的发展方向。中国碳酸锂生产主要以固体矿石为主要原料，工艺技术较为成熟，产品质量稳定可靠。近年来中国也在积极开发盐湖锂资源，卤水提锂主要在青海台吉乃尔盐湖和西藏扎布耶盐湖两地进行，西藏矿业（000762）、中信国安（000839）等盐湖提锂的技术取得较快进展，生产规模迅速扩大。另外，佛山照明（000541）通过与拥有盐湖卤水提锂技术的华欧、拥有资源的盐湖集团合作设立合资公司的方式进入盐湖提锂领域。华欧的专利技术是先进的吸附法提锂，吸附法更适合于从高镁锂比的卤水中提取锂，比锻烧法成本低，是国际主流的提锂工艺。佛山照明通过合资公司在技术和资源方面实现了快速突破。目前合资公司生产的碳酸锂专利吸附剂在佛山中试非常成功，近期将在蓝科锂业1 万吨碳酸锂装置中应用，一旦该技术成功生产出电池级碳酸锂产品，未来公司将利用技术和设备实现快速扩产。图八：2009年全球磷酸铁锂的应用领域图九：2009年磷酸铁锂企业的市场规模由于规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐湖资源开采权，这使得该行业具备较高的资源壁垒；另一方面，由于全球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型，而从高镁低锂老卤中提纯分离碳酸锂的工艺技术难度很大，之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中，这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒，因此，造就了碳酸锂行业的全球寡头垄断格局。目前全球碳酸锂行业集中度非常高，主要产能集中在SQM、FMC 和Chemetall 三家手中。三家锂产品在全球的市场份额超过70%。中国生产碳酸锂的主要厂商有中信国安（000839）、西藏矿业（000762）、四川天齐锂业（002466）、新疆锂盐厂等，新进入的佛山照明（000541）预计明年将开始量产碳酸锂。2、锂电池负极材料：毛利率较低竞争充分，非关键环节与正极材料相比，负极材料占锂电池成本比重较低，而且国内几乎全部实现产业化，负极材料以石墨、固体碳粒为主。由于碳系负极材料的技术发展比较成熟，国内产能也比较大，其盈利能力并不是很强，不是发展锂电池的关键性环节。目前新型的硅合金、钛酸锂等负极材料还基本处于实验室研究阶段，在短期内还难以展开大规模应用。目前国内从事锂电池负极材料生产的前三甲企业是中国宝安(000009)、杉杉股份(600884)、长沙海容，目前负极材料基本满足国内市场的需求，但随着新能源汽车的逐步普及，未来这一块的市场需求将出现巨大缺口。深圳贝特瑞是中国宝安控股55%的子公司，是国内锂电池负极材料标准制定者，其碳负极材料产能是6000 吨/年，市场占有率高达80%，居国内第二。客户包括松下、日立、三星、TCL、比亚迪等130 多家厂商。杉杉股份（600884）是国内最早量产CMS（中间相炭微球）的国内厂家，目前年产能为1200 吨。公司在人工石墨和天然石墨等碳负极材料领域具有很强的实力。3、锂电池电解液将逐步实现进口替代，六氟磷酸锂电解质为最大看点 锂离子电解液占锂电池成本12%左右，毛利率约为30%40%，是锂电池产业链中盈利能力最强的环节之一。目前，全球锂电池电解液的供应商主要集中在中、日、韩三国。日本及韩国的主要厂商包括日本宇部兴产、三菱化学、富山药品工业及韩国三星，主要供应日本、韩国本土企业和部分在华日资、韩资企业。国内供应商主要有江苏华荣化工、深圳新宙邦（300037）、天津金牛、东莞杉杉（600884）等公司，主要供应国内市场。电解液主要原材料为六氟磷酸锂（LiPF6），占电解液总成本50%左右，目前售价超过30万元/吨，毛利率超过60%，为锂电池产业链中盈利最高的环节之一。由于六氟磷酸锂生产技术难度非常高，目前主要被关东电化学工业、SUTERAKEMIFA、森田化学等日本企业垄断。天津金牛是目前国内唯一一家拥有六氟磷酸锂生产技术并实现产业化的公司，但基本自用，对外出售的只是电解液。