锂离子电池行业市场调查报告.docx
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1、锂离子电池行业市场调查宋正辉 曲利华中信国安盟固利电源技术有限公司CITIC GUOAN MGL POWER SOURCE TECHNOLOGY CO.,LTD目 录UU第一部分 电池概述1一、电池的分类1二、二次电池(可充电电池)的种类2三、近年来国产二次电池增长趋势2四、动力电池的主要种类及补贴政策3五、衡量电池性能的主要技术指标4六、电池产业一般特征5七、电池行业发展态势5第二部分 锂离子电池概况7一、锂离子电池的组成7二、锂离子电池原理图(以钴酸锂为例)7四、锂离子电池技术不断提高8五、锂离子电池的应用领域9六、锂离子电池行业竞争格局9七、国内制造基地分布情况及产业概况11八、国内主要
2、的锂离子电池制造商及其经营态势12九、锂离子电池技术的发展方向13十、锂离子电池未来应用的发展方向14十一、主要电池厂商材料选用情况14十二、锂电池材料的市场空间15第三部分 锂离子电池正极材料17一、正极材料的分类及其运用17二、各种正极材料的性能比较17三、国内生产正极材料的主要企业18四、下游厂商选择正极材料考虑因素19五、正极材料行业竞争格局20六、主要正极材料的制备流程20七、最受关注的正极材料磷酸铁锂21八、正极材料的主要原材料碳酸锂22九、锰酸锂的重要原材料二氧化锰23十、正极材料的毛利润水平23第四部分 锂离子电池负极材料26一、负极材料的种类26二、国内负极材料的主要生产企业
3、26第五部分 锂离子电池电解液28一、国内生产锂电池电解液的主要企业28二、关键原材料六氟磷酸锂28三、六氟磷酸锂在国内的进展29第六部分 锂离子电池其他组成30一、隔膜30二、电池组管理30三、动力电池生产31第七部分 国内主要竞争者的简单情况32一、中信国安32二、杉杉股份32三、中国宝安33四、湖南瑞翔34五、国泰华荣化工35主要资料和数据来源3629B第一部分 电池概述一、电池的分类1、按电解液种类划分碱性电池:锌锰电池、镉镍电池、镍氢电池主要以氢氧化钾水溶液为电解质酸性电池:锌锰干电池主要以硫酸水溶液为电解质有机电解液电池:锂电池、锂离子电池主要以有机溶液为电解质的电池2、按正负极材
4、料种类区分锌系列电池锌锰电池、锌银电池镍系列电池镉镍电池、镍氢电池铅系列电池 铅酸电池锂系列电池锂离子电池、锂锰电池二氧化锰系列电池锌锰电池、碱锰电池空气(氧气)系列电池锌空气电池3、按工作性质和储能方式一次电池:又称原电池,即不能再充电的电池锌锰干电池、锂原电池等二次电池:即可充电池镍氢电池、锂离电池、镉镍电池、铅酸蓄电池、碱性蓄电池燃料电池:即活性材料在电池工作时才连续不断地从外部加入电池氢氧燃料电池贮备电池:即电池贮存时不直接接触电解液,直到电池使用时,才加入电解液镁化银电池(海水电池)二、二次电池(可充电电池)的种类镍镉电池电压与镍氢电池一样同为1.2V,与同形状的碱性干电池有互换性,
5、因此推荐用于需要经常换电池的装置是使用,会比较经济。不过,需要专用的充电器。使用在无线电话、电动牙刷、刮胡刀或电动工具、紧急照明灯等,需要大电力的装置上。镍氢电池电压与镍镉电池一样同为1.2V,与同形状的碱性干电池有互换性。以相同大小来比,较镍镉电池有将近2倍的蓄电力。小形的镍氢电池可用于立体耳机、电动刮胡刀、笔记型计算机中,中型的镍氢电池可使用在油电混合车、电动脚踏车等地方。锂离子电池电压3.7V约为镍氢电池的3倍,轻又有大电力是其特点。使用在行动电话、笔记型计算机、摄影机、数字照相机等地方,是携带型装置不或缺的尖端电池。铅酸电池单列铅酸电池的电压为2V,若将单列电池串联后可提高电压,如车用
6、电瓶(12V)即为以6组单列铅酸电池所串联出的。使用在汽车、摩托车及其它电动车辆、电动堆高机等地方。产业上可使用在UPS、公共设施之紧急用电等。碱性蓄电池碱性电池的放大版,外观如同铅酸蓄电池,使用在医院等地的紧急用电。比铅酸蓄电池有更长的使用时间为其特点。太阳电池太阳电池是将太阳光的能量利用光电效应转换成电能的变换装置。使用在计算器,手表等地方。另外,无人灯塔、无线电中继站或道路标志等地方也会使用。燃料电池将氢及氧的结合反应所生成的能量,直接转换成电力的装置。汽车用或家用的燃料电池发电装置在实验阶段。小型的燃料电池也可使用在个人计算机上。三、近年来国产二次电池增长趋势四、动力电池的主要种类及补
7、贴政策1、动力电池主要包括:铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池2、动力电池的发展方向镍氢能量密度低;燃料电池都只能小流量放电,而且没有合适的燃料,作为中间能量介质的氢由电解制造,逻辑上就不经济,而且液态氢需要要配套纯氧来燃烧,两者在存储和使用上有很大的安全问题。国际上对燃料电池的研发经历了几次热潮,前后开发了50年。大多数人认为镍氢电池肯定会被取代,燃料电池现在看不到希望,近几年应该会是锂电池发展起来。3、动力电池的补贴政策汽车行业的危机以及各国对环境、能源问题的忧虑推动了新型动力汽车的应用。美国奥巴马宣布,到2015 年力争使美国的新型动力汽车销量达到100 万辆。我国科技部表示到20
