锂电池产业发展分析.docx

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1、锂电池产业发展分析1.1 国际锂电池市场发展概况21.1.1 北美地区锂电池市场预估分析21.1.2 H本大型锂电池市场规模不断扩大91.1.3 德国多家企业共同开发新一代锂离子电池Il1.2 中国锂电池行业发展综述131.2.1 我国锂电池行业发展回顾13122国内锂离子电池行业发展的有利条件211.2.3 我国锂离子电池需求大幅增长24124我国锂电池发展取得的成果25125金融危机对锂电池行业的影响341.2.6 2009年1-11月全国及主要省份锂离子电池产量分析481.3 中国动力锂电池产业发展分析511.1.1 动力锂电池产业发展的重要意义511.1.2 我国动力锂电池产业发展已处

2、于国际领先水平551.1.3 我国动力锂电池产业发展现状561.1.4 国内动力锂电池产业发展亟待解决的问题581.1.5 推动我国动力锂电池产业发展的建议611.4 锂电池行业竞争分析621.4.1 锂电池产业竞争格局621.4.2 跨国巨头发力锂电池市场651.4.3 中国锂电池行业竞争力浅析681.4.4 中国锂电池发展面临国外巨头竞争考验691.4.5 锂电池竞争趋向分析711.5 锂电池研发进展77151新一代锂离子蓄电池研发概况771.5.1 电动轿车专用锂电池研究新进展791.5.2 中国新型锂电池研发获得重大突破801.6锂电池行业发展面临的挑战与对策821.6.1 中国锂电池

3、研发存在的主要问题821.6.2 锂离子电池行业发展的制约因素851.6.3 我国应积极发展锂动力电池产业891.1国际锂电池市场发展概况1.Ll北美地区锂电池市场预估分析一、北美地区电动车市场规模预估根据去年12月初在美国由EDTACElectricDriveTransportationAssociation)举彳亍PoweringSustainableTrallSPollation研讨会，以电动车及氢燃料车为主轴，深度探讨充电式混合动力车(PHEV)电动车(EV)及氢燃料车(FCEV)的技术发展趋势与未来商品化时间表。EVPHEVorEREVCheVroktVioh随行蟠图： 40趣时 f

4、ffl : 2010I,mLd,VWGdfRlinniVe 就师般稠： 30英里 HM2009睛Hfl ： 2010Snuort FcirttwDc.eZE 行联牺 150200英里BMWMHE行图: 150200英里 Wfffl2008M:TUKIe 就前殿密器： 50英里 fffl2008澄料来源：EPRK3D)；工研院IEKQI&12)图一国际车厂预计推出PHEV与EV时间表全球主要车厂推出的电动车计划，主要以插电式混合动力车(PHEV)、电动车(EV)的研发设计。其中，插电式混合动力车(PHEV)以电力驱动，续航力约在3265公里。电动车(EV)完全由电池提供动能，以电代油驱动动力系统

5、之交通运输工具，续航力约介于150250公里之间，续航力主要决定于电池组的容量。现阶段国际车厂预计推出PHEV、EV的时间表如图一。从厂商策略分析，电动车发展并非是唯一策略，而是维持产品线以因应市场需求。故在北美地区的电动车市场规模预估上，根据EPRI(EPRI(ElectricPowerResearchInstitute,Inc)的预估，可能需要到2020年以后，才较有机会达成年产量1佰万台以上的规模，如图二。3.5003.0002.5002.0001.5001.0005004.000 Anrwl Sales (thousands) Cmbve Sates (thousacfe)0PUeSn

6、Oq=SdleSJo u-6d Mg -enuu(Spuesnou)SqES e-Q u-6d smE3018.00016.00014.00012.00010.000资料来源：EPRlQOoq二、全球主要车厂与电池厂的合作关系在电动车关键零组件部份，主要包括电池、马达、马达电力控制、煞车电力回收等关键技术，其中，以电池的成本最高，预估约占整车成本的四到五成。为掌握电池的技术与降低成本，全球的主要车厂无不与电池厂商进行合资关系、或成为策略联盟的合作伙伴等，合作关系如图三。在日系厂商中，车厂主要与本土电池厂进行合资，如丰田汽车的电池供货商是PanasonicEV,分别由丰田及松下集团各投资六成及四

