2016年全球锂电池主要材料构成及市场需求分析

2016-12-30 07:15

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导读：2016年全球锂电池主要材料构成及市场需求分析。锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液和外壳五金件等构成。

　　电池按工作性质可以分为一次电池和二次电池。一次电池是指不可循环使用的电池，如碱锰电池、锌锰电池等；二次电池则可以多次充放电、循环使用，如先后实现商业化应用的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池。与其他电池相比，锂电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点。

　　锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液和外壳五金件等构成。

　　①正极材料：由活性物质（含锂的过渡金属氧化物，常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂）、导电剂、溶剂、粘合剂和基体组成；

　　②负极材料：由活性物质（石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒）、粘合剂、溶剂和基体组成；

　　③隔膜：目前主要是聚乙烯（PE）或者聚丙烯（PP）微孔膜，它的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时能够允许锂离子通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输；

　　④电解液：一种有机电解液，大部分是由六氟磷酸锂（LiPF6）加上有机溶剂配成。

　　需要说明的是，正负极材料需要涂布在基体上，一般正极材料的基体为铝箔，负极材料的基体为铜箔。

　　与其他二次电池相比，锂电池的优点十分明显：①工作电压高，锂电池的工作电压可达 3.6V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍；②能量比高，锂电池能量比目前已达 140Wh/kg，是镍镉电池的 3 倍，镍氢电池的1.5倍；③循环寿命长，目前锂电池循环寿命已达1,000次以上，在低放电深度下可达几万次，大大优于其他二次电池；④自放电小，锂电池月自放电率仅为 6-8%，远低于镍镉电池（25-30%）及镍氢电池（30-40%）；⑤无记忆效应，可以根据要求随时充电而不会降低电池性能；⑥对环境无污染，锂电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。

　　自1992年日本索尼公司开发出可以商业化应用的锂电池以来，随着技术的不断进步，锂电池已经在人们的生活中得到了广泛的应用，如消费电子产品、新能源交通工具及储能等领域。

　　锂电池市场是所有二次电池市场中成长速度最快的。在2002-2012年10年间，全球锂电池市场按产销量来看年均增长速度超过了 25%，按营收规模来看年均增长速度超过了 14%。从产销量来看，2012 年全球锂电池市场销量共计 44.5 亿只，约合 3227.5 万 kWh，实现营收106.85 亿美元。

　　近年来，全球锂电池市场需求增长主要来自于消费类电子产品以及电动工具，智能手机、平板电脑等新型电子产品的普及是锂电池市场增长的主要动力。

　　未来以消费电子产品为代表的传统锂电池市场的需求将继续呈现稳步增长的态势，而随着新能源汽车技术和储能电站的发展成熟，锂电池市场的增长将主要来自于动力电池与储能电池领域。

　　①传统消费电子产品市场需求

　　手机是锂电池最早商业化的应用领域，同时也是锂电池在消费电子产品方面最大的市场。目前，手机锂电池市场的需求已经进入成熟期，需求增长总体较为平稳。但是随着 4G 网络和智能手机的快速发展，消费者对手机上网、移动支付、手机游戏等需求增加，全球智能手机市场快速增长。2014 年全球智能手机出货量达到 13 亿部，同比增长 29.46%。

　　个人电脑是锂电池的又一主要应用领域，随着笔记本电脑价格逐步下降，2006 年以后笔记本电脑逐渐取代台式机成为个人电脑市场的主力产品。笔记本电脑市场的快速成长，带动了对锂电池需求的快速增长。此外，自 2010 年美国苹果公司推出 iPad 以来，全球平板电脑的销量便迅猛增加。2010 年-2014 年，全球平板电脑销量从 1,940 万台提高到 2.296 亿台，增长了 11.84 倍。

　　②电动工具类动力锂电池市场需求

　　动力锂电池的市场应用广、增长快，随着锂电生产工艺及锂电容量和性能的提升，动力锂电池是未来锂电需求增长的主要因素之一。动力锂电池的细分应用市场主要有电动工具、电动自行车、电动汽车等领域。

　　电动工具用锂电池的增长，除电动工具市场本身增长外，更重要的因素是锂电池对传统镍镉电池、镍氢电池的替代作用。镍镉电池记忆效应高、寿命短、镉元素污染大，镍氢电池能量密度低、电压低，而锂电池设计轻巧，适合便携，成为电动工具市场电池配置的发展趋势。

　　③新能源汽车领域市场需求

　　全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化使现代人类社会的发展面临着严峻挑战，发展节约能源与无废物排放的新能源汽车已受到各国政府的高度重视。发展新能源汽车不仅可以减少环境污染，还是各国提振汽车工业、占领新技术制高点、开拓新的经济增长点的大好契机。为此，世界主要工业国均出台了鼓励以电动汽车为主的新能源汽车发展的产业政策。2014 年 7 月，国务院发布《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，对充电设施建设、财政税收政策支持、政府采购、准入政策等提出指导方向，助推新能源汽车商业化、市场化进程提速。

　　我国对于新能源汽车产业的政策扶持将加速推进新能源汽车的发展，到 2015 年，我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到 50 万辆；到 2020 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达 200 万辆、累计产销量超过 500 万辆。