鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 限公司，無錫松下電池有限公司，珠海松下電池有限公司，NEC東金電子(廈門)有限公司，東莞新能源電子科技有限公司，天津力神電池股份有限公司，東莞三星視界有限公司。年出口額均超過9000萬美元。其中，富士灣電能超過2億美元。圖33：20032006年中國鋰離子電池出口量發(fā)展趨勢(shì)中國鋰離子電池生產(chǎn)歷史并不長，該行業(yè)的發(fā)展得益于國內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)和筆記本市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，他帶動(dòng)了比亞迪、比克、力神、華粵寶、環(huán)宇、邦凱、光宇、德賽、環(huán)宇和金能等為代表的一批鋰離子電池制造商的快速崛起。該行業(yè)的產(chǎn)能主要集中在中國的深圳地區(qū)，比亞迪是最早進(jìn)入鋰電池生產(chǎn)領(lǐng)域的企業(yè)，并已經(jīng)發(fā)展成為全球最大的手機(jī)鋰電池供應(yīng)商，其不僅有自身的技術(shù)專利，而且還上游拓展到生產(chǎn)鈷酸鋰材料，成為NOKIA和摩托羅拉重點(diǎn)扶持的配件供應(yīng)商；比克是中國第一個(gè)上馬鋰電池芯生產(chǎn)線的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)，并已經(jīng)逐漸步入一線NB配套市場(chǎng)，開始爭(zhēng)奪和蠶食日韓生產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)份額。表34：2007年鋰離子電池行業(yè)強(qiáng)14強(qiáng)企業(yè)序號(hào)單位主要產(chǎn)品銷售收入（萬元）1比亞迪股份有限公司鎳電池、鋰離子電池7149232哈爾濱光宇集團(tuán)股份有限公司閥控密封鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池3281893天津力神電池股份有限公司鋰離子電池1241714深圳比克電池有限公司鋰離子電池1108305廣州市鵬輝電池有限公司鎳電池、鋰電池等6深圳市今星光實(shí)業(yè)有限公司閥控密封鉛酸蓄電池及極板、鋰離子電池568737深圳邦凱電子有限公司鋰離子電池508798武漢力興(火炬)電源有限公司一次鋰電池、二次鋰離子電池360129東莞市邁科科技有限公司鎳蓄電池、鋰蓄電池3371010江門三捷電池實(shí)業(yè)有限公司鎳鎘電池、鎳氫電池、圓柱型鋰離子電池2620311肇慶市風(fēng)華鋰電池有限公司鋰離子電池12貴州航天電源科技有限公司鋰離子電池1472413深圳市芯瑞榮電池科技有限公司鋰電池810314寧波維科電池有限公司鋰離子電池5418（1）比亞迪股份有限公司：比亞迪股份有限公司作為一家在香港上市的中國民營企業(yè)，比亞迪股份有限公司擁有IT和汽車兩大產(chǎn)業(yè)。IT 主要產(chǎn)品包括二次充電電池（鋰離子、鎳鎘、鎳氫）、液晶顯示屏模組、塑膠殼、鍵盤、柔性電路板、攝像頭、充電器等。汽車產(chǎn)品包括各種高、中、低端系列燃油轎車，以及汽車模具、汽車零部件、雙模電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車等。 公司成立于1995年，公司現(xiàn)有員工130000多人，廠房面積46萬平方米。近年來依靠巨大的市場(chǎng)需求，獲得了超常規(guī)的發(fā)展，產(chǎn)品中大量出口，在鋰離子電池行業(yè)中處于國際領(lǐng)先地位，是世界第二大充電電池生產(chǎn)商。（2）深圳市比克電池有限公司是2001年成立的外資獨(dú)資企業(yè)，美國納斯達(dá)克上市公司，是一家集鋰離子電池研發(fā)，生產(chǎn)，銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)。比克工業(yè)園坐落于深圳市龍崗區(qū)葵涌街道，占地面積36萬平方米，在冊(cè)員工8000人。