7、成。而日产的电池供货商是AUTOMOTIVE,分别由日产与NEC集团投资五成。至于三菱汽车的电池供货商为LITHIUMENERGY,分别由汤浅电池(GSUASA)持股五成一，三菱集团持股四成九的比例。而在美系车厂中，则以GM与韩国电池厂乐金化学公司(LGChem)合作为代表，乐金化学是GM开发ChevyVolt电动车的锂电池供货商，但整车研发技术由GM掌握。图三全球车厂与电池厂的联盟或合作版图(供速语)(供速福)注1 ：以匚二表示的供竭是Cell生姓艇通注2： tJohnson Cbntxols-Saft Advanced Pcwer Solutions。注3： -A出资保、供鹿除、=合镯蕤资

8、料来源：FoURIN；工册院IEKQ00&12)从日本汽车与电池厂的合作模式，或乐金化学供应GM电池的合作关系可以看出，车厂为了掌握电动车的开发技术，确保关键零组件供应链及成本。实行模式皆是车厂与电池厂商合资或达成联盟关系，以确保在整车开发过程中，车厂可以以主导产品规格与研发技术。相较于上述合作模式，另一种电动车发展模式是电动动力系统(EleCtriCPrOPUlSiOn)厂商专注于电动车动力系统模块开发，包括马达控制系统、电池管理系统及整车的电源管理系统等。其角色就类似开发电子产品的中央处理器(CPU),并将电动动力系统高度模块化，以节省整车厂开发电动动力系统的时间与成本，而车厂的角色转换为

9、系统整合厂，负责整车系统整合与生产制造。三、锂电池产业发展机会在关键零组件的产业发展机会部份，按美国公司JSC(JohnsonControls-SaftAdvancedPowerSoIUtiOnS)的分析，电池模块供应链将由全球分工体系完成如图四，不同零件的主要供应地区说明如下：电池的电子零件：亚洲与欧洲地区的厂商。电池的线材：亚洲、欧洲与美国地区的厂商。电池的散热：亚洲与欧洲地区的厂商。电池的机构组件：亚洲、欧洲与美国地区的厂商。电池组装：亚洲与欧洲地区的厂商。软件：亚洲、欧洲与美国地区的厂商。资料来源JohnsonControls-SaftAdvancedPowerSolutions图四电

10、池模块全球供应链的区域分析从电池模块全球供应链的区域分析，可以看出亚洲厂商将是电池模块的主要供货商，其中，又以日本厂商最强，其策略是保留材料关键技术，例如保留锂电池材料的极板（正、负极）的开发技术与生产在日本，其余的电池芯生产或电池模块制造部份，则转往中国大陆与新加坡生产，以降低锂电池芯或电池模块的总成本。四、结论在电动车锂电池产业的竞争上，台湾厂商要思考的是产业价值链分工与定位，策略上除了要积极攻入整车厂或电动动力控制系统厂商取得合作机会，以提高锂电池芯或电池模块的生产规模外。更应在关键技术开发或产品定位上有别于日本或中国大陆的发展策略，朝上游的原料技术发展，降低锂电池的材料成本，或强化与国

11、际车厂合作关系，透过系统设计，成为车厂的长期供货商，避免大陆厂商的价格竞争。I .1.2日本大型锂电池市场规模不断扩大富士经济公布了用于电动工具、电动助力自行车、汽车及蓄电设备等大型产品的大容量充电电池和部件的市场调查结果。调查对象为汽车及运输设备领域、蓄电设备及负荷平衡装置领域、家电及DlY设备领域、产业用设备及机床领域的4个领域35种产品。预计2008年度大型充电电池的日本国内市场规模将比上年增长1.2%,达3136亿日元，而2014年度将比08年度增长69.7%,达5321亿日元。目前占整个市场50%以上的为铅蓄电池，不过到2014年之前混合动力车方面的需求将会扩大，因此银氢充电电池将超

