锂电池相关材料.doc

PAGE PAGE 15 对锂电池产业的初步认识 陈 俐 一、电池分类 一次电池：也称为原电池，活性物质只能使用一次的电池，如：一次性碱性电池 二次电池：经充电后可继续使用的电池，包括：铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂电池 太阳能电池：通过光化学反应转化为电能，可分为：多晶硅电池、非晶硅薄膜电池等。 燃料电池：将燃料与氧化剂中化学能直接转化为电能的发电装置。外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂” 二、电池性能比较 项目 原电池 铅酸电池 镍镉、镍氢 电池 锂离子电池 燃料 电池 性能 性能适中 性能适中 高功率放电 能量密度高 能量密度高 能量密度 中 差 中 好 好 功率 差 中 较好 好 中 使用寿命 差 中 好 好 好 成本 好 好 中 较差 差 环保性 差 差 中 好 好 技术成熟度 好 好 较好 较差 差 优点 技术成熟、性价比高、便携性好 性价比优异、技术成熟、安全性好 高倍率充放电、技术成熟 能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、自放电小、环保型好 能量密度高、能量转换性能好、低污染 缺点 能量密度低、污染环境 能量密度低、循环寿命低、铅污染环境 自放电明显、镍镉电池记忆性好、镉污染环境 成本高、安全性未完全解决、高功率放电性能差 技术尚未成熟 技术参数 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 工作电压（V） 1.2 1.2 3.6-3.9 重量比能量（Wh/Kg） 50 65 105-140 体积比能量（Wh/L） 150 200 300-350 充放电寿命（次） 500 500 1000 自放电率（%/月） 25-30 30-35 6-9 有无记忆效应 有 有 无 有无污染 有 无 无 三、锂电池产业链 （一）上游：正极材料、负极材料、隔离膜、电解液 1、正极材料：中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。 几种锂电池正极材料性能比较 正极材料 钴酸锂 钴镍锰酸锂 锰酸锂 磷酸铁锂 工作电压（V） 3.6V 3.7V 3.8V 3.4V 电容率（mAh/g） 145 170 110 140 循环寿命（次） 500 500 500 1000 价格 高 较高 低 较低 安全性 低 较低 较好 好 应用领域 小电池 小电池（主）/小型动力电池 动力电池（主）/小电池 动力电池/超大容量电池 钴酸锂依然是国内小型锂电领域正极材料的主力；三元材料和锰酸锂主要在小型锂电中应用，在电动自行车和电动工具中也有部分使用；磷酸铁锂目前主要使用在电动工具盒电动汽车领域。 随着动力电池的发展，国内厂家大多倾向于采用磷酸铁锂材料。它是一类新型的锂离子电池用正极材料。该类材料具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性等特点，特别适用于动力电池。它的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，现已成为各国竞相研究的热点。目前磷酸铁锂被认为是最有发展前途的动力电池正极材料。 国内主要动力电池中游厂商生产磷酸铁锂产能情况：贝特瑞800吨/年，天津斯特兰500吨/年，北大先行500吨/年，合肥国轩500吨/年，新乡华鑫500吨/年，深圳天骄350吨/年，北京锂先锋200吨/年，烟台卓能200吨/年。 动力锂电池的发展给锂电正极材料的成长带来了巨大的市场空间，应用于这类材料在未来的增长趋势明显。据IIT(日本对动力锂电池能量需求的预测：2010年到2012年动力锂电池汽车对锂电能量的需求增长率为137%，预计2018年动力锂电池的总能量将达到350亿Wh，而2009年小型锂电的总能量需求约为48亿Wh.。 分析动力锂电的能量需求及汽车锂电生产商对正极材料的选择，按照锰酸锂的能量密度约370Wh/kg，磷酸铁锂约432Wh/kg，三元材料约525Wh/kg为计算依据，未来10年世界动力锂电正极材料市场需求变化趋势如下： 未来10年世界动力锂电正极材料市场需求变化趋势 单位：吨 总体来看，锂电正极材料行业正处于朝气蓬勃的青壮年期，将长期处于快速增长阶段。在未来10年内将保持年均22.8%的增长率，尤其是2012年动力锂电池的大规模商业化将使得锂电正极材料需求量的年增长率超过40%，市场总量将超过8万吨。 未来10年锂电正极材料产量预测 单位：吨 2、负极材料：一般为各种碳材料和和金属氧化物，锂离子电池广泛采用碳材料种类繁多，目前研究很多且很成功的碳负极材料有石墨、乙炔黑、微珠碳、石油焦、碳纤维、裂变聚合物和裂解碳等碳负极材料。与正极材料相比，负极材料占锂电池成本比重较低，且国内已经实现产业化，行业内前三甲企业是深圳贝特瑞、上海杉杉、长沙海容，基本上能够满足国内市场需要。 3、隔离膜：锂电池隔离膜成本占电池成本的三分之一，隔离膜是保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料，目前国内厂商基本依赖从日本、韩