日產(chǎn)鋰離子電池100萬支，是目前世界最大的鋰離子電池專業(yè)制造商之一。（3）天津力神電池股份有限公司：該公司坐落于天津高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)，注冊(cè)資金6億元，總投資15億元。公司引進(jìn)國外先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，至2004年已形成2億只的年產(chǎn)能力，具有圓柱型、方型、聚合物和軟包裝、動(dòng)力電池四大系列100多個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品群。力神公司以自身具有的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新機(jī)制為依托，加上國家移動(dòng)通信國產(chǎn)化配套政策的大力支持，在短短幾年時(shí)間里迅猛發(fā)展，成為迄今國內(nèi)投資規(guī)模最大、技術(shù)水平最高的鋰離子蓄電池專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，并躋身世界鋰電行業(yè)前列。2006年1月，世界著名財(cái)經(jīng)雜志《福布斯》公布 “2006中國潛力100榜”，力神榮登第八位。（4）東莞新能源電子科技有限公司（ATL）：公司成立于1999年，是國家認(rèn)可的高新科技企業(yè)。總部位于香港，其屬下的兩家全資子公司分別位于東莞市南城和松山湖高科技產(chǎn)業(yè)園。公司以“為移動(dòng)設(shè)備提供一流的能源解決方案”為己任，重點(diǎn)設(shè)計(jì)和制造聚合物鋰離子電池。目前ATL在全球聚合物鋰離子電池市場(chǎng)中，銷量達(dá)到全球第二位，在全球藍(lán)牙耳機(jī)、MP3電池市場(chǎng)占有率達(dá)全球首位，重要的客戶包括西門子、諾基亞、東芝、飛利浦、日立—萬勝、湯姆遜、新科、海爾等國內(nèi)外知名企業(yè)的產(chǎn)品中。公司是全外資企業(yè)，注冊(cè)資本1億元人民幣，現(xiàn)有員工12000人，日產(chǎn)量達(dá)到60萬支以上。目前仍在福建設(shè)新廠，擬擴(kuò)產(chǎn)到日產(chǎn)量150支以上。（5）蘇州星恒電源有限公司是聯(lián)想投資有限公司、中科院物理研究所、成都地奧集團(tuán)等聯(lián)合發(fā)起設(shè)立的高新技術(shù)企業(yè)，公司注冊(cè)資本 8200 萬元人民幣，現(xiàn)有員工 500 余人。公司主營業(yè)務(wù)是大容量、高功率型鋰離子動(dòng)力電池的生產(chǎn)及銷售，主要應(yīng)用在電動(dòng)自行車、照明設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、電動(dòng)工具等領(lǐng)域。是國內(nèi)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)品線投資規(guī)模最大的企業(yè)，目前產(chǎn)能為3600萬 Ah/ 年。隔膜紙的問題。隔膜紙是電池的必要材料之一，但這一材料主要由美國和日本等少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)，目前中國電池生產(chǎn)企業(yè)所需的隔膜紙幾乎全部依靠進(jìn)口，國內(nèi)還沒有一家隔膜紙企業(yè)可以達(dá)到國際水平。中國企業(yè)應(yīng)提前做好準(zhǔn)備，以應(yīng)對(duì)國外企業(yè)限制隔膜紙的出口或者哄抬價(jià)格。 　　利潤空間越來越小。電池行業(yè)將來恐怕也很難再像以前那樣，每年以50%~70%以上的速度在擴(kuò)大，另外電池的價(jià)格每年以15%~20%以上的速度在降低，電池制造領(lǐng)域大大小小2000多家企業(yè)已使市場(chǎng)非常擁擠，二次充電電池的價(jià)格已經(jīng)接近盈虧線。 制造的一致性問題。