12、过铅蓄电池。另外，锂离子充电电池及电双层电容器市场也有望增长。富士经济预测，2014年度之前增长最快的将是锂离子充电电池市场，预计将比2008年度增长552.4%,达到946亿日元。其次为电双层电容器市场，估计将同比增长311.1%,达到Ill亿日元。银氢充电电池市场将同比增长130.1%,达到2078亿日元。按种类来看，预计2008年度锂离子充电电池的口本国内市场规模为145亿日元。由于锂离子充电电池能够替代银氢充电电池、银镉（NiCd）电池及铅电池等，因此可应用于各个领域。按领域来看，预计汽车及运输设备领域占市场整体的53%,家电及DIY设备领域占46%。汽车及运输设备领域方面，锂离子充电

13、电池多半应用于电动助力自行车。2011年以后将正式用于混合动力车，随后将在汽车及输送设备领域迅速扩大。预计2008年度银氢充电电池的日本国内市场规模为903亿日元。其中9成以上应用于汽车及运输设备领域。今后混合动力车方面的需求将进一步扩大，因此富士经济预测，该领域的比例将进一步提高。另外，在蓄电设备及负荷平衡装置领域，还在太阳能发电及风力发电等方面进行了实证试验，但预计2014年度所占的市场比例将减少。2008年度电双层电容器的日本国内市场规模为27亿日元。其中，汽车及输送设备领域将占市场整体的53%,产业用设备及机床领域占42%。混合动力车应急电源（电子控制制动器的辅助电源）方面的需求正在迅

14、速扩大。另外，预计09年2010年内，配备无空转机构的汽车将全面采用起动机驱动方式。因此，今后汽车及运输设备领域的市场将进一步扩大。在产业用设备及机床领域，电双层电容器将广泛应用于不间断电源装置（UPS）。II 3德国多家企业共同开发新一代锂离子电池德国多家公司合作研究新一代锂离子电池如今全世界各大公司都加大了对锂离子蓄电池的资金投入，这表示应用于插电式混合动力和电动车的新一代的高能电池开始了研发。在BASFFutureBusiness有限公司的领导下，18个来自工业和科学领域的合作伙伴共同开始了名为”HE-Lion”的项目，打算在未来四到六年内研制出效率更高，更安全的锂离子电池并且在市场上推

15、广。德国教育研究部门(BMBF)在创新联盟LithiUmIonenBatterieLIB2015”的出资2100百万欧元赞助HE-Lion项目。“这一同盟对于加强德国的创新地位是必须的。在这次的研发进程中，我们必须尽可能早的取得电池材料的决定性突破。这样才能降低电池的成本”，BAS的董事会成员兼此次研发项目的发言人AndreasKreimeyer说道。第一和第二代锂离子电池已经成熟应用于笔记本电脑，智能手机，数码相机，而第三和第四代锂离子电池的研发目标是更稳定的系统。而能否成功的决定性因素是新电池安全性和效率是否高，价格是否合理。并且力争使能量密度比现有的电池提高两到五倍。这样才能使插电式混合

16、动力和电动车的行驶距离提高到人们可接受的程度。BASF,FreudenbergVliesstoffe和SGLCarbon公司负责材料研发。而电池技术则由FraunhoferInstitutItzehoe以及Gaia,LeCIanCh6和BoSCh公司提供。而汽车设计则交给了大众汽车公司和能源集团EnBW,让高能电池能完美的整合入能源供给系统。Berlin,Bonn,Clausthal,Darmstadt,Giessen,Hannover,Munster等地的大学以及瑞士的Paul-Scherrer学院和DreSden的Leibniz学员合作开展基础理论研究。1.2中国锂电池行业发展综述1.2.

