锂离子电池产业发展分析课件

锂离子电池产业发展分析锂离子电池产业发展分析电池历史发展过程和分类各种电池性能比较锂离子电池分类锂离子电池正极材料性能比较锂离子电池产业链分析锂离子电池应用领域锂离子电池的技术分析锂离子电池的市场分析锂离子电池发展面临的主要问题未来锂离子电池的技术发展方向我国锂离子电池市场发展特点目录

电池历史发展过程和分类目录

2电池历史发展过程和分类世界上第一个电池是由意大利人伏打发明的，伏打电堆。世界上第一个可充电电池法国人普兰特发明的铅酸蓄电池。随后出现了镍镉、镍氢电池，直到1991年锂离子电池问世并商业化生产。锂离子电池以容量大，电压高，循环性能好等优越性能在众电池中脱颖而出，成为最理想最有前途的电池。锌锰电池铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池电池历史发展过程和分类世界上第一个电池是由意大3图1电池发展简史电池历史发展过程和分类图1电池发展简史电池历史发展过程和分类4各种电池性能比较二次电池分类锂离子电池镍氢电池镍镉电池铅酸电池镍锌电池额定电压（V）3.2/3.71.21.221.6体积比能量(Wh/L)350-400320-350160-18065-80170质量比能量（Wh/kg)180~20060~6540~4525~3055~60最佳工作稳定（°C）0~45-20-45-20-60-40-70-20-60价格（元/Wh）2.2~2.83.5~4.02.2~2.80.7~1.03.0~3.5安全性有一定的安全隐患安全安全安全安全环保环保环保镉污染铅污染环保表1各种二次电池性能比较各种电池性能比较二次电池分类锂离子电池镍氢电池镍镉电池铅酸电5各种电池性能比较图2各种电池性能比较各种电池性能比较图2各种电池性能比较6锂离子电池分类锂离子电池钴酸锂(LCO)磷酸铁锂(LFP)锂离子电池有四种主要原材料，按所占成本比例依次是正极材料、隔离膜、电解液和负极材料。国际上一般按照不同的正极材料对锂离子电池进行分类。锰酸锂(LMO)镍钴锰(NCM)图3锂离子电池原理图锂离子电池分类锂离子电池钴酸锂(LCO)磷酸铁锂(LFP)7锂离子电池正极材料性能比较锂离子电池正极材料性能比较8锂离子电池产业链分析1992年，锂离子电池由索尼公司产业化，全球锂电市场基本由日本独霸天下。2000年以前全球80%以上锂离子电池产自日本。目前，中国、日本及韩国呈三足鼎立之势，生产的锂离子电池占全球产量的95%以上。锂离子电池产业链分析1992年，锂离子电池由索尼公司产业化，9锂离子电池产业链分析电芯原材料：正负极材料、电解液、隔膜等。电池制造商：电芯制造；PACK组装。应用领域：储能、电动车、电子消费品等。矿资源：钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化合物上游中游最上游下游锂离子电池产业链分析电芯原材料：电池制造商：应用领域：矿资源10锂离子电池产业最上游是矿资源，包括钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化合物。上游电芯原材料，是锂电产业中最核心的环节。锂离子电池成本分布如下图所示：图5锂离子电池成本构成锂离子电池产业链分析锂离子电池产业最上游是矿资源，包括钴、镍、锰、磷、铁、11锂离子电池产业链分析锂离子电池产业链分析12