由于在鋰電池的制造工藝和設(shè)備上存在差距，使得國內(nèi)鋰電池的生產(chǎn)工藝參差不齊，制造標(biāo)準(zhǔn)還達(dá)不到一致性。電動(dòng)汽車所用的鋰電池都是串聯(lián)或并聯(lián)在一起，如果一致性問題解決不好，那么所生產(chǎn)的鋰電池也就無法大規(guī)模應(yīng)用于電動(dòng)汽車。知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。目前國內(nèi)在磷酸鐵鋰電池的研究上已經(jīng)取得突破，但是由于美國在這方面有專利，所以雖然我們?cè)谝恍┉h(huán)節(jié)上能夠自主研發(fā)，但是在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題上，還不知如何應(yīng)對(duì)。 原材料的篩選問題。現(xiàn)在用于鋰電池生產(chǎn)的原材料不可能全部進(jìn)口，主要還是取自國內(nèi)，但是國內(nèi)的原材料要通過國際認(rèn)證，生產(chǎn)出的鋰電池才能被國際認(rèn)可，所以在原材料認(rèn)證環(huán)節(jié)上目前還存在一些問題。4. 鋰離子電池原材料市場(chǎng)分析對(duì)鋰離子電池而言，其主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離膜、正負(fù)極材料等。一般來說，在鋰離子電池產(chǎn)品組成成分中，正極材料占據(jù)著最重要的地位，正極材料的好壞，直接決定了最終二次電池產(chǎn)品的性能指標(biāo)。而正極材料在電池成本中所占比例可高達(dá)40％左右。目前用作鋰離子電池的正極材料主要有：LiCoOLiNiOLiMn2OLiFePO4以及鎳錳二元、鈷鎳錳三元系材料。這些組成電池正極材料的金屬元素中，鈷（Co）最貴，并且存儲(chǔ)量不多，鎳（Ni）、錳（Mn）較便宜，而鐵（Fe）最便宜。正極材料的價(jià)格也與這些金屬的價(jià)格行情一致 磷酸鐵鋰的制造需要碳酸鋰做主要材料，還需要?dú)鍤馀c氮?dú)獾缺Ｗo(hù)氣，制造成本很大。目前國際市場(chǎng)最好的磷酸鐵鋰價(jià)格是30多萬元/噸，但產(chǎn)量很小，批量不穩(wěn)定；國內(nèi)的價(jià)格是在1516萬元/噸，在未來的35年之內(nèi)，磷酸鐵鋰的價(jià)格會(huì)趨于下降，目前，錳酸鋰的價(jià)格是810萬元/噸。1）LiCoO2在目前商業(yè)化的鋰離子電池中基本上選用層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2作為正極材料。其理論容量為274mAh/g，實(shí)際容量為140mAh/g左右，也有報(bào)道實(shí)際容量已達(dá)155mAh/g。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為：工作電壓較高（）、充放電電壓平穩(wěn)，適合大電流充放電，比能量高、循環(huán)性能好，電導(dǎo)率高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、容易制備等。主要缺點(diǎn)為：價(jià)格昂貴，抗過充電性較差，循環(huán)性能有待進(jìn)一步提高。2）LiNiO2用于鋰離子電池正極材料的LiNiO2具有與LiCoO2類似的層狀結(jié)構(gòu)。其理論容量為274mAh/g，實(shí)際容量已達(dá)190mAh/g～210mAh/g。～。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為：自放電率低，無污染，與多種電解質(zhì)有著良好的相容性，與LiCoO2相比價(jià)格便宜等。但LiNiO2具有致命的缺點(diǎn)：LiNiO2的制備條件非常苛刻，這給LiNiO2的商業(yè)化生產(chǎn)帶來相當(dāng)大的困難；LiNiO2的熱穩(wěn)定性差，在同等條件下與LiCoO2和LiMn2O4正極材料相比，LiNiO2的熱分解溫度最低（200℃左右），且放熱量最多，這對(duì)電池帶來很大的安全隱患；LiNiO2在充放電過程中容易發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，使電池的循環(huán)性能變差。