锂离子电池行业分析报告一、电池的发展历程.11、电池的发展历程12、锂离子电池的发展历程23、 未来电池的发展趋势3二、锂离子电池分类及相关产业链.31、锂离子电池的分类32、锂离子电池的特点43、 锂离子电池用途54、锂离子电池相关产业链6三、锂电池的相关产业政策.7四、锂电池的核心技术.81、锂电池正极材料82、锂电池负极材料.113、锂电池电解液.124、锂电池薄膜技术.12五、锂离子电池的发展现状 .131、锂离子电池的所存在的问题.132、锂离子电池相关产业的发展现状 153、锂离子电池企业数量及目前发展状况.17六、 未来锂离子电池的发展趋势20七、 锂离子电池的市场空间211、便携式产品.212、电动自行车.233、新能源汽车.254、其他领域.27八、锂离子电池的相关上市企业及重点企业281、天齐锂业.282、赣锋锂业.293、比亚迪.294、德赛电池 .305、欣旺达.306、亿纬锂能.317、佛山照明.318、多氟多.329、佛塑股份.33一、电池的发展历程 电池，作为一种将化学能直接转变为电能的装置，在国民经济和国防工业中的地位十分重要。近年来，互联网技术的高歌猛进，电子信息技术的飞速发展，以及电子仪器设备的小型化和智能化，特别是近年来以苹果和三星依托智能手机，平板电脑发展的产业链让这个行业得到了空前绝后的兴旺发展，从而也衍生出相关产业的扩张发展，其中以移动电源的需求快速增长最为显著，当然这也同时对移动电源提出了更高的要求。此外， 电动汽车因成为二十一世纪潜在的汽油驱动汽车的替代者而倍受关注，而移动电源系统是电动汽车发展的关键部件。因此，低成本、对环境无公害的高比能量电池成为移动电源产业发展的重点内容。1、电池的发展历程电池的历史可以追溯到公元前100年，当时已经产生了电池原型；但电池的真正发展是在1800年之后，伏特在这一年发明电池，人们对电池的原理才有了合理的解释；1959年，可充电的铅酸电池最先得到应用；1990年，锂离子电池诞生。图一：电池发展历程1）铅酸电池铅酸电池是较早出现的一种二次电池，主要用于汽车蓄电池和大型固定储能电源。其优点是技术成熟，价格便宜；其缺点是含有污染环境的重金属铅，能量密度低。铅酸电池的市场份额将随着绿色二次电池的广泛应用而逐步减少。2）镍镉电池镍镉电池也是一类应用较早的二次电池。其优点是技术成熟、价格便宜、可快速充电和循环寿命长；其缺点是能量密度不高，具有记忆效应，含有有毒金属元素镉。欧盟国家自2005 年12 月31 日起，已经限制了镍镉电池的进口。目前镍镉电池只是在二次电池的低端市场得到一定范围的应用。3）镍氢电池镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品，不再使用有毒的镉，可以消除重金属元素对环境带来的污染问题。镍氢电池具有相对镍镉电池大的比能量，使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间，也一定程度减小了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池可以更方便地使用。其应用范围包括：照相机、摄像机、移动电话、无绳电话、对讲机、笔记本电脑、PDA、各种便携式设备电源和电动工具等。镍氢电池虽无环保问题，但具有轻度记忆效应，在高温的工作下性能将会下降，但长期来看，镍氢电池产业的发展将面对锂电池技术进步带来的替代威胁。4）锂电池相对于上述二次电池，锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突出优势。因此，自索尼公司于1990年首次开发出锂离子电池后，由于其具有电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、寿命长等优点，已经取得了飞速的发展，其应用已经渗透到民用以及军事应用的多个领域，相较之下，在包括移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等强调轻薄短小、多功能的便携式电子产品应用上迅速普及。5）燃料电池燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。燃料电池在航空航天和军事方面得到较好的应用，但是受技术和成本的限制，尚未达到普遍的民用商业化程度。2、锂离子电池的发展历程1990 年日本Sony 公司宣布开发成功了一种LiCoO2/C 摇椅锂离子电池，其工作电压高达3.6 V，比能量为78 Wh/kg 和192 Wh/L，循环寿命长达1200 次，月自放电率为12%。