全球汽车动力锂电池发展综述

全球汽车动力锂电池发展综述

中国经济看来已经在硬着陆，这个趋势似乎不可阻挡；美国发布的2012 年06 月的就业报告表现疲弱；欧洲在继续沉沦，领头羊德国的商业景气指数都表现低迷，2012 年德国GDP 或呈负增长；日本经济继续面临“内忧外患”的窘境。总的来看，全球经济在继续探底。但对于锂电池产业链来说，发展机遇似乎从来没有如现在这般好过。在每次全球经济处于谷底的时候，总会有一两个产业站起来，带领着全球经济走出低谷。现在，这个历史重担将落在锂电池产业链身上。

曾经一度，我认为小型锂电池产业没有什么做头，锂电池的未来在动力锂电池身上，现在我要适度纠正这个看法。因为，目前发展的现实是：不仅交通工具电动化的革命如火如荼地在开展着，以手机、笔记本电脑为代表的3C 电子产品领域也正在发生革命性的变革，同样将对锂电池产业的发展产生极大地推动作用。台湾广达公司（与富士康齐名的全球最大

的电子产品代工厂商之一）的老板林百里曾说过：现在欧洲很多年轻人失业，没有事做，手机、平板电脑等就成了很好的一种消遣。这说明全球经济越是低迷，我们的生意就越好做。

在中国经济已现崩溃征兆的2012 年，智能手机的销售在中国市场却取得了一个飞跃性的发展。工信部电信研究院公布的数据显示：2012 年01～06 月，全国手机出货近2 亿部，其中智能手机的出货量高达9,485.5 万部（我认为这个数据具有较大的可信度）。也就是说，在中国每卖出一部手机，其中就有一部是智能手机。在2012 年04 月推出的《锂电发展大盘点·2011》中的统计表明，2011 年中国共销售各类手机3.16 亿部，其中智能手机

7,920 万部。两组数据对比，我们就可以发现，尽管出货量与销量不完全等同，但2012 年上半年中国市场的智能手机出货量远超2011 年全年的销量，发展势头非常惊人。而全球范围内情况也大致如此。IDC 的统计表明，2012 年上半年全球智能手机出货量达到3.062 亿部，全年或将高达6.86 亿部。如果这个预测准确，那么也较2011 年的4.72 亿部有大幅度提升。

智能手机的大发展，对锂电技术特别是锂电材料技术就提出了更高的要求。我前不久也置换了一部智能手机，发现它真的非常好用，大大拓展了工作的地点和时间之余，还可将之与电脑连接起来使用。但用了不久我就发现，手机的电池是个大问题。这部手机配备的是1.65Ah/3.7V 的锂离子电池（即简称的锂电池），可储存的电量超过6.1Wh，按理说也不小了，但如果开通3G 移动网络，在正常使用的情况下（4 英寸的显示屏），电池的电量只能维持10 小时多点。拆开手机后盖观看，这只锂电池的体积几乎占据了手机的一半，也就是说，已经不可能通过做大电池的方式来增加电池的电容量了。必须在材料和电池技术方面下功夫。从这点看，锂电池及其材料产业在全球都将面临一个洗牌过程。

德国政府和企业实际上在尽全力开发下一代动力锂电池技术，这从它制定的动力锂电池发展目标上就可见一斑。德国政府制定的目标是：到2015 年，动力电池系统达到的能量密度为200Wh/kg；动力电池组的成本要达到300～500 欧元/kWh 的目标，电池组循环寿命要达到3,000～5,000 次。而德国的多数研发机构把这个目标定得更高，普遍制定的电池系统能量密度目标达到了1,000Wh/kg，这是这一代锂电池技术再怎么进步也不可能实现的目标。现在，德国企业主要是在与韩国锂电池企业合作，取得一定生产经验的同时，建立起相关的市场网络渠道，根本目的也是为其下一代锂电池技术的产业化服务。美国也基本类似，美国

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政府基本放弃了小型锂电池的生产，致力于1.5 代锂电池的研发和制造的同时，全力开发第二代锂电池及其材料技术。

不过，这里我要说的是，德美两国能否顺利实现自己的意图还很难说。锂电技术的产业化是需要有个循序渐进的过程的，没有小电池的技术应用和产业发展做支撑，如何直接跳过去做大的动力电池？拿现在处于开发热潮中的富锂锰基材料来说，虽然这种正极材料的能量密度有了较大幅度的提高，但技术尚不成熟，目前尚未实现产业化应用，其中最主要的原因之一就是循环寿命还很低，实验室里做得最好的也不到100 次。由这点看，这种材料即使实现应用，也会率先在3C 电子产品用的小电池领域开始，然后在不断的实践和应用中改进

