锂电池技术工艺发展趋势分析及国内市场综述（锂电池项目市场投资商业计划书 -节选）

发布时间：2019-12-10 16:49:32

第一节产品技术发展现状

锂离子电池的生产技术主要被日本垄断。西欧和北美等国家的锂离子电池技术与我国基本上处在同一起跑线上。我国政府对锂离子电池的研究开发十分重视，投入了巨大财力和物力，将其列入“863”计划及“九五”重点攻关项目。许多科研院所和高校相继开展了理离子电池研究。我国90年代初开始研究锂离子电池电极材料和电池，研制成功AA型理离子电池。1996年研制成功移动电话、摄像机用18650型电池，电池的客量达到索尼公司的电池水平。可充放电500次，形成了包括电极材料及电池制造工艺、锂离子于电池开发的技术基础。

正极材料是目前锂离子电池中成本最高的材料，同时也直接关系到电池的安全性能和电池实现大型化的可能，但传统正极材料—钴酸锂的年需求量已超过1万吨，从而导致钴价大幅攀升，钴资源短缺已开始制约产业发展。可以取代钴酸锂的钴镍锰酸锂正极材料被我国成功研制出来。80％的钴被锰和镍取代，并实现了对晶粒尺寸的控制，合成材料的可逆容量达到165mAh／克，比钴酸锂高10％以上，循环寿命达到500次。

另外，负极材料是锂离子电池中承担锂储存功能的关键材料，重要性同样不容忽视。应用于商品锂离子电池的石墨负极材料可逆容量均在300～340mAh／克。研究开发出纳米孔硬碳球、元宵结构复合负极材料，可逆容量已经达到600mAh／克。同时研制出石墨化纳米纤维导电添加剂，可以提高高功率电池的功率密度。据悉，仅正负极材料其研究组就已申请了国内发明专利21项，其中4项获得授权，并已获得两项国际发明专利授权。

第二节产品工艺特点或流程

锂电池的原材料主要包括正负极材料、电解液、电极基材、隔离膜和罐材等。其中，正极材料是锂电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的三分之一左右。目前，正极材料主要是氧化钴锂和钴酸锂等，负极材料为石墨。聚丙烯/聚乙烯复合膜作隔膜，以铝或钢质材料作外壳的蓄电池。其电解液为溶于有机溶剂中的锂盐组成的多元有机电解质。

锂离子电池具有单体电池电压高、质量比能量大、体积比能量高、自放电小、循环寿命长、无污染、安全可靠等特点。

锂离子电池的制造工艺流程：正极材料—粘接剂PVDF/溶剂NMP—负极材料—粘接剂PVDF/溶剂NMP—制正极浆—制负极浆—导电基板（铝箔）—涂膜—涂膜—导电基板（铜箔）—正极板—负极板—隔膜—卷绕—入壳—注液—封口—化成—电解液—导电剂—导电剂—电池壳—电池盖—成品。

第三节国内外技术未来发展趋势分析

近年来锂离子电池中正负极活性材料的研究和开发应用在国际上相当活跃，并已取得很大进展，正极的最高容量是用离子交换法制得的层状LiMnO2，达270mAh·g-1，而负极的最高容量是用模板合成法制备的单层碳，达825mAh·g-1。锂离子电池关键要求是材料的晶体结构规整，充放电过程中结构不发生不可逆变化，以保证获得比容量高，循环寿命长的电池。因此寻找新的电极材料，以及新的合成方法，仍是当前研究的重点。寻找新的正极材料特别是高聚物作成轻型锂电池和二次锂电池也是一个重要的课题。