后来，加拿大的莫利能源公司研制成功了LiNiO2/C 锂离子蓄电池，这两条使电池的安全性和循环寿命得到重大突破的消息令电池界为之一震。因为锂离子电池是一种具有新概念意义的电池， 它由锂电池发展而来，不仅保持了锂电池高比能量密度、高电压、轻质量、宽使用温度范围(-3760oC)等优点，而且克服了锂电池安全性能差，循环寿命短等缺点，是一种非常有前途的二次电池。之后，锂离子电池的研究， 如材料的各种合成方法、可逆电极反应机理、电解质，尤其是聚合物电解质的研制，各种电化学测试及结构测试等研究迅速展开。 到1997 年Goodenough 报道了磷酸铁锂LiFePO4 正极材料，这种新的正极材料引起了技术和产业研究者极大的热情，2001 年valance 和A123 产业化了磷酸铁锂正极材料。2003 年的世界锂离子电池的产量为 12.55 亿只，2007 年达到 26 亿只，2011 年锂离子产量则达到了41.25 亿只， 总价值更是超过93 亿美元，保守估计，锂离子电池在2015 年可能超过铅酸电池的市场，达到300 亿美元的产值。 目前，锂离子电池市场被日本、韩国、以及中国三国占领，而韩国依托本国的新型手机产业在锂离子电池市场的扩张异常迅猛，现在的市场份额已经基本与日本持平，韩国以LGC 和SDI 公司为主，日本则是其90 年代的老牌公司，尤其是Sony 公司，还有NEC、SANYO 主导市场，除外， 还有中国的比亚迪、力神公司以及天津斯特兰公司等。3、 未来电池的发展趋势纵观电池的发展历史， 可看出未来电池工业发展的五大特征：(1)绿色环保型电池成为主流，发展迅猛，包括锂离子电池、镍氢电池以及聚合物电池等；(2)一次不可充电池向二次可充电池转化，符合可持续发展战略；(3)进一步向小、轻、 薄方向发展（4）电池容量的进一步提升，高质量比能量，高体积比能量的电池需求也搬上日程;(5)电池的安全性能以及循环性能作为这个世纪电池行业永远的热门话题，从未低调过。二、锂离子电池分类及相关产业链1、锂离子电池的分类实用锂离子电池的结构同镍氢电池一样,一般包括以下部件：电极、电解液、隔膜、绝缘材料、安全阀(软包装及聚合物锂电池不含安全阀)、PTC、电池外壳等。具体分类如下：表一、锂离子电池的分类：按照内部材料的组成可分为： 化学类材料：钴酸锂（锰酸锂，镍酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂）、石墨类负极(人造石墨、天然石墨、MCMB、改性天然石墨)、隔膜、电解液、导电剂（石墨类：KS-6, SO；导电炭黑，如Super P、乙炔黑、科琴黑等）、PVDF(聚偏二氟乙烯，其分子量30 万60 万不等，是正极最常用的粘结剂)、NMP （N-甲基吡咯烷酮，良好的有机溶剂，能较快溶解PVDF）、草酸(用于铜箔的表面清洗及微腐蚀，增强基体与粘结剂之间的粘结附着力)、SBR(丁苯橡胶，乳胶型粘结剂， SBR 与CMC 混合一起使用作为负极材料的水性粘结剂)、CMC(羧甲基纤维素钠，果胶，与SBR 混合使用，用于分散和增稠)、PTC(高分子正温度系数热敏电阻，超过某一温度绝缘，低于该温度电学导通)、高温胶纸(对极片两端和极耳进行机械与电学保护以及作为终止带使用)、铜箔(一般使用电解铜箔，负极集流体，单双面光铜箔一般配油性料， 双面毛铜箔一般配水性料)、铝箔(压延铝箔，正极集流体)等； 五金类材料：钢壳、铝壳、盖帽、隔圈、铝带、镍带、铝镍复合带等；电极：电极是电池的基本组成部分，有正极和负极组成。锂离子电池的电极材料主要包括：主要成分：即活性物质，是直接参加电化学反应的物质。锂离子电池的正极活性物质是锂脱嵌化合物，目前已使用有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元(镍钴锰酸锂)、磷酸亚铁锂等。负极活性物质主要有石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、新型合金和其他材料。 次要成分：不直接参加电极反应，但可以改善电池的导电性能和加工性能。主要有集流体、粘接剂和导电剂等。2、锂离子电池的特点锂离子电池的性能特点：1）开路电压高：电池单体电压一般可达3.6 V，是普通镍氢电池或者镍镉电池的3 倍； 2）能量密度高：以UR18650 型电池为例，其质量比能量和体积比能量分别可达125Wh/kg 和300Wh/cm 3；3）输出功率高，适合大电流充放电； 4）循环性能好，无记忆效应； 5）自放电小：在室温下，自放电率小于 12%，低于镍镉电池（约 25%/ 月）和镍氢电池（约 15%/月）。由于在首