17、1我国锂电池行业发展回顾中国矢志成为电动汽车的全球领先者，但与国家雄心形成反差的是，位于关键上游的锂电池产业却仍处于散乱无序的游击状态，且很难说哪家企业已经具备优秀种子选手的资格。在最近3个月来，本刊记者采访了10多位这一行业的主要玩家和分析人士，现状足令人忧虑。“锂电池产业现在是一个门外汉也来涉足的行业。”清华大学教授马贵龙告诉环球企业家，“没技术不要紧，有钱就行J马贵龙研究电动自行车技术已逾20年，有“中国电动车第一人”之称。中国大多数锂电池企业仍热衷于简单的模仿和复制，大多数锂电池产品仍只能运用于手机。很长时间以来，新开发创业投资管理公司经理陈奇山一直试图在该领域寻找到一个合适的投资目标

18、，但至今尚无斩获。“企业太多了，泡沫已经形成J陈说。但从某种程度上说，如此混乱的产业景象常常是一个新兴产业的初期必然特征，一定程度的投资和产能泡沫可能会让市场更充分地发挥自由配置功能，以促使真正的行业巨头在真正的竞争环境里形成高门槛的竞争能力。蜂拥而至“5年前我就说这个行业到了洗牌的时候了，但这并没有发生J天津力神电池股份有限公司副总裁许刚告诉环球企业家，“锂电池企业反而越来越多了。”天津力神是中国为数不多的具备国际竞争力的锂电池生产企业，其产品已经部分运用在摩托罗拉、三星这类跨国企业当中。如果要撰写一段锂电池产业的简史，1992年索尼公司将锂电池商业化可视为这个行业的起点。在中国，已有上千家

19、锂电池企业蜂拥而至，但它们中的大多数并不具备雄厚的技术实力。很多锂电池企业是这样诞生的：投入50万元左右资金、招来10多个员工、租赁一个办公场地，甚至连一些起码的生产设备还未购置完成就仓促上马。比如，有些锂电池企业并不愿意花费5万至6万元去购买一台搅拌锂电池材料的机器，而采用人工搅拌的方法取而代之。用于锂电池正极材料切片的价值上百万元的内切机，则由人工小刀片代替。成立于1997年的天津力神亲历了中国锂电池产业迅速崛起的全过程，当然，它目前也正在痛苦地品尝这个行业近乎残酷的竞争。中国在1991年前后开始研究锂电池，以电子科技集团十八所为代表。彼时，日本是研究锂电池最耀眼的国家。在1990年代末期

20、，很少有人经得起行业100%的利润诱惑，大量公司通过技术仿造开始了锂电池生意。随着中国手机产业的勃兴，锂电池商也迎来了早期的黄金时代那时候利润惊人，小公司就像在抢钱一样许刚回忆说。此后，随着笔记本电脑和山寨手机的流行，锂电池商也更多了。对此，天津斯特兰能源科技有限公司总经理段镇忠深有体会。时任北京有色金属研究院超导研究部研究员的段，2003年偶然看到美国锂电池巨头A123公司发表的一篇关于磷酸铁锂在电动汽车上大有可为的文章，便这样走上了磷酸铁锂研究之路。凭借着自身的“超导”背景以及行业的公开资料，段镇忠很快就在用于锂电池制造的正极材料之磷酸铁锂上取得进展。按照产业链，锂电池分为电池成品和电池材

21、料，电池材料又可分为正极材料、负极材料、隔膜和电解质。钻酸锂、镒酸锂、银钻铳锂和磷酸铁锂都属正极材料，为锂电池技术的核心；负极材料则以石墨、固体碳粒为主；在正负极中间是电解液和隔膜。坚持磷酸铁锂发展方向的企业则称这一材料有“最完美电池材料”之称，也具备行业前景。“行业的火爆超乎想象。”段镇忠说。目前，比亚迪所用的磷酸铁锂中将近八成都从天津斯特兰采购。2007年，段镇忠第一次找到比亚迪希望达成合作。令段深感吃惊的是，比亚迪并未像大多数公司那样，询问天津斯特兰提供的磷酸铁锂的产品性能等，而只是问，斯特兰当时是否有10万吨的现货，如果有，就可以马上达成采购协议。今年上半年，天津斯特兰的新工厂已经投产