8、12 年新型动力汽车的产能将达到100 万辆。主要补贴政策如下:标准补贴额度乘用车和轻型商用车混合动力汽车纯电动汽车 燃料电池汽车 最高 5 万6万25 万城市公交客车镍氢电池汽车 锂离子电池汽车 纯电动汽车 燃料电池汽车 最高 8 万最高 42 万50万60万五、衡量电池性能的主要技术指标充电率(C-rate) C是Capacity的第一个字母,用来表示电池充放电时电流的大小数值。例如:充电电池的额定容量为1100mAh时,即表示以1100mAh(1C)放电时间可持续1小时,如以200mA(0.2C)放电时间可持续5小时,充电也可按此对照计算。终止电压(Cut-off discharge v
9、oltage)指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。根据不同的电池类型及不同的放电条件,对电池的容量和寿命的要求也不同,因此规定的电池放电的终止电压也不相同。开路电压(Open circuit voltage OCV)电池不放电时,电池两极之间的电位差被称为开路电压。 电池的开路电压,会依电池正、负极与电解液的材料而异,如果电池正、负极的材料完全一样,那么不管电池的体积有多大,几何结构如何变化,其开路电压都一样的。放电深度(Depth of discharge DOD)在电池使用过程中,电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很
10、深的关系,当二次电池的放电深度越深,其充电寿命就越短,因此在使用时应尽量避免深度放电。过放电(Over discharge)电池若是在放电过程中,超过电池放电的终止电压值,还继续放电时就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。过充电(Over charge)电池在充电时,在达到充满状态后,若还继续充电,可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏。能量密度(Energy density)电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下,锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍,镍氢电池的1.8倍,在电池容量相等
11、的情况下,锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小,重量更轻。自放电(Self discharge)电池不管在有无被使用的状态下,由于各种原因,都会引起其电量损失的现象。若是以一个月为单位来计算的话,锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3%-5%。循环寿命(Cycle life)充电电池在反复充放电使用下,电池容量回逐渐下降到初期容量的60-80%。记忆效应(Memory effect)在电池充放电过程中,会在电池极板上产生许多小气泡,时间一久,这些气泡会减少电池极板的面积,也间接影响电池的容量六、电池产业一般特征1. 需多项关键技术整合与生产技术经验累积 :电池产业需要多项技
12、术整合,包括化学技术,生产技术、电子技术、材料开发技术等。不仅在理论上需要不断开发且在生产上亦需要长时间的技术经验。不同种类的电池,其技术经验不同。电池是一种储能组件,必须特别注意产品的安全性。 2. 外围产业依赖度高:电池行业对原材料价格波动敏感,对下游运用也很敏感。七、电池行业发展态势1. 在技术的推动和市场拉动下,电池产业规模将继续保持快速增长的态势。2. 二次电池的增长速度高于一次电池的增长速度,一次电池和储备电池产业将稳中有升。3. 铅酸电池产业仍然将有所增长。4. 太阳能电池产业短期受金融风暴影响,但长期仍将保持增长,其中薄膜电池优势将日益凸显并会压缩硅基电池的市场份额。5. 镍镉
13、、镍氢电池产业将逐步被镍氢或锂离子电池取代。6. 锂离子电池产业仍将高速增长,尤其是二元/三元/锰酸锂等低成本电池和磷酸铁锂电池将进入产业化的高潮。7. 动力电池产业将加快发展,目前看来,镍氢电池的技术是最成熟的;燃料电池使用成本过高,技术还有待进一步提高,短期内不可能实现产业化;而锰酸锂和磷酸铁锂动力电池各有优势,其中磷酸铁锂最被看好,最后应该会是锰酸锂和磷酸铁锂一争高下。1B第二部分 锂离子电池概况一、锂离子电池的组成锂离子电池钴酸锂镍酸锂锰酸锂钴镍锰酸锂磷酸铁锂负极材料正极材料电解液隔膜其他电池组管理外壳及其他石墨材料碳材料溶剂溶质钛酸锂六氟磷酸锂其他二、锂离子电池原理图(以钴酸锂为例)
14、三、锂离子电池常用的金属材料镍我国镍矿品位低,露采比例很小,可采储量仅占总储量的10%,开采和冶炼的技术相对较为落后;选矿一般采用弱酸或弱碱介质浮选工艺,与先进技术有差距,开采和冶炼的成本居高不下。2010年预计中国镍消费量将达到40万吨/年以后,中国将成为世界最大的镍消费国。现在中国镍金属基础储量只有230万吨左右,近年来中国镍矿勘探没有重大进展,如果就按照这样消费下去的话,10年后中国的镍矿资源将逐渐消耗殆尽。钴我国钴金属资源量约为140万t,绝大多数为伴生资源,单独的钴矿床极少,品位较低,均作为矿山副产品回收,金属回收率低、生产成本高。锰中国锰矿资源较多,在全国21个省(区)均有产出;探