技术，提高生产工艺水平，提高材料本身的循环寿命，并最终实现在电动汽车上的应用。很难想象，如果没有小电池这个环节，它如何能够直接应用于电动汽车。

目前，小电池的生产和应用基本上垄断在日本、韩国和中国（包括大陆地区和台湾地区）手中，池能电子认为，这是东亚三国能够继续称雄于动力锂电池领域的有利条件。尤其是中国大陆地区，2011 年全球90%以上的3C 电子产品和接近60%的锂电池产品是在中国大陆生产的，虽然其中很多高技术并不为中国企业所拥有，而是掌握在外企手中，但中国毕竟产业基础雄厚，产业链发展相当完善，外企即使有意愿另起炉灶，一时间也难以绕开。因此，中国企业有机会及时跟踪、掌握先进技术，并率先取得相关生产经验，伺机超越。况且，全球锂电相关技术的开发人口中，若以血统统计，华人的比重最高，海外华人有意愿回祖国发展的也不少，这一点不可忽视。从这些方面来看，虽然技术研发实力与欧美日等国相比还有明显差距，但中国还是有条件、有机会，也有希望。

本次系列专辑虽然已演变成了一次对全球锂电产业链的系统梳理，但依然还是以电动汽车及其所用的动力锂电池为主。对于台湾电动车产业发展的总体状况，之前已有详细介绍，这里也不再细说。总的来看，台湾政府已经明确表示要举全岛之力，通过官产学研密切合作的方式发展智慧电动车产业，以电动机车（即电动摩托车）为主的LEV（Light Electric Vehicle，低速小微电动车）产业是其发展的重中之重，以电动商务车、电动休闲旅游车等为代表的EV（Electric Vehicle，电动汽车）为次重点。而电动车产业的发展步骤也很明显分为三个阶段：先在岛内实证路测试验（电动车示范运行）并推出相对成熟的产品；然后主攻大陆市场，继续试验并推出完全成熟的产品；最后的目标自然就是以欧美市场为核心的全球市场。

池能电子认为，台湾代表性的锂电池电芯制造企业，在锰酸锂和三元材料方面有能元科技和有量科技，在磷酸铁锂方面有必翔电能和兰阳能源，本期月度报告，池能电子较为详细地介绍了后3 家企业的具体情况。下面是部分内容节选。

有量科技致力于动力锂电池的研究开发，采用专业分工及技术合作方式，结合电池材料、电池生产及热管理系统技术，建立层叠型聚合物锂动力电池生产技术。从电池路线来看，有量科技侧重走锰酸锂大电池路线，但近两年在积极开发磷酸铁锂大电池产品并取得进展，目前拥有锰酸锂、镍钴锰酸锂及磷酸铁锂等3 种不同材料特性之产品线。针对不同材料之特性差异，发展不同的应用产品。如，镍钴锰酸锂三元材料具有能量密度高，质料轻的特性，适合应用于移动载具上，目前有量科技发展大型电动车、电动船舶等锂电池芯已逐渐改以镍钴

锰酸锂材料为主。锰酸锂材料功率大，很适合应用在轻型电动车及紧急备用电源UPS 上。至于磷酸铁锂动力电池，由于安全性高、寿命长、但重量较重，比较适合用在固定的电信基地台（移动基站）、再生能源储电系统等领域。

表2：台湾有量科技的相关事业布局

台湾工研院官网2012 年07 月12 日报道，为协助台湾电池厂商拓展海外商机，工研院联合能元科技、有量科技、兴能高科技、精极科技及乔信等台湾电池厂，组成台湾馆STOBA 展区，参加07 月11 日～13 日在日本东京举办的“2012 尖端科技展（Techno-Frontier）”，深受瞩目。据悉，这是首次STOBA 产品在台湾之外的地区的集体展示，共有26 款产品参展。其中，有量科技展出手机、iPAD、游戏机及相关使用的行动能源、电动自行车及电动机车用的电池、尖峰时间放电及在离峰时间充电的3.2kW 电池储能系统、260W 紧急备用电池。从这则报道我们可以看出目前有量科技的市场业务开拓重心。

在电动交通工具领域，有量科技最初的关注重点是电动自行车和电动机车市场。有量科技在电动机车领域最主要的合作伙伴是台湾易维特（EVT）和易立欧，这两家企业的情况真锂研究在2012 年04 月和05 月的月度报告中有所介绍。2010 年10 月26 日，台湾经济部通过审议，易维特开发的EVT-4000E-BLM1 锂电池电动机车（见图8）成为台湾第一款获得TES 认证的轻型电动机车。该车使用的就是有量科技专门开发的48V/24Ah 的动力锂电池组，型号AM048024，容量1.15kWh，能量密度接近93Wh/kg。车辆最高车速可达50.8km/h、续航力可达53.4km（TES 变速测试结果，无风匀速状况下最远行驶距离可达70km）、爬坡力在18%（10°）的坡度下时速可达38.7km/h。

