磷酸铁锂的消费分析与预测

1、磷酸铁锂的消费分析与预测4.1 世界磷酸铁锂消费分析与预测4.1.1 世界磷酸铁锂消费分析锂离子动力电池是一种以满足混合电动汽车、纯电动汽车、电动自行车、电动摩托车、不间断电源、割草机、矿灯和小型发电站电能存储和转换的大容量、高功率的大型锂离子电池。工业的发展和人类文明的进步很大程度建立在石油能源的基础上，并且依赖程度日趋严重，石油能源是不可再生能源，随着石油能源的匮乏，人类提出了节约、合理使用石油能源。锂离子动力电池可以在大量领域内使用电能取代石油能源，节约了大量宝贵的石油资源，同时电能是一种清洁能源，可以缓解使用石油能源带来的严重的环境污染。因此，大量发展锂离子动力电池具有重要的社会经济意

2、义。环保的呼声和不可再生能源紧缺给绿色二次能源提供了广阔的发展空间，促进了电动自行车，混合电动汽车的研究、生产和应用。锂离子动力电池具有能量密度高、环境友好、安全性好和循环寿命长的特点，成为电动车首选移动能源。锂离子动力电池作为绿色二次能源具有巨大的市场需求，其主要可用于电动自行车和混合电动汽车及车用蓄电池。全球锂离子电池市场呈现中、日、韩三足鼎立的局面。日本是最早实现锂电池商用化的国家，在2000年以前，全球锂电的生产基本被日本垄断。但随着中国、韩国锂电池制造技术的开发和提升，日本锂电池出货量的比例在逐渐降低，而中国和韩国锂电池出货量的比例在逐渐增加。如下表统计数据显示，从2002年到200

3、8年中国和韩国的锂离子电池市场占有率逐年增加，而日本的市场份额也因此逐年减少。表4.1 20022008年世界锂离子电池市场占有率变化情况表国家2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年日本65.28%61.82%57.67%58.01%54.39%51.40%49.97%中国11.24%12.62%19.10%19.52%22.95%23.03%23.17%韩国10.67%12.17%16.20%17.39%18.40%21.32%22.08%其他12.81%13.39%7.02%5.08%4.26%4.25%4.78%锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，目前，

4、主要应用于锂离子电池的正极材料是嵌锂过渡金属氧化物，包括层状limo2（m=co，ni，mn）和尖晶石limn2o4等，然而这些材料分别由于价格、安全性、电化学性能等原因使他们在高容量电池的应用方面受到制约。1997年美国德克萨斯大学的goodenough首次报道了磷酸铁锂能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子，考虑到其无毒，对环境友好，原材料来源丰富，比容量高，循环性能好，认为这类材料将成为动力型锂离子电池最有希望的正极材料。磷酸铁锂动力电池的研发，为解决全球能源紧缺问题，具有十分重要的意义。磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年出现的事，其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技

5、术指标。1c充放循环寿命近2000次。单节电池过充电压30v不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出的大容量锂离子电池更易串联使用，以满足电动车频繁充放电的需要。磷酸铁锂具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。2003年，百得（black & decker）公司想制造一种性能优于有绳的无绳电动工具，认为a123的磷酸铁锂电池材料符合要求，下了几百万块电池的订单。2006年，百得公司新的无绳专业电动工具上市销售。2008年，a123年产锂电池1,000万只以上，产品主要用于电动工具及远程通信方面。据science daily 200

6、9年5月11日报道，由磷酸铁锂电池驱动的电动滑板车、电动自行车、电动轮椅等在欧洲首次亮相，其所用到的磷酸铁锂粉末由phostech lithium公司位于加拿大魁北克省st. bruno的工厂生产。“磷酸铁锂电池最终将给电动汽车行业带来丰厚的利润，在电池行业掀起一场革命”蒙特利尔大学化学系教授、phostech lithium的创办人之一michel gauthier如是说。phostech lithium公司因拥有生产和销售基于goodenough博士专利的电池材料的专有权而在锂电池领域占有举足轻重的地位。2010年6月22日，东京索尼发布采用了橄榄石磷酸铁锂电池的全新储能模块。该产品的主要

7、特点是高输出功率、更长使用寿命及优秀的热稳定性。新储能模块首批样品将从2010年6月开始出货。新储能模块具备1.2千瓦时级别的大容量，可便捷地进行并联或串联以获得高电压或高容量。该产品可用于固定电源，例如数据服务器的不断电系统ups或移动电话无线基站的备用电源。2010年上市的通用雪佛莱volt电动车采用a123提供的磷酸铁锂电池。通用汽车2011年宣布，a123 systems将为通用汽车的一款电动车产品提供电池组，这款电动车就是全新2011款雪佛兰spark ev。2007 年全球磷酸铁锂材料需求量为700 吨左右，2008 年快速增长到1500 吨左右，因其特点，小电池领域用得很少，所产