這些缺點(diǎn)使得LiNiO2作為鋰離子電池的正極材料還有一段相當(dāng)?shù)穆芬摺?）LiMn2O4用于鋰離子電池正極材料的LiMn2O4具有尖晶石結(jié)構(gòu)。其理論容量為148 mAh/g，實(shí)際容量為90～120 mAh/g。工作電壓范圍為3～4V。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為：錳資源豐富、價(jià)格便宜，安全性高，比較容易制備。缺點(diǎn)是理論容量不高；材料在電解質(zhì)中會(huì)緩慢溶解，即與電解質(zhì)的相容性不太好；在深度充放電的過程中，材料容易發(fā)生晶格崎變，造成電池容量迅速衰減，特別是在較高溫度下使用時(shí)更是如此。為了克服以上缺點(diǎn)，近年新發(fā)展起來了一種層狀結(jié)構(gòu)的三價(jià)錳氧化物L(fēng)iMnO2。該正極材料的理論容量為286 mAh/g，實(shí)際容量為已達(dá)200 mAh/g左右。工作電壓范圍為3～。雖然與尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4相比，LiMnO2在理論容量和實(shí)際容量兩個(gè)方面都有較大幅度的提高，但仍然存在充放電過程中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性問題。在充放電過程中晶體結(jié)構(gòu)在層狀結(jié)構(gòu)與尖晶石結(jié)構(gòu)之間反復(fù)變化，從而引起電極體積的反復(fù)膨脹和收縮，導(dǎo)致電池循環(huán)性能變壞。而且LiMnO2也存在較高工作溫度下的溶解問題。解決這些問題的辦法是對(duì)LiMnO2進(jìn)行摻雜和表面修飾。目前已經(jīng)取得可喜進(jìn)展。4）LiFePO4該材料具有橄欖石晶體結(jié)構(gòu)，是近年來研究的熱門鋰離子電池正極材料之一。其理論容量為170 mAh/g，在沒有摻雜改性時(shí)其實(shí)際容量已高達(dá)110 mAh/g。通過對(duì)LiFePO4進(jìn)行表面修飾，其實(shí)際容量可高達(dá)165 mAh/g，已經(jīng)非常接近理論容量。與以上介紹的正極材料相比，LiFePO4具有高穩(wěn)定性、更安全可靠、更環(huán)保并且價(jià)格低廉。LiFePO4的主要缺點(diǎn)是理論容量不高，室溫電導(dǎo)率低。基于以上原因，LiFePO4在大型鋰離子電池方面有非常好的應(yīng)用前景。但要在整個(gè)鋰離子電池領(lǐng)域顯示出強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，LiFePO4卻面臨以下不利因素：（1）來自LiMn2OLiMnOLiNiMO2正極材料的低成本競(jìng)爭(zhēng)；（2）在不同的應(yīng)用領(lǐng)域人們可能會(huì)優(yōu)先選擇更適合的特定電池材料；（3）LiFePO4的電池容量不高；（4）在高技術(shù)領(lǐng)域人們更關(guān)注的可能不是成本而是性能，如應(yīng)用于手機(jī)與筆記本電腦；（5）LiFePO4急需提高其在1C速度下深度放電時(shí)的導(dǎo)電能力，以此提高其比容量。（6）在安全性方面，LiCoO2代表著目前工業(yè)界的安全標(biāo)準(zhǔn)，而且LiNiO2的安全性也已經(jīng)有了大幅度的提高，只有LiFePO4表現(xiàn)出更高的安全性能，尤其是在電動(dòng)汽車等方面的應(yīng)用，才能保證其在安全方面的充分競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。