在电动汽车方面，有量科技在控股股东台达电的大框架下发展。台达电的目标是向下游客户提供包括电池、电机、电控和充电设备等在内的完整的油电混合动力系统（适用于PHEV）和纯电动系统（适用于EV），初期以PHEV 动力系统为主。2012 年初，有量科技调整电动汽车市场策略，执行长程敬义表示，在PHEV（插电式混合动力汽车）应用市场，以

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高电容量、高安全性、自放电率低、高温特性佳的 10Ah 三元素 STOBA 动力锂电池芯技术 为基础，与台湾、美国业者合作发展 PHEV 电动车。

因台达电是 UPS 不间断电源的全球主导供应商之一，故储能领域是有量科技重点开拓 的一个市场。在储能领域，有量科技走的是磷酸铁锂路线。台湾工商时报 2012 年 04 月 12 日报道，在云端市场上，有量与大股东台达电策略合作，自 2011 年开始供应锂锰电池芯给 云端运算 high power UPS 应用，预计 2012 年出货量可望成长 1 倍，最大的 UPS 规格目前达

1.2kW ，2012 年有量的营运可望大幅成长，云端产品将占其营收 15%。

必翔电能自称于电池安全与制程技术上，拥有多项世界主要国家之专利，是全球第一家 全自动化量产磷酸铁锂电池的生产制造厂商。2005 年，必翔电能通过台湾工研院的牵线搭 桥，开始与加拿大 Phostech 公司合作研发磷酸铁锂电池原料量产技术，取得 Phostech 公司 80kg 以下（生产 18650 型号电池为主）的磷酸铁锂正极材料的专利授权，于同年必翔电能 即开始量产磷酸铁锂电池，必翔称其为目前唯一可以对客户直接提供“使用必翔电能所生产 磷酸铁锂电池，无任何专利权侵权风险”保证的专业厂商。

一直到 2011 年底，必翔电能还只有位于新竹工业区内的一个生产基地，电芯月产能 100 万只。2011 年 12 月 09 日，必翔电能在苗栗县的竹科铜锣园区的工厂破土动工，厂区面积 约 5.2 公顷，预计投资 45 亿元，两年内建厂完成，年产 1.5 亿只磷酸铁锂电芯，建成后将是 台湾地区产能规模最大的锂电池电芯厂，公司期盼能创造 160 亿元的年营收。在自己积极扩 大生产规模的同时，必翔电能还在大陆积极寻求合作伙伴，先后与河南金龙铜管集团和中国 普天集团建立起了合作关系。

值得注意的是，台资企业对如何开发大陆市场已基本上总结出了一套模式，简而言之就

是要“先技术后合资”。

新普科技董事长宋福祥

曾对就此对媒体表示，

少量多样时，自己设在

大陆的生产工厂支持就

可以了；量产时，需要

配 合 中 国 车 企 就 近 设

厂，提供实时生产技术

服务；最后再谈合资成

立电池模块制造工厂。

基于此，宋福祥呼应必 图 9. 台湾必翔电能 SP1100-08 电芯于实验室中以 2C 充电 10C 放电之电池

特性（蓝色虚线为容量 80%的底线） 翔的大陆发展计划应先 谈技术合作，下一阶段

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扩产才考虑资本问题。而必翔则表示，在资金部分考虑由对岸车企提供资金设厂，暂不考虑自己募资投建。

在电池模组方面，必翔电能引以为傲的技术就是其发明的DOSBAS 系统。根据必翔电能提供的资料，DOSBAS?是依据Donald Safe Battery Systems 缩写命名，公司于2005 年开始研发该系统，并于2007 年研发成功投入试应用。该系统主要是在每一个电池芯上串接一保险丝来保护系统，每一保护电池芯再依串并联结构加上电压平衡电路板来封装在一个方型电池盒内，构成一个电池模块。必翔电能表示，DOSBAS 系统可以隔绝任何发生短路故障的电池芯，确保电池模块的安全操作，防治电池模块因电池短路或外力撞击而产生高温及过热的风险，同时，维修电池时更换和隔离电芯也很方便，从而大幅降低使用成本。

在主推微型电动汽车的同时，必翔也把眼光瞄准了油电混合动力车。台湾工商时报2012 年04 月12 日报道，东元集团（TECO，1504.TW）计划与必翔实业联手抢进电动车节能商机，第一阶段将先开发后装油电混合动力车（注：应是指PHEV），锁定台湾8 万辆出租车（以丰田车为主）市场，商机估计达百亿元；而未来不排除与印度塔塔汽车策略结盟，进一步开拓海外市场。东元董事长刘兆凯表示，现在市面上油电混合动力车并不多，且大都以传统的油车为主，但若使用东元的轮毂马达，只要改变两个轮子，让动力在轮轴上，像过去改装瓦斯车一样，在后车箱摆上电池，传统汽油车当场可以变成油电混合车。