8、的磷酸铁锂电池目前主要应用在电动工具、电动自行车等动力锂电池领域。不过，2008 年下半年开始蔓延的全球经济危机较大地延缓了磷酸铁锂产业的发展步伐，2009 年的需求呈现负增长状态，估计需求量大概在1200 吨左右，很多企业大幅减产。a123 曾经非常乐观地预计到2010 年全球磷酸铁锂市场需求量为10 万吨，有业内人士认为，即使2010 年的需求有较大增长，实际上可能1 万吨都很难达到。不过，谁都笃信动力锂电池在交通运输和储能领域会有非常光明的前景，那会是一个数千亿元的巨大市场，而磷酸铁锂是制造动力锂电池最适宜的正极材料也得到了大多数人的认同，虽然技术改进的难度看起来也很大。目前世界磷酸铁锂

9、广泛用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动代步车、笔记本电脑、手机、新能源蓄能等领域，20072010年世界磷酸铁锂消费情况见下表。表4.2 20072010年世界磷酸铁锂消费情况表图4.1 20072010年世界磷酸铁锂产能产量走势图 4.1.2 世界磷酸铁锂需求预测自上世纪九十年代以来，锂离子电池的应用范围越来越广，如手机、笔记本电脑等便携式电子产品，电动自行车及电动汽车等领域。而在未来几年，锂离子电池必将以其自身优异的特性逐步占领整个电池市场。图4.2 锂离子电池在各个应用领域的应用增长预测如图4.2所示，锂离子电池在各个应用领域的应用将迅猛增长，其中全球锂离子电池的总需求规模在2

10、009年已达到13.08gwh，2015年预计将达到60.83gwh，是2009年的4.65倍。磷酸铁锂材料是最近两年才快速发展起来的电池正极材料，其低廉的价格、较高的安全性能、较好的结构稳定性、优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景，理论上大有取代锰酸锂之趋势，实际应用上没有达到想象的效果。据有关材料分析，通过对混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动代步车4个领域的电池需求进行测算，保守的按照1020的渗透率计算，磷酸铁锂电池全球的市场规模就达到280亿元，磷酸铁锂的需求量达6万吨以上。根据磷酸铁锂的领先企业a123的测算，全球磷酸铁锂的实际需求量超过15万吨，供需

11、缺口在10万吨以上。2010年上半年最火热的磷酸铁锂话题，最近差不多烟消云散，曾经为专利争斗不休的磷酸铁锂企业或机构开始达成一致。cnrs、universite de montreal、hydro-quebec、lfp technology、dr. john goodenough、dr. michel armand、phostech lithium几家专利持有者达成协议，联合成立swiss muttenz lifepo4+c licensing ag推广磷酸铁锂技术。而磷酸铁锂未在量产车型上见到。目前量产的要么是三元系要么是锰酸锂。磷酸铁锂无法解决一致性和使用寿命的问题，同时还有安全的问题。磷

12、酸铁锂龙头企业a123 system持续亏损，并且亏损幅度持续扩大，2011年上半年亏损3300万美元，亏损幅度是2010年上半年的6倍。4.2 我国磷酸铁锂需求分析与预测4.2.1 我国磷酸铁锂消费分析磷酸铁锂正极材料的产业化将直接带动锂离子动力电池的产业化，同时由于磷酸铁锂动力电池的重量轻，续航能力大的优势，电动自行车行业将以更高的速度增长。磷酸铁锂正极材料的产业化也将推动混合电动车的应用和推广。同时，锂离子动力电池在车用蓄电池、不间断电源、大型通信电源等方面的应用具有广阔的市场。 表4.3 我国磷酸铁锂应用领域消耗分析表应用领域电池配置材料耗量市场概况折算用量风光互补路灯24v-100a

13、h7公斤大陆市场2010年led路灯需求量为67万盏。4690吨电动自行车36v-10ah1公斤2008年中国共销售2100万辆电动自行车，其中铅酸电池占据90%以上，镍氢次之，锂电池仅占1%。21000吨电动工具36v-2.3ah0.20公斤全球需求量5.47亿颗18650，目前市场85%被镍镉电池占据。5470吨电动汽车300v-200ah160公斤“十城千辆”示范项目，到2010年在13个城市推广至少3万辆新能源车的运行。4800吨电动大巴500v-400ah550公斤我国的电动自行车从研制开发到上世纪90年代中期小批量投放市场，及至现在的生产和销售，一直呈逐年大幅增长的势头。1998年