中游，电芯制造和PACK组装产业主要分布在日本、韩国、中国和台湾，近两三年来发展迅猛。下游，锂电池的应用领域极广，涉及低端、中端、高端三块市场，可以应用于电动工具、UPS电源、矿灯、玩具、电动自行车、电动汽车等领域。其中，新能源电动/混合动力汽车成为全球关注的焦点。锂离子电池产业链分析中游，电芯制造和PACK组装产业主要分布在日本、13锂离子电池应用领域锂离子电池运用领域主要有消费电子产品、新能源汽车和储能领域。储能领域新能源汽车消费电子产品锂离子电池运用领域锂离子电池应用领域锂离子电池运用领域主要有消费电子产14消费电子产品领域应用锂离子电池应用领域消费电子产品领域应用锂离子电池应用领域15新能源汽车领域应用锂离子电池应用领域新能源汽车领域应用锂离子电池应用领域16储能领域应用CellsModulesCabinets锂离子电池应用领域储能领域应用CellsModulesCabinets锂离子电17锂离子电池的技术分析1、单体大容量电池Vs.单体小容量电池单体大容量电池装配时成本低，但成品率低，不利于散热；单体小容量电池成品率高，安全性能好，但需要很好地解决集成装配费用问题。2、卷绕结构Vs.叠片结构目前在动力锂离子电池中，采用的结构也不尽相同：高功率型的采用卷绕结构比较多，高能量型的采用叠片结构比较多。3、锂离子电池正极材料的选择高电压钴酸锂在消费类电池产品上占有一定的市场，磷酸铁锂动力电池趋于成熟，三元材料的动力电池开始在电动汽车上示范应用。锂离子电池的技术分析1、单体大容量电池Vs.单体小容量电池18从图6和图7中可以看出消费类电子产品目前仍是锂离子电池消费主力，而动力电池增长强劲。其中智能手机、平板电脑和笔记本是消费类电池的主要市场。图72012-2014年全球动力电池出货情况图62014年我国消费电池和动力电池出货情况（MWh）锂离子电池市场分析从图6和图7中可以看出消费类电子产品目前仍是锂192011-2014年全球小型锂离子电池出货量：亿只锂离子电池市场分析2011-2014年全球小型锂离子电池出货量：亿只锂离子电池202011-2014年全球不同类型小型锂离子电池出货量：亿只2014年，全球聚合物电池的出货量达到20.8亿只，同比增长34.6%，圆柱形电池出货量达到34亿只，同比增幅达到25.4%。聚合物电池的增长主要得益于智能手机和平板电脑的增长；而圆柱形电池电池的增长则来自于电动自行车、移动电源的增长，另外，部分圆柱电池用于电动汽车（如松下供应给特斯拉的电池）。方形电池的出货量则出现了较大幅度的下滑，2014年全球出货量仅为23.4亿只。锂离子电池市场分析2011-2014年全球不同类型小型锂离子电池出货量：亿只212014年全球主要小型锂离子电池生产企业市场份额从企业来看，日本和韩国企业仍占据小型锂离子电池出货量前四位，SDI、LGC、Panasonic和Sony的市场份额合计达到42.6%。中国企业力神整体出货量排名第五，全球市场份额达到4.8%，ATL由于专注于聚合物电池的生产，虽然总体出货量不如力神，但是产值却远远高于力神，企业的盈利能力也较高。锂离子电池市场分析2014年全球主要小型锂离子电池生产企业市场份额从企业来看222011-2014年中国锂电池总出货量：亿只锂离子电池市场分析2011-2014年中国锂电池总出货量：亿只锂离子电池市场分23锂离子电池发展面临的主要问题

锂电池被广泛应用于各个领域。随着电池技术的发展，锂电池由于其能量密度较高，发展较为成熟，被广泛应用于手机、笔记本电脑、平板电脑等消费类电子和电动汽车、电动自行车等动力电池领域。锂离子电池发展主要面临着如下四个问题：1、高比能、长寿命、低成本是动力锂离子电池产业化主要障碍按照我们国家的规划，2020年电池比能量达到300Wh/kg，电池系统比能量达到250Wh/kg、成本下降至1.0元/Wh；新体系电池比能量达到400Wh/kg以上。锂离子电池发展面临的主要问题锂电池被广泛应用于各个领24上海电动公交825路车电池起火

