鋰電池生產(chǎn)應(yīng)用概況

 

鋰電池的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，從電動(dòng)汽車、手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域，拓展小到電子表手表、CD唱機(jī)、MP3、MP4、攝影機(jī)、各種遙控器、剃須刀、兒童玩具等，大到醫(yī)院、賓館、超市、電話交換機(jī)等場(chǎng)合的應(yīng)急電源，也開始應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、太陽能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)。

 

國家對(duì)新能源汽車的政策支持和財(cái)政補(bǔ)貼，使很多地方政府將鋰電產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn)，在招商引資等方面也給予大力扶持。2017版的動(dòng)力電池規(guī)范發(fā)布以后，一大批動(dòng)力電池企業(yè)掀起了擴(kuò)產(chǎn)的浪潮，2017年底，動(dòng)力電池整體產(chǎn)能超過2280億瓦時(shí)，比上一年增長125%，進(jìn)一步造成行業(yè)產(chǎn)能的過剩。2017年全國鋰離子電池產(chǎn)量超過110億自然只。根據(jù)亞化咨詢的統(tǒng)計(jì)，2017年中國鋰離子電池產(chǎn)量約為88.7GWh，同比增長29.3%。

隨著近年來我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，研發(fā)出能量密度更高、功率更大、循環(huán)使用壽命更長高效能鋰離子電池已成為科研工作者研究的重點(diǎn)內(nèi)容。在當(dāng)前能源技術(shù)視域中，制約高效能鋰離子電池商業(yè)化應(yīng)用的主要因素是缺乏系統(tǒng)化的科學(xué)理論支撐，新的鋰離子電池系統(tǒng)以及高性能處理材料目前還沒有完全形成，新型處理材料及電解質(zhì)材料的研發(fā)應(yīng)用還處在初步探索階段，沒有形成科學(xué)系統(tǒng)的理論體系。

 

（一）鋰離子電池正極材料的研發(fā)

 

在鋰電池研發(fā)及應(yīng)用中，正極材料的使用被看作鋰電池研究和應(yīng)用的核心內(nèi)容，歷來都是科研工作者重點(diǎn)方向。正極材料不但要作為能源存儲(chǔ)媒介，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和電力可持續(xù)獲取，在電池內(nèi)部兩級(jí)材料之間的鋰，還負(fù)擔(dān)電池負(fù)極材料正極材料固液界面膜（SEL膜）所消耗的鋰。因此在鋰電池研發(fā)及應(yīng)用中，需要的正極材料具有電位高、比容量高、密度大等特點(diǎn)，能保持較長的使用壽命和較佳的使用密度。

 

（二）鋰電池的負(fù)極材料

 

從目前的科學(xué)研究趨勢(shì)來看，鋰電池應(yīng)用的負(fù)極材料應(yīng)該能容納大量正鋰離子，具有較好的導(dǎo)電性，具備一定的穩(wěn)定性。目前廣泛應(yīng)用的負(fù)極材料難以滿足上述需求，存在放電效率低、大電流充放電速度慢等缺陷。因此研究出化學(xué)性能更好的負(fù)極材料，以及進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有材料的生產(chǎn)工藝已成為提高鋰電池性能的重要方法。目前鋰電池的負(fù)極材料主要使用模式可分為三種情況：嵌入型、合金型及轉(zhuǎn)化型三種，每種負(fù)極材料使用模式適用于不同性能鋰電池的研究及應(yīng)用，在不同情況下具有不同使用特點(diǎn)，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)及能源利用方面需要更多的科研學(xué)者參與到新型材料研發(fā)中，結(jié)合新的技術(shù)及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出高效能的鋰電池。

 

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2017年我國鋰離子電池消費(fèi)領(lǐng)域

1.鋰電池產(chǎn)量小幅增長，動(dòng)力型占比快速提升

2015年我國鋰離子電池累計(jì)完成產(chǎn)量56.0億自然只，同比增長3% 。雖然我國鋰離子電池產(chǎn)量僅實(shí)現(xiàn)小幅增長，但鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域卻發(fā)生了根本性變革，動(dòng)力型鋰電池市場(chǎng)份額首次超過消費(fèi)型鋰電池，達(dá)到52%，較2014年提升了約39個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)今后動(dòng)力型鋰電池將繼續(xù)主導(dǎo)鋰電池市場(chǎng)，消費(fèi)型鋰電池市場(chǎng)還會(huì)進(jìn)一步下滑，另外隨著動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)在儲(chǔ)能市場(chǎng)的逐步成熟，儲(chǔ)能型鋰電池市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)擴(kuò)大。

 

2012-2015年我國鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域變化情況

2.動(dòng)力電池出貨量激增，磷酸鐵鋰依然占主導(dǎo)

2014年以來，隨著新能源汽車產(chǎn)量的快速提升，車用鋰動(dòng)力電池的需求持續(xù)爆發(fā)，據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，2015年我國動(dòng)力電池出貨量達(dá)到15.7GWh，同比增長3.24倍。從近5年的出貨量趨勢(shì)來看，2014年以前動(dòng)力電池出貨量一直低于1GWh，2014年首次突破了3GWh，市場(chǎng)開始進(jìn)入爆發(fā)期，這與我國新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)密切相關(guān)。

 

2010-2015年我國動(dòng)力電池出貨量情況

從電池材料類型來看，新能源主要以磷酸鐵鋰材料為主，占比69%，其次為三元材料電池占比27%，錳酸鋰、鈦酸鋰、超級(jí)電容、鎳氫電池等其他材料電池出貨量僅占比4%。分車型來看，乘用車以三元材料為主，商用車以磷酸鐵鋰為主。

2017年，全球主要國家新能源汽車的銷量達(dá)到了142萬輛，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到79.4萬輛，銷量77.7萬輛，同比分別增長53.6%和53.3%。國內(nèi)動(dòng)力電池的裝機(jī)量約33.55GWh，根據(jù)鋰電池企業(yè)的披露，部分企業(yè)出現(xiàn)了一定的庫存。

 

2017年，鋰離子電池的關(guān)鍵原料鋰、鈷出現(xiàn)較大幅度的上漲，給電池行業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的壓力，很多企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)2020年動(dòng)力電池成本1元/瓦時(shí)的既定目標(biāo)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，一些車廠、電池廠投資電池關(guān)鍵資源，力爭(zhēng)降低成本。

 

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