新能源汽車電池研究分析-資料下載頁

　　

【正文】 水銀電池、干電池（碳鋅電池）、堿性電池（堿錳電池）等，由于單次使用的特性，對環境的傷害較大。216。 常見的小型二次電池包括手動工具使用的鎳氫電池，3C產品搭載的鋰電池。而大型的二次電池則包括汽機車的鉛酸電池、油電混合車所使用的鎳氫電池以及電動車的動力來源鋰電池等。216。 燃料電池 通過添加燃料，電池將持續電力以提供予裝置所使用。依目前燃料電池發展現狀來看，氣體（氫氧燃料）、液體（甲醇）與固體（鋅）都是燃料電池維持電力的添加物燃料。 物理電池： 物理電池包括：太陽能電池、熱起電力電池與原子力電池。物理電池是利用光與熱等物理能量轉換成電力。生物電池： 利用生物本身所具有的電能轉換為可用之電。例如利用微生物中的糖分與觸媒（特定酵素）反應后產生氫氣再與空氣中的氧氣結合來進行發電。氫氣乃是再生電的重要來源，若能有效尋找出產生氫的酵素群，便能成功地發展處有效的生質能源。電池的種類一覽電池種類化學電池一次電池干電池、堿性電池、空氣電池、水銀電池二次電池鉛酸電池、堿性二次電池、有機電解液二次電池 、 聚合物電池燃料電池堿性燃料電池（AFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）、 磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固態氧化物燃料電池（SOFC）物理電池太陽能電池、熱起電力電池、原子力電池生物電池酵素生物電池、微生物電池 現今主流二次電池種類為鉛酸電池，鎳氫電池與鋰離子電池。鉛酸電池為目前大眾最常用的電池，由于安全性高，加上價格便宜，大部分都應用在汽車與機車上。鎳氫電池擁有較高體積與重量能量密度，循環壽命長，因此過去大量被利用在消費性電子產品與電動工具上，惟鎳氫電池在高溫時特性不佳，加上自放電率高，因此消費性電子產品的電池也都轉往鋰電池市場。鋰電池綜合上述優點，目前除了在消費電子產品被大量利用外，強調環保與節能的運輸工具也將是鋰電池業者所瞄準的處女地。 圖表： 二次電池產品特性比較材料體積能量密度Wh/L重量能量密度Wh/L循環壽命自行放電保存月數電壓充電時間（小時）記憶效應環保產品安全性優點缺點主要應用正極負極電解液鉛酸電池Lead Acid鉛二氧化鉛硫酸100404503028無否佳結構簡單技術成熟成本低重、體積大鉛污染汽車大型工具機鎳氫電池（NiMH）氫氧化鎳儲氫合金水、電解質氫氧化鉀（PotassiumHydroxide）3008080084有是佳充電快、安全、高溫特性不佳、記憶效應高、自放電率高消費性電子產品、電動工具機鋰離子電池磷酸鐵鋰碳材料LiPFLiCIO42501352000452無是優壽命長、充電快體積能量稍差油電車電動車電動工具機鋰鈷4501351000452~4無是可體積、重量密度高壽命長成本高、電解質有毒PC、消費性電子產品、電動工具機鉛酸電池在2009年仍占有二次電池市場超過7成的市占率，鉛酸電池所具有的安全性、低成本等優點，短時間內難以完全被其他技術電池產品所取代。鉛酸電池廠商近年來飽受原材料價格波動所苦，導致獲利波動幅度加大。從2006年末開始，鉛金屬現貨價格一飛沖天。由于鉛原料價格占鉛酸電池成本六成之多，鉛價格上漲，直接壓縮了廠商的獲利，預計全球鉛酸電池規模將從2009年的313億美元，逐年小幅成長到2013年的332億美元，%%。 鎳氫電池最初在便攜式電子產品中所使用，近年來由于鋰電池的崛起，鎳氫電池僅能在少數消費性電子產品或電動工具機的應用中出現。然而，鎳氫電池的優點也早已吸引了電動車產業的目光。工信部公布的【新能源汽車生產企業及產品準入管理規劃】中，將應用鎳氫電池的油電混合車歸為成熟商品。加上日本豐田（Toyota）目前推出第三代油電混合車Prius造成搶購熱潮來看，鎳氫電池確實在未來能夠在環保車上占有一席之地。 