22、，年产2000万吨的产能使其成为全球第一的磷酸铁锂供应商。天津力神4倍于现有产能的工厂也即将投入运行。“2007年之前，很少有人意识到磷酸铁锂大有可为，但现在生产磷酸铁锂的企业超过100家J天津力神副总裁许刚在谈到行业的激烈竞争时表示，“真正做得不错的企业屈指可数。”难题待解中国锂电池企业由几十家发展为上千家，但利润则从以前的100%降到了5%。“以前谈到锂电池会让人联想到这是贵族产品，但现在已经将它做成了垃圾价格。”段镇忠说,“每年都有老公司倒闭，但还是会有更多新公司成立。”北京安华联合、河南环宇、杭州金色能源、北京大陆太极这些曾经红极一时的锂电池公司现在都面临着进一步发展的窘境。颇具讽刺意

23、味的是，上述公司并非是在和美国威能（Valence）、A123这类跨国巨头的竞争中遭受挫折，而是因为一些小公司的搅局而焦头烂额。所谓小公司，是指那些作坊式的企业，这是一支异常活跃的蚂蚁雄兵，它们行动迅速，善于模仿。最重要的是，它们能提供令人吃惊的低价格，能从山寨手机厂商那里赢得大量订单，大公司天津斯特兰、天津力神这类企业因为紧密团结了比亚迪、摩托罗拉这类客户而高枕无忧，但处于中间阶层的锂电池企业则处境尴尬。“我们夹在中间，既没有价格优势，也没有品牌优势。”一家不愿具名的锂电池企业负责人告诉环球企业家。这家注册地在北京的公司目前正面临着倒闭危机。“任何一个高成长的企业都不可避免存在泡沫，锂电池同

24、样如此中信国安盟固利电源技术有限公司总经理其鲁告诉本刊，“我最关心的是，这个行业何时可以规范起来。”盟固利是中国最大的镒酸锂电池生产商。对于其鲁们来说，目前的政策支持比企业盈利显得更为重要。此前，中国工信部与科技部均表示未来应大力发展锂电池。“舆论营造了一个好环境，但真正落实到企业身上的优惠政策仍没有。”在其鲁看来，如果中国希望成为环保汽车领域的重量级选手，那么发展国内的锂电池行业就至关重要，否则仍将受制于国际厂商。整个行业的骚动不安以及人们一夜暴富的投机心理造成了一种盲目的乐观，持怀疑态度的人建议谨慎行事。专为汽车制造商提供咨询的全电池咨询公司(TotaIBatteryConsulting)

25、总裁梅纳海姆安德曼(MenahemAndaman)对短期内能否形成大众化的电动汽车市场表示怀疑。“锂电池技术不成熟是重要原因。”安德曼说。麦肯锡季刊在2008年曾大胆预测，中国未来有可能会给世界带来七个惊讶，其中排在第一位的猜想是，中国将在2020年成为世界电动汽车老大，电动汽车将占据中国汽车市场的半壁江山。这种乐观预测在一定程度上呼应了比亚迪这类公司的野心。科技部部长万钢在“2008中国绿色能源汽车发展高峰论坛”给出了中国发展新能源汽车的目标一一到2012年，国内有10%新生产的汽车将是节能与新能源汽车。分析人士立即计算出，中国锂电池生产商有望在2012年分享总价值超过500亿元的大蛋糕。不

26、过，在今年7月份开始实施的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则中，只是把使用铅酸蓄电池的混合动力乘用车、纯电动乘用车及纯电动商用车，以及使用金属氢化物镁动力的混合动力乘用车列为成熟期产品。此前呼声最高的锂电池汽车则被列入发展期，不在大规模推广之列。目前的电动自行车普遍采用的就是铅酸蓄电池，锂电池相比铅酸蓄电池重量更轻、能量更大，技术也更复杂。在为电动汽车生产安全、可靠、价格适中的锂电池方面，目前还没有一家公司能够解决所有问题。北京奥运会期间，50辆纯电动公交车投入运营是一次难能可贵的尝试，这些电动车的锂电池全部由盟固利提供。盟固利在2003年就已经研制出了适合电动汽车的锂电池，不过奥组委对锂电