表41：各種正極材料鋰電池的性能比較鈷酸鋰liCo02鎳鈷錳LiNiCoMn02錳酸鋰LiMn204磷酸鐵鋰LiFeP04振實(shí)密度（g/cm3）～～～～比表面積（m2/g）～～～12～20克容量(mAh/g)135～140155～165100～115130～140電壓平臺(tái)(V)循環(huán)性能≥300次≥800次≥500次≥2000次過渡金屬貧乏貧乏豐富非常豐富原料成本很高高低廉低廉環(huán)保含鈷 含鎳、鈷無毒無毒安全性能差較好良好優(yōu)秀適用領(lǐng)域小電池小電池/小型動(dòng)力電池動(dòng)力電池動(dòng)力電池/超大容量電源電極材料化學(xué)組成相同，但制備工藝發(fā)生變化后，其性能改變較多。成功的商品化電極材料在制備工藝上都有其獨(dú)到之處，這是國內(nèi)目前研究的差距所在。各種制備方法優(yōu)缺點(diǎn)列舉如下。 （1）固相法 一般選用碳酸鋰等鋰鹽和鈷化合物或鎳化合物研磨混合后，進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)。此方法優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單，原料易得，屬于鋰離子電池發(fā)展初期被廣泛研究開發(fā)生產(chǎn)的方法，國外技術(shù)較成熟；缺點(diǎn)是所制得正極材料電容量有限，原料混合均勻性差，制備材料的性能穩(wěn)定性不好，批次與批次之間質(zhì)量一致性差，生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生環(huán)境污染。目前，國內(nèi)天津斯特蘭、北大先行等企業(yè)均采用這一制備方法。 （2）絡(luò)合物法 用有機(jī)絡(luò)合物先制備含鋰離子和鈷或釩離子的絡(luò)合物前驅(qū)體，再燒結(jié)制備。該方法的優(yōu)點(diǎn)是分子規(guī)模混合，材料均勻性和性能穩(wěn)定性好，正極材料電容量比固相法高，國外已試驗(yàn)用作鋰離子電池的工業(yè)化方法，技術(shù)并未成熟，國內(nèi)目前還鮮有報(bào)道。 （3）溶膠凝膠法 利用上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的制備超微粒子的方法，制備正極材料，該方法具備了絡(luò)合物法的優(yōu)點(diǎn)，而且制備出的電極材料電容量有較大的提高，屬于正在國內(nèi)外迅速發(fā)展的一種方法。缺點(diǎn)是成本較高，技術(shù)還屬于開發(fā)階段。 （4）離子交換法 Armstrong等用離子交換法制備的LiMnO2，獲得了可逆放電容量達(dá)270mA?h/g高值，此方法成為研究的新熱點(diǎn)，它具有所制電極性能穩(wěn)定，電容量高的特點(diǎn)。但過程涉及溶液重結(jié)晶蒸發(fā)等費(fèi)能費(fèi)時(shí)步驟，距離實(shí)用化還有相當(dāng)距離。隨著中國快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對(duì)電池新材料需求的增加，以及手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、汽車等產(chǎn)品對(duì)新型、高效、環(huán)保電池材料的強(qiáng)勁需求，賽迪顧問預(yù)計(jì)2005～％的復(fù)合增長率快速成長。在當(dāng)前及今后相當(dāng)長一個(gè)時(shí)期（至少10年），鋰離子電池最大的市場(chǎng)需求來自為IT產(chǎn)業(yè)提供配套(%，%，%)目前我國普通手機(jī)用低端方形鋰離子電池已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)銷平衡，但還不能批量生產(chǎn)用于筆記本電腦、攝像機(jī)和第三代移動(dòng)通訊設(shè)備等的高檔鋰離子電池，鋰離子電池正極材料已成為制約我國高性能鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。2006年國內(nèi)鋰電池正極材料需求量將達(dá)到2萬噸，其中鈷酸鋰、錳酸鋰兩種產(chǎn)品共占96%的市場(chǎng)分額。為滿足市場(chǎng)需求，大連太陽集團(tuán)、天津巴莫科技、北京中信國安等鈷酸鋰、錳酸鋰生產(chǎn)廠