鋰電池早已吃下大部分消費性電子產品的市場，在往電池大型化，大電流放電的市場上，現今市場上主流的鋰鈷電池由于存在安全性之考慮，電池廠商把技術紛紛投向磷酸鐵鋰電池上。磷酸鐵鋰正極材料的專利由美國德州大學教授Goodenough申請獲許，并將專利授權于Phostech進行磷酸鐵鋰粉末的生產制作，由于磷酸鐵鋰正極材料分子間具有強共價鍵的特性，較之鋰鈷材料比較安全，特別在過度充電情況下，不會釋放出氧氣，造成電池爆炸的發生。另外，磷酸鐵鋰的優點還包括循環壽命長（高達2000次以上），放電功率大，轉換效率佳，體積小等。磷酸鐵鋰若是能在專利授權上松綁，相信很快能成為市場主流技術。電池成分磷酸鐵鋰電池CLiFePO4鋰錳電池LiMn2O4鋰鈷鎳電池Li（NiCo）O2鋰鈷電池LiC0O2安全性及環保要求安全性最佳，符合環保要求有可能發生爆炸或起火穩定性極差，必須謹慎處理，可能發生爆炸或起火穩定性極差，必須謹慎處理，可能發生爆炸或起火循環次數最佳不能接受尚可接受尚可接受循環壽命可達5,000次以上，是目前最佳電池循環壽命約100~800次（依不同放電倍率而改變） 循環壽命約300~500次，不適合大倍率放電循環壽命約300~500次，不適合大倍率放電能量密度可接受可接受佳佳長期使用成本最經濟可接受高高溫度耐受性極佳（45℃ ～70℃）高于50℃則迅速衰退，不適合高溫放電高于55℃或低于20℃則迅速衰退高于55℃或低于20℃則衰退全球車用電池廠商創立形態成立形態出資業者電池廠商投資股東國別成立時間集團多角化與垂直整合集團運營多角化或因集團內需而做垂直整合Sanyo Electric Co.，Ltd日本ToshibaCouporation日本LG Chem Ltd.韓國BYD Company中國1995供應鏈合組新電池公司電池廠商結合汽車大廠Automotive Energy Supply CorporationNissan，NECTokin，NEC日本2007Blue EnergyCo.，LtdGS YuasaHonda日本2009Lithium Energy JapanGS YuasaMistubishiCorp，MistubishiMotor日本2007Panasonic EVEnergy Co.，LtdPanasonicToyota日本2007電池廠商結合汽車零部件業者JohnsonControlsSaftJohnson Controls,Saft美國2006SB LiMotiveCo.，LtdSamsung SDI Bosch韓國2008同業合組新公司出資股東各自代表不同應用之技術提供者，加速新公司產量時程Hitachi Vehicle Energy LtdHitachi,ShinKobe Electric, Hitachi Maxell日本2004除了合組新的電池公司來提供內部使用外，電池廠商也勢必在擴充產能前先確立合作的車廠，以確保產能去化無憂，同時車廠也希望電池廠商持續在電池能效上創新，協助車廠在推動環保車時具有多重保證，有關電池廠商與合作車廠間的關系，參考下表：國別電池廠商車廠 日本Automotive Energy Supply Corp.(AESC) NissanBlue Energy HondaHitachi Vehicle Energy Ltd.Misubishi Fuso,Isuzu,GMLithium Energy JapanMisubishi MotorPanasonic EV Energy Co.,LtdToyotaSanyo Electric Co.,Ltd.VolkswagenToshibaVolkswagen 美國 A123 SystemsShanghai AutoCompact PowerGMJohnson ControlsSaftDaimler，Ford，Chrysler，BMW 韓國LG ChemHyundai,KiaSB LiMotive Co.,Ltd 中國BYD CompanyBYD Auto 廢電池回收將是商機： ，全球電池回收產業的市場規模將在2020年達到105億美元。