15、明储量的总保有储量矿石5.66亿吨,居世界第3位。富锰矿较少,在保有储量中仅占6.4%。锂我国的锂矿资源丰富,以目前我国的锂盐产量计算,仅江西云母锂矿就可供开采上百年。从盐湖内提取成本要远低于从矿山中提取。四、锂离子电池技术不断提高1. 随着技术的发展,锂离子电池在能量密度和比能量指标不断提高的同时,单位能量价格在不断下降,由此市场竞争力在不断提升。如下图:2. 随着锂离子电池成本的降低,在动力电池领域有替代镍氢电池之势五、锂离子电池的应用领域锂离子电池主要的应用方向有便携式电子产品的充电电池、电动工具及电动汽车等。其中,在汽车动力电池的应用才刚刚开始。2007年度锂离子电池市场结构如下图六、
16、锂离子电池行业竞争格局1. 锂离子电池行业,中、日、韩三分天下:l 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。l 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。l 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。2. 在高端产品及应用上,目前日本领先:第一梯队第二梯队第三梯队三洋电机,索尼,三星比亚迪、ATL、MBI、LG、力神、
17、NEC、MAXELL、LGBAK,B&K等3. 全球主要锂电池生产企业概况厂商合作伙伴/投资者已有客户产能08PB08PEA123通用电气、宝洁、联博基金、德国大陆THINK、沃尔沃卡车、戴姆勒、通用汽车约1500万个电池单元(08年)-三洋-大众、本田、福特1000万块(15年)8.6929.34江森自控SAFT、德国大陆宝马、戴姆勒、奇瑞-0.867.36德国大陆A123、江森自控、SAFT戴姆勒、大众-0.30(1.85)Compact PowerLG化学通用汽车、现代-SAFT江森自控、德国大陆戴姆勒、福特-2.009.62EnerDelEner1、德尔福合资THINK60万个电池包(
18、11年)6.17(8.11)AESC日产、NEC合资日产雷诺20万台(11年)-HVE日立、神户电机GM-PEVE丰田、三菱丰田100万台(11年)0.658.65汤浅电池三菱三菱20万块(09年)2.1756.534. 被看好的汽车锂电池厂家据德意志银行调研显示,整车企业最愿意与以下10家企业合作开发汽车锂电池:1)JohnsonControls-Saft(美国江森自控和和法国Saft的合资公司);2)A123系统公司(由麻省理工学院、通用电气等投资成立,该公司与大陆集团有合作);3)LG化学(该公司在美国有子公司CompactPower);4)EnerDel(Ener1和德尔福的合资公司)
19、;5)AESC(日产和NEC的合资公司);6)PEVE(丰田和松下的合资公司);7)GS汤浅;8)日立;9)三洋电机;10)三星。从上面调研中可以发现,日本的锂电池供应商目前在全球市场中确实占有较大的优势地位。日本、法国、德国都规划2020年新型电动汽车的保有量达到100万台。丰田、日产汽车及松下电器等相关企业签署协议,合力开发统一规格的新一代汽车锂电池(锰酸锂电池及三元材料电池),并计划在2年内实现量产。东芝公司决定,斥资500亿日元开发电动汽车用的锂离子电池,这种高效动力将于两年内进入半商品化生产。日产公司将于明年开始量产锂离子动力电池汽车Leaf。5. 规划中的动力电池汽车七、国内制造基
20、地分布情况及产业概况l 主要集中在广东、山东、江苏、浙江、天津等地,广东占总量的60%以上。广东省也主要集中在深圳、东莞、中山等地。其中,深圳就有比亚迪、比克、邦凯、华粤宝等领先的国产制造企业,是我国最大的生产基地。l 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。l 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
21、提供锰酸锂和三元材料。l 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。八、国内主要的锂离子电池制造商及其经营态势公司背景现状比亚迪民营企业港股上市公司世界第二大锂电池生产商。主要业务是手机电池业务,尚不能进入圆柱型锂电市场,已经几乎打入了所有国际著名手机公司。计划在08年成为全球最大的手机锂电商。动力锂电池也只是处于开发阶段。中信国安盟固利母公司在A股上市08年动力锂电池产能为2000万安时,09年可达1亿安时深圳比克民营企业纳斯达克上市公司世界十大锂电池商之一,08年产能达3亿只。依靠资本运作,在3-4年的时间里,迅速做
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