乌鲁木齐电动公交起火众泰出租车起火江淮电动车起火法国电动邮政车起火雪佛兰电动车起火E6电动车受撞起火2、安全性依旧是锂离子电池发展面临的主要问题

不断发生的安全性事故证实：目前锂离子动力电池存在严重的安全隐患，并成为电动汽车推广应用的最大障碍！锂离子电池发展面临的主要问题上海电动公交825路车电池起火乌鲁木齐电动公交起火众泰出租253、锂离子动力电池本身技术路线尚未确定锂离子电池按照正极材料体系的不同可以分为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等多种技术路线，按照负极材料的不同可以分为碳系、钛酸锂动力电池等。在目前形势下，锂离子动力电池本身技术路线尚未确定为产业的发展带来一定的不确定性。4、锂离子动力电池面临着来自其他类型电池体系的竞争随着燃料电池技术的不断成熟，其将是未来汽车动力电池的发展方向。在储能电池领域，锂离子电池面临着铅酸电池、液流电池、钠硫电池等多种其他类型电池体系的竞争。锂离子电池发展面临的主要问题3、锂离子动力电池本身技术路线尚未确定锂离子电池发展面临的主26汽车电池性能的好坏取决于电池综合性能动力电池的各项性能是相互牵制的，电池性能的优劣不取决于单个电池的某项特性，而取决于综合性能。从下图中我们可以看出，容量与耐久性、高温性能与低温性能、散热性与绝缘性、容忍性与成本是四组互相“矛盾”的参数。因此，只有综合考虑电池性能参数与环境之间的关系，才能真正具有应用价值。安全性、寿命、成本是发展动力电池最大的瓶颈。锂离子电池发展面临的主要问题汽车电池性能的好坏取决于电池综合性能动力电池的各项性27未来锂离子电池的技术发展方向1、未来锂离子电池依然将朝着高比能、低成本、长寿命方向发展。未来锂离子电池的技术发展方向1、未来锂离子电池依然将朝着高比282、新材料、新体系逐渐走向市场锂/硫电池富锂锰基固溶体硅基负极材料石墨烯锂离子电池钛酸锂未来锂离子电池的技术发展方向2、新材料、新体系逐渐走向市场锂/硫电池富锂锰基固溶体硅基负293、

电池成组技术和电池管理技术将得到极大的发展电池管理技术电池成组技术SOC估算均衡管理电池组结构设计结构仿真和热场分析电池成组配对技术热管理未来锂离子电池的技术发展方向3、电池成组技术和电池管理技术将得到极大的发展电池管理技术30我国动力电池发展技术路径图未来锂离子电池的技术发展方向我国动力电池发展技术路径图未来锂离子电池的技术发展方向31我国锂离子电池市场发展特点一、产业规模持续扩大。

2014年，我国锂离子电池总产量达高达528652.49万支，比去年同期增长了10.9%。二、全球市场份额稳步提升我国锂离子电池产品占全球市场份额比例从2012年的26.9%上升至2013年的30%，韩国、日本分别占40.9%和26.9%。三、关键材料国产化进程加快四、生产设备市场形势向好五、储能市场初见成效我国锂离子电池市场发展特点一、产业规模持续扩大。32谢谢！谢谢！33锂离子电池产业发展分析锂离子电池产业发展分析电池历史发展过程和分类各种电池性能比较锂离子电池分类锂离子电池正极材料性能比较锂离子电池产业链分析锂离子电池应用领域锂离子电池的技术分析锂离子电池的市场分析锂离子电池发展面临的主要问题未来锂离子电池的技术发展方向我国锂离子电池市场发展特点目录