由于锂电池的优异性能，目前国内外研究正逐渐深入，由经验、半经验向了解反应机理、建立非水体系界面理论方向发展。众所周知，固体电极和水溶液的界面理论的建立经历了漫长的过程，现在还有许多问题没有弄清楚。非水溶液和固体界面则更为复杂。首先是溶剂的多样性，而每种溶剂的结构又比水复杂得多。其次锂电池使用的固体种类也远比水溶液电池复杂，包括金属、氧化物、硫化物、单质、聚合物等，表面膜的的生成及性质也是锂电池经常遇到的间题。电池材料的气化涉及锂电池的安全使用。这些问题的逐步解决将使锂电池的质量及安全性提高一步，因而成为目前锂电研究的重要方向。

第四节锂电池市场现状分析及预测

在传统汽车产业发展上，我国一直在跟随世界汽车发展趋势，在新能源汽车领域，能否逐步向领导者行列跨进，电池的研发生产成为最重要的因素之一。目前新能源汽车使用的电池主要有铅酸电池、镍氢电池和锂电池。有关专家分析，铅酸电池出现最早，安全性很好，但储能效果很差，早期使用较多，现在已经基本退出汽车电池市场。与铅酸电池相比，镍氢电池在储能和寿命方面有较大提高，但在充电过程中产生的氢气容易爆炸，安全隐患增加。锂电池在能量密度、功率密度和寿命方面有明显优势，储能效果是铅酸电池的3倍以上，寿命大大增长，已成为汽车电池行业发展的重点。虽然锂电池也存在危险，但在安全性研究上已取得很大进展。

据了解，跨国巨头早就开始行动，抢占锂电池市场先机。在电池研发方面，日本公司占绝对优势。日本电子巨头三洋电机株式会社将从明年开始量产锂电池，并与德国大众汽车集团结成战略合作伙伴。

去年，日本第三大汽车制造商日产汽车公司联手电子产品生产商NEC公司投资120亿日元合作生产锂电池。丰田也表示将与松下电器产业株式会社合资建厂，增加锂电池产量。近日，德国博世与韩国三星各出资50%成立合资公司，专门研究锂电池，预计从2011年起锂电池将大批投产。此外，通用、大众等公司也已着手开发生产锂电池。

面对日后激烈的市场竞争，我国锂电池生产方面已经做好准备。虽然在产业规模和技术水平方面与日本有一定差距，但我国锂电池技术基础较好，领先于其他国家。几年前，国家开始支持锂电池项目，目前比亚迪等公司已具备小规模产业化的能力。预计国家将专门投资20亿元用于锂电池的研发和生产。2010年左右，我国锂电池产业会有显著提高。关于我国锂电池的研发情况，北京理工大学电动车辆工程技术中心副主任林程教授介绍说，目前，国内对锂电池的研究进展非常顺利，特别是在专利上已取得了一些成绩，在电池安全性方面也取得了很大进展。这次为北京奥运会提供的客车使用的就是我国自主研发的锂电池，效果很好。这说明我国汽车电池产业潜力很大，关键是企业要重视研发，争取早日实现产业化。

第五节锂电池产品产值分析及预测

2002—2010年锂电池产品产量分析及预测表

单位：百万只

2002—2010年锂电池产品产量分析及预测图

单位：百万只

相比于2000-2004年中国锂离子电池生产规的快速增长，2005年中国锂离子电池产业增长速度明显放缓，新进企业也明显减少，所生产的锂离子电池中， 50%左右完全国产化。2007年中国锂离子电池产量达到13.5亿只，较2006年增长28.36%。预计未来几年的增长速度将更趋于平稳。

第六节锂电池市场需求分析及预测

锂电池主要应用于笔记型计算机、行动电话、PDA、摄录像机、携带式光盘等电子产品上，其中以笔记型计算机25%，行动电话58%为最大应用产品。随着多媒体计算机及CPU高阶化需求及笔记型计算机“轻、薄”要求下，锂电池是最佳的电源供应来源。台湾笔记型计算机在全世界占有率已超过60%，成长率约为35%-40%左右。在2003年时，笔记型计算机的生产量为2425万台，一般一台笔记型计算机须使用1.2套锂电池组，每套NB/PC锂电池组约7.8个锂电池，2003年时NB/PC使用锂电池的比例达99%。