Chapter 投資篇：目前，全球每年新車的出貨數量高達7000多萬臺，電動車滲透率不到1%，全球注目的電動車品牌Tesla，每天所需要用鋰電池數量高達6800多顆。1. 鎳氫電池投資篇： 以電池材料和電池技術的發展階段而言，鎳氫車用電池是最為成熟的技術。因此在市場上所銷售的油電混合車絕大部分采用鎳氫電池作為輔助動力，鎳氫電池已經取代鉛酸電池成為主流，造就了鎳氫電池供不應求的榮景。泡沫鎳儲氫合金粉氫氧化鎳隔膜、零件鎳氫電池鎳鋅電池鎳鎘電池電動車電動工具無線電話電動玩具等上游原材料鎳電池制作下游應用鎳氫電池上游材料相關廠商 鎳氫車用電池產業包括上游的鎳礦資源、稀土資源、正極材料氫氧化鎳、泡沫鎳、負極材料儲氫合金粉以及最后的鎳氫車用電池。以鎳氫電池的成本結構來看，泡沫鎳占50%~60%，氫氧化鎳占13%，儲氫合金粉占22%。 目前鎳氫電池的主要商，集中在加拿大、日本、中國等地。目前，世界上較大的泡沫鎳生產商主要是加拿大的INCO、日本的住友、中國的科力遠和比亞迪。 近年來，全球泡沫鎳的產量隨著鎳系二次電池需求的增長也穩步成長，復合增長率在8~10%左右。由于上游材料的獲利會受到鎳價波動影響，泡沫鎳、氫氧化鎳、儲氫合金粉毛利率較低，在9~12%之間。各項材料毛利率如下所示：氫氧化鎳：7～15% 儲氫合金粉：10%～12% 泡沫鎳：8%～11% 其它8～11% 鎳氫動力電池 ：30~40%鎳氫車用電車相關廠商鎳氫車用電池是從單體電池（Cell）做起，再集合成電池模組（module），然后再串、并聯成電池組（Pack）安裝到汽車上，使用中要求單個電池、各個電池模組及整個電池組的充、放電曲線要完全一致，因此有效控制品質的一致性，以及在材料上的專利是這些國際電池廠商勝出的關鍵。由于鎳氫車用電池近期供不應求，因此能夠加入汽車大廠供應鏈的廠商，獲利狀況相比較上游的材料廠商好，毛利率約在35%左右。目前全球知名的鎳氫車用電池廠商包括日本松下和豐田的合資公司PEVE、GS Yuasa以及被松下合并的三洋，美國的Cobasys、法國的SAFT、德國的Varta，以及香港超霸、韓國現代。其中PEVE、Cobasys等公司的鎳氫車用電池已經順利導入車廠。而目前能夠打入現有鎳氫電池供應鏈的廠商，多為汽車品牌廠商所轉投資的公司。除了國際品牌車廠所把持的市場外，中國地區的市場潛力也是不容小覷的。在中國龐大的內需市場政策支持下，當地的鎳氫電池供應商反而因此受惠。僅廣東一地就有一百多家做鎳氫電池的私人企業。其中技術及量產能力較為領先的廠商包括春蘭集團、湖南神舟、中炬森萊、科力遠等公司。鎳氫電池上游材料廠商一覽地區 廠商 上市地點代號 附注日本住友化學東京住友金屬礦業公司為日本最大鎳生產商，2009年下半年將擴增產量達19500噸以應付增加的需求，全年產量為33200噸。中國 科力遠上海600478泡沫鎳的供應商INCO本身并無公開發行，但是其母公司Vale（巴西淡水河谷）持有inco33%的股權，并且為世界第二大鎳生產商，擁有鎳礦達1160萬噸。中國 包鋼稀土上海600111生產鎳氫電池負極材料儲氫合金粉中國廈門鎢業上海600549生產鎳氫電池負極材料儲氫合金粉中國 金瑞科技上海600390中國最大鎳氫電池正極材料氫氧化鎳的生產商，湯淺和科力遠為其客戶。中國 吉恩鎳業上海600842生產泡沫鎳的原材料硫酸鎳 鎳氫電池芯與模組廠商一覽地區日本日本新加坡韓國中國中國中國中國中國廠商湯淺電池三洋電機GP金山電池現代科力遠中炬高新四川長虹春蘭股份德賽電池上市地點東京東京新加坡南韓上海上海上海上海深圳代號0004060