电池历史发展过程和分类目录

35电池历史发展过程和分类世界上第一个电池是由意大利人伏打发明的，伏打电堆。世界上第一个可充电电池法国人普兰特发明的铅酸蓄电池。随后出现了镍镉、镍氢电池，直到1991年锂离子电池问世并商业化生产。锂离子电池以容量大，电压高，循环性能好等优越性能在众电池中脱颖而出，成为最理想最有前途的电池。锌锰电池铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池电池历史发展过程和分类世界上第一个电池是由意大36图1电池发展简史电池历史发展过程和分类图1电池发展简史电池历史发展过程和分类37各种电池性能比较二次电池分类锂离子电池镍氢电池镍镉电池铅酸电池镍锌电池额定电压（V）3.2/3.71.21.221.6体积比能量(Wh/L)350-400320-350160-18065-80170质量比能量（Wh/kg)180~20060~6540~4525~3055~60最佳工作稳定（°C）0~45-20-45-20-60-40-70-20-60价格（元/Wh）2.2~2.83.5~4.02.2~2.80.7~1.03.0~3.5安全性有一定的安全隐患安全安全安全安全环保环保环保镉污染铅污染环保表1各种二次电池性能比较各种电池性能比较二次电池分类锂离子电池镍氢电池镍镉电池铅酸电38各种电池性能比较图2各种电池性能比较各种电池性能比较图2各种电池性能比较39锂离子电池分类锂离子电池钴酸锂(LCO)磷酸铁锂(LFP)锂离子电池有四种主要原材料，按所占成本比例依次是正极材料、隔离膜、电解液和负极材料。国际上一般按照不同的正极材料对锂离子电池进行分类。锰酸锂(LMO)镍钴锰(NCM)图3锂离子电池原理图锂离子电池分类锂离子电池钴酸锂(LCO)磷酸铁锂(LFP)40锂离子电池正极材料性能比较锂离子电池正极材料性能比较41锂离子电池产业链分析1992年，锂离子电池由索尼公司产业化，全球锂电市场基本由日本独霸天下。2000年以前全球80%以上锂离子电池产自日本。目前，中国、日本及韩国呈三足鼎立之势，生产的锂离子电池占全球产量的95%以上。锂离子电池产业链分析1992年，锂离子电池由索尼公司产业化，42锂离子电池产业链分析电芯原材料：正负极材料、电解液、隔膜等。电池制造商：电芯制造；PACK组装。应用领域：储能、电动车、电子消费品等。矿资源：钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化合物上游中游最上游下游锂离子电池产业链分析电芯原材料：电池制造商：应用领域：矿资源43锂离子电池产业最上游是矿资源，包括钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化合物。上游电芯原材料，是锂电产业中最核心的环节。锂离子电池成本分布如下图所示：图5锂离子电池成本构成锂离子电池产业链分析锂离子电池产业最上游是矿资源，包括钴、镍、锰、磷、铁、44锂离子电池产业链分析锂离子电池产业链分析45

