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消费电子锂电池需求迎来爆发

时间:2022-10-08 编辑:池龙新能源 游览:769次

自进入21世纪以后随着智能手机、平板电脑、可穿戴设备以及无人机等消费类电子产品的兴起,锂电池需求迎来了前所未有的爆发。全球锂电池的需求每年都以40%~50%的速度增长,目前全球已累计生产约12亿个新能源汽车充电器和超过100万个电动汽车用动力电池,其中80%来自于中国市场。根据 Gartner数据测算:到2025年,全球锂电池容量将达到57亿 Ah,年复合增长率为21.5%。随着技术的进步以及成本管控,锂电池已成为新能源汽车动力电池中替代传统铅酸蓄电池并具有价格竞争力的产品。


1、技术趋势

锂电池技术不断发展,从过去的三元材料向更高能量密度的磷酸铁锂材料转变,目前正向磷酸铁锂和三元材料的过渡,且以圆柱工艺为主。而在消费电子产品领域,圆柱型磷酸铁锂电池正逐步取代传统的圆柱和方形的磷酸铁锂电池;从动力电池应用情况来看,从开始使用到目前为止,动力电池应用比例呈逐年上升趋势。目前国际主流国家动力电池应用比例为63%左右,预计2025年会达到72%左右。未来随着技术进步及成本管控,预计锂电池产品结构将会更加稳定,并呈现更加广阔的市场空间。


2、市场格局

锂电池是目前使用频率最高的动力电池类型,在新能源汽车领域的应用范围也很广,市场上对锂电池的需求量较大,中国是目前全球锂电池产能最大的国家之一,年产能约为5亿 Ah。根据中国动力电池产业创新联盟(CCEIA)统计数据显示:2017年,中国锂电池企业产量约为4.6亿 Ah,同比增长44.2%。其中,宁德时代产量占比达到41.7%;比亚迪位列第二,产量占比为18.9%。随着企业产能不断扩张,锂电池行业竞争格局日趋激烈,宁德时代、比亚迪等企业凭借自身优势市场占有率持续扩大,而宁德时代技术领先已与三星 SDI达成战略合作伙伴关系,已经成为三星 SDI主流动力电池供应商之一;比亚迪凭借技术优势不断加大对动力电池领域的投入,目前在动力电池领域的产能布局已逐渐完善并进入规模化生产阶段;比亚迪对上游原材料锂材料有着较为深入且全面的掌握,其高镍三元锂、石墨系产品已经能够满足大部分锂电池企业要求。


3、锂电池材料结构解析

从化学组成看,主要有正极材料(包括钴酸锂材料和锰酸锂材料)、负极材料(包括锰酸锂和磷酸铁锂),电解液(包括硫酸盐液和硝酸盐液)、隔膜(包括LiFeSO4和LiFeNiO2)。从材料性能看,可分为正负极材料。锂离子电池一般采用正极来提高充电效率,同时使用锂作为正极材料;负极使用镍钴锰合金;正极材料主要包括 NCA、 NCA+Li2CO3和Ni4PO4等;负极作为离子电池中正极材料和隔膜最为关键,其质量好坏直接影响锂离子电池的性能。为了获得高的充放电比能量和长寿命,锂电必须同时具备高性能与长寿命两种特征。锂电电极根据材质又分为固态电池、液态电池和聚合物电池,其中聚合物燃料电池技术相对成熟具有成本优势,可用于手机等消费类电子产品中;固态电源由于能量密度较高且使用成本低,适用于储能等领域;而聚合物电源由于能量密度较低且成本较低但使用频率有限,适用于锂电池组中;聚合物燃料电池可用于手机、笔记本电脑以及数码相机等领域;目前固态电池技术处于试验阶段。


4、制造工艺与成本分析

消费电子类锂电池是采用高电压的电芯进行制造,主要由正负极材料以及隔膜材料组成。不同正极材料的性能和成本差异较大,其中正负极材料性能越好成本越低,而隔膜材料性能越差则成本越高。据中国产业信息网数据显示,消费电子类锂电池正负极材料占总成本的50%~60%。正极材主要由负极材料制成但其成本占比达90%以上,且随着负极材料市场价格上涨,产品成本逐步增加。


5、设备配套对设备的要求

一般情况下,锂电池组装设备包括注塑机、叠片机、热整线等。注塑机:用于生产大规格的锂电池,主要用于对组装工序有极高的自动化程度,同时具备较好的密封性。根据生产需求可配备相应的模具,从而实现对封装材料(电芯、负极材料、隔膜等)以及封套的精确切割。叠片机:该设备主要用于给动力锂电池提供叠片工艺,主要由高速叠片和高速导轨两大部分组成。