多氟多（002407）在多年的无机氟化盐（主要是冰晶石和氟化铝等铝用氟化盐）的技术和经验基础上，目前正在进入六氟磷酸锂领域。公司2吨/年六氟磷酸锂中试装置已经建成，中试产品质量达到国际水平；2010年下半年，公司200 吨/年的六氟磷酸锂生产线也将建成，未来计划扩产到2200吨/年届时将成为国内最大的六氟磷酸锂供应商表三：国内外六氟磷酸锂产能4、锂电池薄膜技术难于上青天，目前基本依赖进口目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。世界上同类产品的主要品牌有日本Asahi（旭化成工业）、Tonen（东燃化学）、韩国的SK、WIDE、Finepol、美国Celgard、英国N-Tech。小型锂电池主要使用聚烯烃隔膜，技术及市场都已经十分成熟。我国在锂电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，锂电池隔膜主要仍然依赖进口，导致市场价格高居不下。目前国内隔膜市场80以上被美、日进口产品占领，国产隔膜主要在中、低端市场使用。我国高品质隔膜尚待突破。目前国内佛塑股份（000973）的子公司金辉高科、东莞星源科技、河南新乡格瑞恩、中科来方等厂商已可提供小型锂电池用隔膜，价格只有进口隔膜的1/31/2，采货周期也相对短些，但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得到整体兼顾，且量产批次均匀性、稳定性较差。表四：全球锂电池薄膜生产企业五、锂离子电池的发展现状 1、锂离子电池的所存在的问题现有的锂离子电池的比能量过低，无法达到纯电动车的应用要求。目前行业实际商业化应用的锂离子电池的比能量只有100Wh/kg 左右，如此低的比能量，导致为了达到电动车的行程要求，电池的重量达到1 吨，如2011 年在杭州试点的纯电动车， 其使用的电池是众泰控股和海马汽车公司生产的磷酸铁锂离子电池，每部车配备的电池重量达到1 吨，这就造成了行程中有一半的能量实际上是背着电池在运行。如果能够让锂离子的比能量达到200Wh/kg 或者更高，会让电动车省去更多的能量从而增加里程锂离子电池待解决的问题和缺点：锂离子电池自问世以来由于其优异的的电性能而得到了广泛的应用。但它的发展远没有停止，主要是锂离子电池存在如下缺点：(1) 安全性需进一步提高。由于锂离子电池的电解质使用易燃的有机溶剂和具有腐蚀性的电解质盐，过充电时电解液易在高氧化态的正极材料表面发生反应产生可燃性气体，内压升高，电池发生胀气、漏液等现象，造成用电器的腐蚀和损坏；放电时负极表面易形成锂枝晶刺穿隔膜引起电池内部短路， 使电池内部温度急剧升高而发生爆炸。安全性问题大大限制了锂离子电池的应用领域。(2) 电池成本高。主要包括：广泛采用的LiCoO2 正极材料价格高；电解质体系的提纯困难，发展新一代的电解质已经是业内人士共同呼吁的。(3)大电流充放电不适合现有电动工具使用。由于采用有机电解质体系，电池内阻大，一般放电电流为0.5 mA×cm-2，最大为24 mA×cm-2 只适用于中小电流的用电器使用。目前全世界的科技和工业界都在努力发展锂离子电池及相关技术，不断开发新产品，扩大市场范围；不断研究新型锂离子电池材料，提高电池性能及降低电池成本。（4）现有的锂离子电池的比能量过低，无法达到纯电动车的应用要求。目前行业实际商业化应用的锂离子电池的比能量只有100Wh/kg 左右，如此低的比能量，导致为了达到电动车的行程要求，电池的重量达到1 吨，如2011 年在杭州试点的纯电动车，其使用的电池是众泰控股和海马汽车公司生产的磷酸铁锂电池， 每部车配备的电池重量达到1 吨，这就造成了行程中有一半的能量实际上是背着电池在运行。锂离子电池的核心在于材料，正极材料和负极材料，其中正极材料是其核心材料。从目前来看，一直阻碍当前锂电池产业化应用发展的问题所在就是眼下锂电池上游相关生产企业要解决的战略核心问题-正极材料，业内人士都知道，其在锂离子电池生产制造成本中的必中最高，接近成本一半，而这个最亟待攻克的核心却又是决定电动汽车性能的关键因素，电动汽车要求电池比能量高，如果电池的性能达不到要求，就会使当前的燃油汽车向电动车迈进的革新之路止步不前。