兰阳能源被台湾中央社的一篇报道称之为台湾第一家具备高串并锂铁动力电池模块整合开发能力的公司，公司产品定位是高倍率放电且可多串并的车用动力电池模块。目前公司在台湾的业务重点是电动机车、油电混合动力船和电动船用动力锂电池组，下一步致力于开拓大陆的电动汽车市场。2011 年06 月时台湾经济日报报道，预计兰阳能源全年的营业收入在新台币3.5 亿元左右，发展势头好于前面提到的能元科技、有量科技和必翔电能。

兰阳能源主打方形金属外壳磷酸铁锂电池产品，2007 年开始试产2Ah、4Ah、5Ah、10Ah 等规格的储能型电芯产品，并先后获得RoHS（欧洲环保要求的电池指令）与UL 认证；同年开发出矿灯、电动工具、割草机、太阳能储能用的锂电池模组产品并开始销售。2008 年东莞石排工厂正式开始量产，最初月产能30 万Ah，2009 年09 月时月产能已增加至60 万Ah。2008 年兰阳能源开发出7Ah、10Ah、15Ah、20Ah 和30Ah 的动力电芯产品，并回到台湾，在台北设立公司，建立完整的销售经营团队。

2010 年10 月，兰阳能源在台湾桃园县杨梅镇建成高效率的半自动化生产线，月产能达到60 万Ah，同时，动力锂电池模块产品开始量产出货。2012 年05 月中旬台湾媒体报道，兰阳能源总经理张伟礼透露，将在兰阳东菀一厂以及杨梅二厂每个月60 万Ah 产能的基础上，再在台湾建立第二个工厂，持续扩大产量，以满足大陆不断增长的电动车动力电池市场需求。据悉，兰阳能源的此次扩产将与台塑长园能源进行策略合作，将锂电池的粉材生产一致性进行强化，在奠定好电池芯品质的基础上，透过粉材制程环控，进一步提升制程水准以

及自动化程度。并通过规模化生产来降低生产成本，给车厂提供更高水平和低价位的磷酸铁锂电池芯及电池模组。

在经营理念和策略上，兰阳能源公开表示，会采取开放与资源共享的模式，与上游关键材料供货商共同开发新材料，进行麻花卷共创市场需求模式，包括促销方式、销售通路与销售点的设置方式、产品订价策略、不同销售量水平下的订价方法，及广告与销售计划的各项成本掌控，都会是沿用B2B 的工业营销模式。

虽然兰阳能源同时拥有电芯和模组方面的技术能力，而且现阶段还主要以模组供应为主，但该公司似乎并不打算两条线齐头并进。台湾经济日报2011 年02 月16 日报道，兰阳能源积极拓展磷酸铁锂动力电池专业生产，以磷酸铁锂电芯开创未来电动车产业的庞大商机。至于其动力电池模块技术，则希望转让给下游模块厂商，协助策略伙伴建立动力电池模块技术，以推动动力电池模块标准化，为日后车电分离、电池交换系统之运行模式铺路。兰阳能源为自己规划的锂电池发展路线图见表10。

表10：台湾兰阳能源的锂电池发展路线规划图

兰阳能源的磷酸铁锂正极材料来自台塑长园，两家公司结成了紧密的战略合作伙伴关系，在市场业务开拓方面共进退。台塑集团在锂电产业链领域很有想法，除了与长园科技合资组建台塑长园生产磷酸铁锂正极材料之外，还在隔膜、电解液、负极材料等关键材料领域也有布局。在锂电池领域，台塑集团除参股长园科技之外，自身也在积极介入。台塑长园在给兰阳能源提供正极材料的同时，还委托兰阳能源开发动力电池模块产品。这些模块产品不仅在庞大的台塑集团内部率先使用，台塑锂电产业链业务的负责人王瑞瑜还亲自出头到处推销。而在电动汽车领域，台塑集团也有规划。

台湾媒体2012 年06 月中旬报道，兰阳能源开发出台湾首只高容量60Ah 磷酸铁锂电芯产品以及容量较之前增加20%的30Ah 电芯产品。报道称，兰阳能源根据电动巴士市场及备用电源储能系统的市场需求渐增，在2011 年即与台塑长园公司共同合作开发，以其编号3005 的正极材料，经过严谨的试作、环控与功能测试，做成全电池后，完成多项安全测试，最终开发出高能量型的磷酸铁锂电池，可提高容量达20%。