电池产业发展状况

锂电池产业发展状况

一、电池产业概述

1、电池产业发展趋势

（1）传统铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池在高能量密度领域将逐步被取代。

铅酸蓄电池由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、自放电低、免维护要求等特性，在近期国家产业发展中仍将占主流地位，中期也将占有一席之地，长期来看，在不需要高重量比能量的用途领域还将继续存在。但由于铅的毒性和污染性，铅酸电池的市场占份额将呈逐年下降的趋势。新一代锂电正极材料磷酸亚铁锂逐步粉墨登场后，真正为大容量锂动力电池的发展和更新展现了广阔空间，开辟了新天地。锂电池取代铅酸、镍氢等电池体系的局面将成为电池产业发展的必然趋势。

（2）锂电池发展迅速锂离子电池的研究是一个涉及化学、物理、材料、能源、电子学等众多学科的交叉领域。可以预料，随着电极材料结构与性能关系研究的深入，从分子水平上设计出来的各种规整结构或掺杂复合结构的正负极材料将有力地推动锂离子电池的研究和应用。锂离子电池将会是继镍镉、镍氢电池之后，在今后相当长一段时间内，市场前景最好、发展最快的一种二次电池。

（3）太阳能光伏电池蓬勃发展

太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030

年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040 年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21 世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

2、电池分类（1）一次性电池（原电池）如：一次性碱性电池，电池能放电，当电池电力用尽时无法再充电的电池，电池将化学能单向转化为电能。

（2）二次性电池（蓄电池）主要为铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等，电池的充放电反应是可逆的。电池放电时通过化学反应可以产生电能，而当充电时则可使体系回复到原来状态，即将电能以化学能形式重新储存起来。

（3）燃料电池：它从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” 。

（4）太阳能电池：太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，

而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌

芽阶段。

（5）锂电池：锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池分为锂一次电池和锂二次电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使

得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。

3、锂电池的结构和原理

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚

乙烯或聚丙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸

锂（或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等）及铝箔组成的电流收集

极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元

件（部分圆柱式使用），以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。单节锂电池的电压为3.7V （磷酸亚铁锂正极的为

3.2V ），电池容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。

二、锂电池的应用

1、手机行业：09 年手机锂电池需求量达到20 亿组。

2008 年，我国移动电话用户新增9392.4 万户，用户总数为6.41 亿户，每百人移动电话拥有量达到47.3 部，比2007 年增加6.2 部，全行业手机产量为5.6 亿部，同比增长2%。2008 年全球手机出货量达到11.8 亿部，同比增长3.5%，我国境内生产手机占47.5%，与07 年基本持平。09 年全球手机出货量将下降2-5%，我国手机出口量占生产量的60%以上，外需下降对行业造成较大影响，而3G建设将带动手机市场投资增加和市场扩大。

2、笔记本行业：09 年锂电池需求量为10 亿组对锂离子电池的第二大用户手提电脑而言，因轻薄、便利、随处可用等优点对台式机的有很强

的替代性，2007 年全球NB渗透率（替代台式机）已达39%未来在移动网络趋于完善的情况下，NB渗透率仍保持较快发展，将进一步带动锂离子电池和电解液未来需求的快速增长。

3、电动工具行业

目前发达国家的电动工具市场已经较为成熟，但随着发展中国家及东欧的快速崛起，预计全球动力工具的需求在2009 年前仍将以

5%/年的速度增长。目前全球电动工具一年需要7 亿多颗电池，其中只有略高于1 成的量是用锂电池及镍氢电池，镍镉电池仍为主要材质，

但因镍镉电池的环境污染性，欧美国家已逐渐用法令限制其适用范围，其中电动手工具已开始替换，我国于2007 年3 月1 日起开始实施《电子信息产品污染控制管理办法》也会使镍镉电池的使用受到一定的限制，而镍氢电池也因镍价格上涨幅度较大对锂电池的价格优势正逐步丧失，锂电池在电动工具上的应用前景可期。如电动工具中5%的镍镉电池被锂电池替代，即可产生1.08 亿美金的市场价值。

我国是电动工具的生产大国和外贸出口大国，2004 年产量已达世界总产量的80%，出口额已超过全球电动工具出口量第二位的德国一倍以上，稳居世界第一，而出口的电动工具产品中近80%出口到欧、美等发达国家，因此我国锂电池及电解液将充分分享全球电动工具自身需求的增长以及对镍镉电池的替代所产生的广阔市场空间。

4、电动车行业

2009 年1 月，财政部、科技部发布的《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》标志着汽车工业正在由传统的燃油机时代朝着电动化时代转变，这项世界性的技术变革，无疑会刺激新型节能

汽车工业的发展，将对拉动经济新一轮的大循环，改善人类生态环境具有重大的现实意义。

当前的纯电动车与混合电动车虽然从性能上讲还达不到燃油车的性能，但随着技术的不断进步，未来的电动车与混合动力车将成为汽车工业的主流。纯电动车与混合动力车两种模式在相当长的时期内会并存发展，以适应特定范围与长距离行驶的要求。

欧美、日本一些发达国家都有明确的发展计划，日本丰田计划5 年内使混合动力车成为主流，美国通用也计划2011 年PHE（V 插电式混合电动汽车）和HEV 两种车型达到年产各10 万台。国内更是把发展电动车看成汽车工业公平竞争的新契机，为此各家车厂都在积极地开发不同类型的电动车，在2011 年以后，将会有5%-10%的商品化电动车和混合动力车上市。

电动车与混合动力车的发展，动力电池是核心，如果2011

年中国汽车工业有10%的比例为纯电动车和混合动力车，将会形成近100万台新能源汽车的产业，按照混合动力车与纯电动车各50%比例计算，对电池的需求总量为50万X 2.4kWh+50万X 12kWh=720万kWh的电池需求量（混合动力车按2.4kWh计算; 纯电动车按12kWh计算），每kWh按3000元计算，约形成210 亿元的电池产业。世界范围内将会形成数以千万kWh的电池需求，电池市场将达上千亿元。在未来的十余年，由于锂离子电池电动自行车和电动汽车需求的快速增长，势必带动锂离子电池产

业的爆发式增长。

5、太阳能、风能的低谷电储能领域还是一个市场空白点，铅酸电池、磷酸亚铁锂电池和硫锂电池均有可能打入这个市场，将垃圾电变为高价电是解决太阳能和风能的重点发展方向。

三、锂电池产业链示意图：

四、发展锂电池及材料产业的比较优势

3、气候条件：

4、人力资源：

5、研发基础：

五、我国锂电池行业发展存在的问题

1、目前锂离子电池发展的瓶颈是其安全性能和汽车动力电池的管理系统：安全性能方面，由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣等方面的原因，加上以人为本的安全理念，因此，用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面，由于汽车动力电池的工作电压是12V 或24V ，而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V ，因此必须由多个电池串联而提高电压，但由于电池难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多个电池组内的单个

电池会出现充放电不平衡的状况，电池会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致电池性能的急剧恶化，最终导致整组电池无法正常工作，甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。

2、目前锂电池使用的隔膜基本靠进口，如果实现国产化则可大大降低制造成本，目前国内仅有个别企业突破了隔膜制造技术，开始批量生产，但还不能完全替代进口隔膜。

3、扩大锂电池的生产规模化，提升自动化水平，降低成本，这些需要资金的大量介入，另外还需要配套的充电站设施的大量先期投入，提供方便电动车应用的大环境。国内目前在配套设施方面比较落后，从而影响了锂电池动力汽车在国内的推广使用。