目前广泛应用的四大正极材料如下：表五：目前广泛应用的正极材料 三元材料将赶超钴酸锂，磷酸铁锂整合本土优势浴火重生，根据最新数据统计，2011 年全球锂电池正极材料产销量约为63，000 吨，较2009 年增长54%，年复合增长率达到25%。从正极材料的市场份额看，钴酸锂、锰酸锂、三元材料基本形成三足鼎立的局面，市场份额分别为43%、11%和38%，磷酸铁锂由于专利纠纷的解决，以及市场应用前景的明朗，发展很迅速，现已占据市场份额中8%，未来锰酸锂，三元材料以及磷酸铁锂的市场份额将逐渐增加，而钴酸锂的市场将逐渐被这三种材料所取代。而从三种材料的应用领域来看，在动力电池领域，锰酸锂和磷酸铁锂是最有前途的正极材料；在通讯电池领域，三元素复合材料最有可能成为替代钴酸锂的正极材料。表六：锂离子电池的正极材料的性能数据2、锂离子电池相关产业的发展现状 从全球范围来看，锂电企业主要集中在日本、中国和韩国，相应的锂电正极材料的生产也主要集中在以上国家。日本和韩国的锂电正极材料企业整体技术水平和质量控制能力要优于我国多数锂电正极材料企业，在高端锂电正极材料的竞争中有一定优势。在国外市场，日本和韩国主要锂电企业的供应商主要还是本土锂电正极材料企业。由于我国部分锂电正极材料企业近年的产品质量和一致性水平迅速提高，并且具备较大的成本优势， 日本和韩国锂电企业近年开始逐步加大从我国采购锂电正极材料的力度。近年来，我国锂电正极材料市场发展迅速，正极材料的产销量已占据全球的40%以上。据行业协会统计，2009 年至2011 年，我国锂电正极材料的产量分别为18,600 吨、23,800 吨和30,800 吨，保持年均30%左右的增长速度，但是在这40%以上的全球市场份额中，我国的正极材料更多的是中等品质的正极材料，而在行业高端市场还是基本由日本所占领，韩国虽然现在在锂离子电池市场已经可以和日本并驾齐驱，但是其大多正极材料并非由本土企业生产，更多的是从我国和日本进口。表七：国内外主要正极材料的生产厂家 截止2011 年，在正极材料的市场主要是由日本、中国所占领。从2011 年开始，韩国号召本土企业大力发展正极材料的生产，希望通过本土企业的一条龙的产业链发展来进一步扩大其在锂离子电池以及其衍生产业的市场份额，因为韩国在电子行业的优势近年来相当迅猛，其在电池行业领域的发展也被带动起来，如果我国仍然停留在中低端产品的生产而不寻求高端市场的扩张，尽管我国有低劳动力成本优势，但是这只会让我国的正极材料更加被动，只能依托他国的产业链发展，这也是对我国的正极材料很致命的，同时也是我国本土企业需要寻求的出路，根据最新2011 年国内最大规模的锂离子电池材料综合供应商-杉杉股份的业绩报告指出，其正极材料在其所有业务中属于负增长，主要受业内正极材料投资过大，产能过剩， 价格持续下降，以及正极材料价格降低所致。从2011 年我国锂离子电池市场的份额相对2010 年几乎无增长，也导致了国内没有相应的产业需求量， 我国市场的正极材料市场正处于关键的转型期。 金属锂矿作为战略资源逐渐被重视：作为锂电池行业发展的战略必需品，正极材料生产所需的金属矿显的尤为重要，特别是近年对于锂矿资源的市场竞争尤为激烈。国际上碳酸锂的主要生产商有智利的SQM、美国的FMC 和德国Chemtall，这三家公司包揽了全球80市场份额。我国的天齐锂业作为中国最大、全球第四的锂产品生产商，全球最大的矿石提锂企业，则占领了国内相当大的市场份额。锂金属资源世界储量丰富，全球储量折算成金属锂有2866 万吨，我国占11.72%大约为335 万吨。我国锂矿床主要分布于四川、湖南、湖北、河南、江西、等省份，其中四川省甲吉卡伟晶岩型锂辉石矿床是世界上最好的， 氧化锂含量1.28，储量103 万吨。盐锂矿床主要分布在青海和西藏，其中青海台吉乃尔盐湖是半干盐湖，面积780 平方公里，有2 层石盐，在盐层中赋存晶间卤水和孔隙卤水，氯化锂储量466 万吨。 