14、我国电动自行车的产量为5.54万辆，1999年产量为12.6万辆，2000年为27.6万辆，到2001年上升到58万辆，2002年起销售规模突破100万辆，2003年全国产量高达400万辆，2004年已销售500万辆，累计产销量达1500万辆，市场容量已经达到100亿元，全国共有近700家电动自行车企业获得了生产许可证。目前中国的自行车数量为5亿辆，保守估计，其中每年2%被电动自行车取代，每辆电动自行车配一个动力电池，每个电池用1千克磷酸铁锂计算，一年所需要的磷酸铁锂正极材料将达到1万吨。混合电动汽车最先主要是公交车上的应用，以全国的100个大中城市计算，共计采用混合电动汽车50000辆，每辆

15、车车用电池使用正极材料100千克计算，一年需要正极材料5000吨。另外，磷酸铁锂可以在小电池上可以和钴酸锂混合使用，一年的需求量将达到5000吨。因此，保守估计，磷酸铁锂正极材料每年市场需求为2万吨。但是，目前，电动自行车、电动汽车主要采用镍氢电池作为动力源，而锂离子电池电动汽车的份额仍然较小。有资料称：2009年国内每年磷酸铁锂的需求量为8000吨左右，2010年国内磷酸铁锂的年需求量超过1.5万吨。而2008年我国磷酸铁锂实际销售不到1000吨。目前国内生产磷酸铁锂电池的厂商较多，主要集中在广东、深圳、浙江、天津等地，其中，深圳是国内最大的锂电池生产基地，有代表性的是比亚迪、沃特玛、比克、

16、atl等。深圳市比亚迪电池股份有限公司正致力于研究动力汽车，2008年该公司大批量采购国内生产的磷酸铁锂，据称磷酸铁锂月需求是40吨，最高达到月需200吨。是中国目前最大的磷酸铁锂消费企业。该公司磷酸铁锂除满足自用外，还满足大众、上海等客户需求。深圳市沃特玛电池有限公司自2006年以来专项生产磷酸铁锂电池，2007年中试成功并实现小批量供货。沃特玛最早只生产单体电池，2008年掌握了电池成组技术，并为五洲龙、吉利和奇瑞等整车厂配套。该公司现有的磷酸铁锂环保动力电池车间具备日产1.25兆瓦时的能力，是目前国内实际生产磷酸铁锂电池产量最大的生产厂家。目前，深圳市上路运行的混合动力公交车配装的磷酸铁

17、锂电池绝大部分产自沃特玛，其中有的车辆已经运行一年多，行驶里程超过2万公里，表现良好。除此之外，该公司的产品还为即将在深圳上路示范运行的141辆混合动力公交客车配套。随后，沃特玛再为180辆新能源客车提供动力电池的订单将在2011年内完成。在深圳市场取得重大突破的同时，沃特玛还积极开拓国内其他市场。2011年8月初，该公司与众泰汽车签署战略合作协议，为其纯电动轿车配套。此外，沃特玛还为厦门金旅即将在天津示范运行的40多辆新能源公交车提供动力电池组。山东海霸电池有限公司是中国北方地区规模较大的锂离子动力电池生产厂家之一，也是山东省锂离子动力电池重点生产厂家。目前该公司的产品主要是：磷酸铁锂动力电

18、池（矿灯电池、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动高尔夫球车、电动观光车、电动警车、电动清扫车）。此外，atl广东新能源目前每月对磷酸铁锂的需求是10吨，天津力神在经过长时间的为valence oem后，每月也有固定的磷酸铁锂需求。河南环宇集团和青岛澳柯玛都希望能寻找到供应磷酸铁锂材料的国内生产厂家。理论上磷酸铁锂需求旺盛，根据我们的调研认为，利用磷酸铁锂作正极材料生产动力电池的应用还刚起步，许多技术问题需要解决；市场需求主要是测试样品，需要开发、开拓市场。电动汽车发展的形势已经趋于明朗，但要克服技术难题、进一步降低制造成本保守估计还需要35年的成熟期，发展电动汽车是我国的战略目标，但我国磷酸铁锂电池企业目前的重点必须放在电动工具、电动自行车和路灯市场。“谋生存求发展”是我们现阶段的重要任务。20072010年我国磷酸铁锂产、供、需情况见下表和图：表4.4 20072010年我国磷酸铁锂产、供、需平衡表单位：吨/年项目2007年2008年2009年2010年图4.3 20072010年我国磷酸铁