锂电池具有重量轻、厚度薄的优势，特别适合在无线通讯产品上，包括行动电话、PHS(Personal Headphone System)和PDA(Person Digital Assistance)等产品上，目前国内在通讯应用方面，主要是以行动电话为主。

2008年锂电池市场需求量约28.7亿颗，年增率将超过20%。2016年锂电池总需求量更可望突破50亿颗。根据对主要电池现有产能及产能扩充计划的调查发现，主要电池品牌及电池组厂皆已积极扩展生产规模；但以目前所知的电池厂产能扩张的速度与未来需求成长的幅度相较，可更进一步预测近年锂电池市场将持续出现供货吃紧现象。

第七节锂电池消费状况分析及预测

锂离子电池电解液作为锂离子电池必需的关键材料，用于在的电池正负极之间传导电子，是锂离子电池获得高电压，高比能等优点的保证，其发展依赖于锂离子电池的发展。

而锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大（重量轻）、自放电率底、无记忆效应、循环寿命长和无污染等优点，自投放市场以来发展迅速，已逐步替代镍氢电池而在笔记本电脑、移动电话、摄录机等移动电子终端设备领域占据了主导地位，据矢野经济研究所调查，目前全球手机、笔记本电脑、数码相机用锂离子电池分别占锂离子电池总量的49%、36%和4%。

中国锂离子电池产业呈现高速增长的态势。2002年销售8.62亿只，增长51%，销售额28.18亿美元,增长18%；2003年销售量为12.55亿只，增长45%，销售额36.34亿美元，增长29%。

2005—2010年锂离子电池销售额分析及预测表

单位：百万美元

2005—2010年锂离子电池销售额分析及预测图

单位：百万美元

第八节锂电池价格趋势分析

手机锂电池国家新标准于2005年9月出台，行业开始重新洗牌。随着《蜂窝电话用锂离子电池总规范》新标准的出台，手机锂电池价格有小幅小幅波动。

新标准主要是针对原有锂离子电池的国家标准与国际通行标准有较大差距，国内标准已经明显滞后这一现状，重新制定的。国家标准的出台，将在行业内建立一个较高的技术门槛，只有那些技术水平相对较高的企业才能达到要求，许多手工作坊式的小厂将被淘汰，而一些具备相当规模和具有技术优势的企业将获得更多的发展空间。同时，按照新标准生产的手机锂电池，价格有小幅波动，但是至于如何变化，还要依据市场的行情来定。

第九节锂电池进出口量值分析

2003年锂离子电池国内外市场火爆，出口3.14亿只，比2002年增长127%，由于国内需求快速增长，2003年进口锂离子电池3.54亿只，比2002年增长143%。

2006年锂离子电池出口量约为10亿只，出口额超过29.8亿美元，分别比2005年增长34%和29%。前十大出口企业为：索尼电子（无锡）有限公司，富士湾电能(天津)有限公司，兆普电子(上海)有限公司，深圳市比亚迪锂电池有限公司，无锡松下电池有限公司，珠海松下电池有限公司，NEC东金电子(厦门)有限公司，东莞新能源电子科技有限公司，天津力神电池股份有限公司，东莞三星视界有限公司。年出口额均超过9000万美元。其中，索尼电子出口额超过2.56亿美元，富士湾电能超过2亿美元。

2007年进口锂离子电池17.87亿只，出口12.14亿只。

2008年上半年,锂离子电池进口数量8.89亿个,,同比增长14.49%,进口金额为21.02亿美元,同比增长28.03%；2008年全年，锂离子电池出口数量12.53亿个，同比增长3.19%，出口金额为39.15亿美元，同比增长12.07%。

2003—2008年锂离子电池出口统计表

单位：亿只

2003—2008年锂离子电池出口统计图

单位：亿只