锂离子电池行业研究报告20081016.doc

锂离子电池行业研究报告20081016

OO锂离子电池行业研究报告 10（四）全球锂离子电池行业发展趋势 11三、我国锂离子电池行业发展状况 13（一）我国锂离子电池发展现状 13（二）我国锂离子电池出口情况 13（三）我国锂离子电池重点厂商 13（四）我国锂离子电池行业面临的问题 14四、锂离子电池上游原材料分析................................................................... ................................... 15 （一）锂离子电池正极材料................................................................... ................................... 15 （二）锂离子电池负极材料................................................................... ................................... 19 （三）锂离子电池隔膜材料................................................................... ................................... 22 （四）锂离子电池电解液 26（五）锂离子电池粘结剂 27五、锂离子电池原料矿资源分析................................................................... ................................... 28 （一）锂资源市场分析 28（二）钴资源市场分析 32（三）镍资源市场分析 35（四）锰资源市场分析 39六、锂离子电池下游产业市场分析 43（一）手机市场 43（二）手提电脑市场 44（三）电动工具市场 45（四）电动自行车市场 47（五）电动汽车市场 48七、锂离子电池行业发展前景 51（一）行业发展有利和不利因素 51（二）行业发展前景总体展望 52锂离子电池行业研究报告所谓锂离子电池实际上是一种锂离子浓度差电池，正负两极由两种锂离子嵌入化合物组成。充电时，锂离子从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡，放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，经电解质嵌入正极（这种循环被形象的称为摇椅式机制）。在正常的充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物层间嵌入嵌出，因为过渡金属氧化物如LiCoO2、LiNiO2 中低自旋配合物多，晶格体积小，在锂离子嵌入脱嵌时，晶格膨胀收缩性小，结晶结构稳定，因此循环性能好，而且充放电过程中，负极材料化学结构基本不变，因此从充放电反应的可逆性看锂离子电池反应是一种理想的可逆过程。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。 1-1 锂离子电池行业研究报告锂离子电池主要由七部分材料构成：（1）电池上下盖（2）正极——活性物质如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂及其复合氧化物、磷酸铁（3）隔膜——一种特殊的复合膜（4）负极——活性物质为碳或石墨（5）有机电解液（6）粘结剂（7）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池（lithium ion battery，简称为LIB）和聚合物锂离子电池（polymer lithium ion battery，简称为LIP）两大类。其中，液态锂离子电池由于工艺上的原因，厚度很难降低，一般做到5-6mm 的多，再想做薄就比较困难了。新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高，所以形状上可做到薄形化（最薄

可以只有0.5 毫米）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池。此外聚合物锂离子电池比液态锂离子电池电池在使用安全性和充电特性上都更好。所以在许多情况下，电池上标注了 Li-ion 的，一定是锂离子电池，但不一定就是液态锂离子电池，也有可能是聚合物锂离子电池。锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动大盘负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极负极正极锂离子电池行业研究报告的运动状态。如果我们吧锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两级，而锂离子就像优秀的运动健将，自爱摇椅的两端来回奔跑。所以，锂离子电池又叫摇椅式电池。 1-2 锂离子电池具有以下优点：（1）单体电池工作电压高达 3.7V，是镍镉电池，镍氢电池的倍，这也是锂电池比能量高的一个重要原因。因此组成相同电压的动力电池组时，锂电池使用的串联数目会大大少于铅酸电池和镍氢电池。如果动力电池中单体电池数量越多，电池组中单体电池的一致性要求就越高，寿命就越不好做，在实际使用过程中电池组有问题分析后，一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题，因此不难理解为什么 48V 的铅酸电池比 36V 铅酸电池反馈要高，从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。例如36V 锂电只需要10个单体，而36V 铅酸电池需要18 个单体电池，即3 只12V 池组，而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池组成。（2）重量轻，比能量大，高达150Wh/Kg，是镍氢电池的2 倍，铅酸电池的倍，因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一，从这个角度讲锂电消耗的资源就少，而且由于锰酸锂电池中所用元素的储量比较多，因此相对铅酸、镍氢电池可能会进一步涨价，锂电池成本反而是进一步降低的。电动自行车锂离子电池行业研究报告用锂离子电池重量为2.2-4 公斤，铅酸电池的重量为 12-20 公斤，锂电重量约为铅酸电池的四分之一到三分之一，比铅酸电池轻约10 公斤（36V，10Ah 电池），电池重量减轻了 70％，整车总重量至少减轻了 20％。加上一般锂电车都是简易款的电动自行车，由于电池和整车轻，相同电压、相同容量的电池行驶里程更长，普通的电动车重量在40 公斤以上，而锂电池电动自行车重量在7 到26 公斤之间。女士和老年人都可以轻易搬动，人力骑行也十分轻便，运动休闲兼得。（3）体积小，高达到400Wh/L，体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。现阶段由于铅酸电池体积、重量的限制，设计师们的设计思想受到极大约束，导致现阶段的电动自行车在结构和外观上“千车一面”、雷同相似、单调划一。而锂离子电池的使用，给设计师们提供了展示设计思想和设计风格的更大空间及条件。当然同时也导致电动自行车用锂电池尺寸多种多样，不利于锂动力电池行业的发展。锂动力电池行业也需要尽快制定电动自行车用锂离子电池国家标准，加速在电动自行车领域锂电对铅酸电池的替代。当然目前锂电池是在不断发展过程中的不同材料、不同工艺电池的体积有很大的差别，如何统一也是一个难点。（4）循环寿命长，循环次数可达1000 次。以容量保持60%计，电池组100% 充放电循环次数可以达到600 次以上，使用年限可达3-5