表八：我国锂离子电池正极材料的所需金属矿的存量：3、锂离子电池企业数量及目前发展状况1）中国锂离子电池主要占据低端市场国内锂离子电池称霸低端手机应用领域，无缘高端笔记本应用市场 低档次手机领域，中方明显优势，品牌手机领域，有较多国内企业渐次进入。在手提电脑电池领域，因对一致性和安全性要求极高， 国内企业无力或无信心面对电池召回，几乎没有大规模进入的例子。日韩具显著优势。因手提电脑用电池类型单一，适合全自动化生产，未来国内企业也难建立优势。在动力电池领域，国内个别领先企业在国际上也不落后，但大多数企业仍面临技术未达商用要求以及专利问题。电动自行车电池领域或可提供一较大的发展空间 全球锂离子电池市场中国的企业大多处于二阶梯队，就目前来看，全球锂离子电池市场中国没有明显进步，韩国后来居上，且有赶超日本之势（最新数据已经显示韩国已经超过日本成为全球最大的锂离子电池国家），而在众多的锂离子电池生产企业中，日本的三洋（隶属于松下）、韩国的三星SDI 以及LG 化学处于第一梯队， 而国内的BAK（比克）、力神以及ATL 等虽然近年来增长迅猛， 但仍处于二阶梯队，与日本韩国差距明显，而曾经风靡一时的国内锂离子电池王者BYD 由于企业转型，已经渐渐淡出全球锂离子电池强者梯队。 我国为数众多的锂离子电池生产企业中，内资企业约40%，外资和中外合作企业占50%以上，包括日本三菱、索尼、TDK 等均在境内新建和收购了生产工厂。 内资企业在整体性能和可靠性低于日韩，主要原因是设备自动化程度较低，产品一致性较差，产品只能作为单只电池使用，不能连成电池组使用，因此一般用在手机、数码相机、便携游戏机及MP3 和DVD 等移动视听设备上。唯一是湖南瑞翔与三星合资，向三星提供锰酸锂和三元材料。 笔记本电脑用电池主要被韩国三星、LG，日本索尼、三洋、松下等垄断。比克、力神等内资领先企业已逐步进入笔记本电脑市场。 另外规模还相对比较大的公司有飞毛腿、欣旺达、邦凯、华粤宝、迈科、天贸、哈尔滨光宇、力多威、优科等表九：国外主要电池厂商材料应用概况表十：国内主要的主要锂离子电池制造商及经营态势 2）高端锂离子电池主要被日本和韩国占据市场 在高端产品及应用上，目前日本、韩国领先： 就目前来看，全球锂离子电池市场，中国没有明显进步，韩国后来居上，且有赶超日本之势（最新数据已经显示韩国已经超过日本成为全球最大的锂电池国家），而在众多的锂电池生产企业中，日本的三洋（隶属于松下）、韩国的三星SDI 以及LG 化学处于第一梯队，而中国的BAK（比克）、力神以及ATL 等虽然近年来增长迅猛，但仍处于二阶梯队，与日本韩国差距明显，而曾经风靡一时的国内锂电池王者BYD 由于企业转型，已经渐渐淡出全球锂电池强者梯队。表十一：规划中的电动汽车图十：各国锂离子电池在全球市场上的占有率数据来源：日信证券图十一：2011年各大锂离子电池生产企业市场份额数据来源：日信证券表十二：全球各锂离子电池生产企业在锂电行业上梯队划分表十三、2008-2011 全球主要锂电池生产企业概况及锂电池产能（百万单位）六、未来锂离子电池的发展趋势虽然锂离子电池在商业上取得了极大成功，然而其发展并非是一帆风顺的，对锂离子电池及其研究者而言，机遇与挑战并存。根据2011 年的新型铅酸电池的研发以及我国铅酸电池行业内的整合，日本研究工作者将钠硫电池在储能上的应用，以及近年来研究所、学校关注的锂硫电池和锂空气电池的发展，都将对当前锂离子市场造成冲击。特别是有研究报告称， 近期美国的研究人员的一项重大技术突破将有可能是锂空气电池有潜力实现电池技术的一大飞跃，因为与标准电池相比它减轻了重量，降低了复杂度。标准电池的所有组件存储于内部，而锂空气电池使用空气中的氧气。然而这项技术面临的最大问题是活跃的氧气会与其它电池组件发生反应。研究人员发现了一种不会与氧气发生反应的电解质材料，使电池在多次充放电后性能保持稳定。根据研究人员的估计，在理论上电池储存电量能达到市场上现有锂离子电池的10 倍。对锂离子电池的研究者来说，当务之急应通过工艺创新，进一步降低原材料成本，提高电池循环性能及稳定性。从技术发展方向看，以下三方面应给予极大关注： (1) 发展电动汽车用大容量锂离子动力电池； (2) 开发和使用新的高