中游，电芯制造和PACK组装产业主要分布在日本、韩国、中国和台湾，近两三年来发展迅猛。下游，锂电池的应用领域极广，涉及低端、中端、高端三块市场，可以应用于电动工具、UPS电源、矿灯、玩具、电动自行车、电动汽车等领域。其中，新能源电动/混合动力汽车成为全球关注的焦点。锂离子电池产业链分析中游，电芯制造和PACK组装产业主要分布在日本、46锂离子电池应用领域锂离子电池运用领域主要有消费电子产品、新能源汽车和储能领域。储能领域新能源汽车消费电子产品锂离子电池运用领域锂离子电池应用领域锂离子电池运用领域主要有消费电子产47消费电子产品领域应用锂离子电池应用领域消费电子产品领域应用锂离子电池应用领域48新能源汽车领域应用锂离子电池应用领域新能源汽车领域应用锂离子电池应用领域49储能领域应用CellsModulesCabinets锂离子电池应用领域储能领域应用CellsModulesCabinets锂离子电50锂离子电池的技术分析1、单体大容量电池Vs.单体小容量电池单体大容量电池装配时成本低，但成品率低，不利于散热；单体小容量电池成品率高，安全性能好，但需要很好地解决集成装配费用问题。2、卷绕结构Vs.叠片结构目前在动力锂离子电池中，采用的结构也不尽相同：高功率型的采用卷绕结构比较多，高能量型的采用叠片结构比较多。3、锂离子电池正极材料的选择高电压钴酸锂在消费类电池产品上占有一定的市场，磷酸铁锂动力电池趋于成熟，三元材料的动力电池开始在电动汽车上示范应用。锂离子电池的技术分析1、单体大容量电池Vs.单体小容量电池51从图6和图7中可以看出消费类电子产品目前仍是锂离子电池消费主力，而动力电池增长强劲。其中智能手机、平板电脑和笔记本是消费类电池的主要市场。图72012-2014年全球动力电池出货情况图62014年我国消费电池和动力电池出货情况（MWh）锂离子电池市场分析从图6和图7中可以看出消费类电子产品目前仍是锂522011-2014年全球小型锂离子电池出货量：亿只锂离子电池市场分析2011-2014年全球小型锂离子电池出货量：亿只锂离子电池532011-2014年全球不同类型小型锂离子电池出货量：亿只2014年，全球聚合物电池的出货量达到20.8亿只，同比增长34.6%，圆柱形电池出货量达到34亿只，同比增幅达到25.4%。聚合物电池的增长主要得益于智能手机和平板电脑的增长；而圆柱形电池电池的增长则来自于电动自行车、移动电源的增长，另外，部分圆柱电池用于电动汽车（如松下供应给特斯拉的电池）。方形电池的出货量则出现了较大幅度的下滑，2014年全球出货量仅为23.4亿只。锂离子电池市场分析2011-2014年全球不同类型小型锂离子电池出货量：亿只542014年全球主要小型锂离子电池生产企业市场份额从企业来看，日本和韩国企业仍占据小型锂离子电池出货量前四位，SDI、LGC、Panasonic和Sony的市场份额合计达到42.6%。中国企业力神整体出货量排名第五，全球市场份额达到4.8%，ATL由于专注于聚合物电池的生产，虽然总体出货量不如力神，但是产值却远远高于力神，企业的盈利能力也较高。锂离子电池市场分析2014年全球主要小型锂离子电池生产企业市场份额从企业来看552011-2014年中国锂电池总出货量：亿只锂离子电池市场分析2011-2014年中国锂电池总出货量：亿只锂离子电池市场分56锂离子电池发展面临的主要问题

锂电池被广泛应用于各个领域。随着电池技术的发展，锂电池由于其能量密度较高，发展较为成熟，被广泛应用于手机、笔记本电脑、平板电脑等消费类电子和电动汽车、电动自行车等动力电池领域。锂离子电池发展主要面临着如下四个问题：1、高比能、长寿命、低成本是动力锂离子电池产业化主要障碍按照我们国家的规划，2020年电池比能量达到300Wh/kg，电池系统比能量达到250Wh/kg、成本下降至1.0元/Wh；新体系电池比能量达到400Wh/kg以上。锂离子电池发展面临的主要问题锂电池被广泛应用于各个领57上海电动公交825路车电池起火

乌鲁木齐电动公交起火众泰出租车起火江淮电动车起火法国电动邮政车起火雪佛兰电动车起火E6电动车受撞起火2、安全性依旧是锂离子电池发展面临的主要问题

不断发生的安全性事故证实：目前锂离子动力电池存在严重的安全隐患，并成为电动汽车推广应用的最大障碍！锂离子电池发展面临的主要问题上海电动公交825路车电池起火乌鲁木齐电动公交起火众泰出租583、锂离子动力电池本身技术路线尚未确定锂离子电池按照正极材料体系的不同可以分为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等多种技术路线，按照负极材料的不同可以分为碳系、钛酸锂动力电池等。在目前形势下，锂离子动力电池本身技术路线尚未确定为产业的发展带来一定的不确定性。4、锂离子动力电池面临着来自其他类型电池体系的竞争随着燃料电池技术的不断成熟，其将是未来汽车动力电池的发展方向。在储能电池领域，锂离子电池面临着铅