27、池的安全要求更加严格。“奥组委的苛刻可以用万无一失来形容J其鲁说，“我们一直将锂电池做到了在火里面烧也不爆炸的程度J但是，其鲁也承认，“锂电池的技术合成仍是一个难题工在稳定性、生产一致性以及使用寿命方面，锂电池的技术仍有待成熟。不过你不能要求一个刚出生的孩子在50秒内跑完100米。”中国工程院院士杨裕生接受环球企业家采访时说,“必须先转变观念，电动汽车可以先从小型车上面尝试J1.2.2 国内锂离子电池行业发展的有利条件由于技术与成本等问题，锂离子电池一直停留在小型电池的使用领域中，随着锂离子电池的关键材料技术以及电池技术迅速进展，用于交通工具、电工工具、电工玩具、照明用电池、电动船领域的大型电

28、池、电池组开始向日常生活中普及。目前，可以用作电动车电池领域的大型电池主要有阀控铅酸电池、银氢电池、银镉电池和锂离子二次电池，铅酸电池和银氢电池应用尤为广泛。但从电化学性能来看锂离子二次电池具有独特的应用优势，二次电池质量比能量达到120Whkg以上，循环寿命在1000次以上，能量密度是铅酸和银氢电池的2到3倍，循环寿命也是现行二次电池体系中寿命最长的。更重要的是，锂离子电池不含有毒重金属元素，且回收简单，是绿色环保电池。锂离子动力电池同比价格已低于新型铅酸电池，当前，盟固利电动车锂离子动力电池零售价已下降到4元/Wh左右，16OkWh电动公交车用电池总成本价格低于60万元。而12V/85AH

29、的铅布电池的售价为1500元3500元之间，160Kwh的电池总成本价格约在22万元，即是行驶3万公里以上，行驶15万公里至少需要4组电池，总价在80万元以上。锂离子动力电池若能实现2元/Wh的“863”目标，则同比价格可低于铅布价格的50%以上。铅酸电池总成重量超过6吨，而锂离子电池总成的重量小于2吨，电动汽车安装铅酸电池比锂离子动力电池损失动力4吨，从运行经济性和同比价格考虑，锂离子电池更经济。专家认为，在国家“863”电动汽车重大专项和市场前景的双重推动下，锂离子动力电池关键技术、关键材料和产品研究都取得了重大进展，其技术和经济性优势显著，推广应用的条件已日趋成熟。如盟固利提供给北京奥运

30、电动公交车的新型离子动力电池总成比能量已超过90Wh/kg。适用于IlM以上的电动公交车用16OkWh锂离子动力电池总成重量约1.8吨，仅为同等电量的新型铅酸动力电池总成重量的30%o此外，针对蓄电池应用中频频出现的安全问题，他认为，造成电池使用寿命下降、燃烧、爆炸的主要原因并非电池本身的问题。目前,严重滞后的锂离子动力电池成组应用技术，已成为制约其推广应用和产业发展的关键。将只能适应普通铅酸等非密封类富液电池的传统充、放电和维护管理等成组应用的技术应用于锂离子等新型动力电池，发生部分电池过充、过放电、超温和过流的问题，是造成问题的主要原因。为了解决这一问题，目前具有我国自主知识产权的“基于极

31、端单体电池充电控制技术”，和采用该技术研制成功的“动力蓄电池充电综合管理系统”，已经开始在国家“863”和北京奥运电动汽车示范运行项目中得以应用，以保证电池的安全使用。目前在奥运会筹备阶段，锂离子电池的交通工具已经成为一个新兴的产业。北京市最早全面深入地展开了动力锂离子二次电池和奥运纯电动大客车的研发工作，北京市科学技术委员会和北京新材料发展中心一直在大力推动这一领域的技术研发和产业化工作。位于北京中关村科技园区的中信国安盟固利公司在2001年率先在国内推出了IoOAh的电动公交车用大容量电动电池。已经试运行三年多，现在电动车用锂离子已成为北京“科技奥运”重点支持和扶植的新兴产业之一，并被列入

32、北京市的重大科技和产业发展项目。1.2.3 我国锂离子电池需求大幅增长锂离子电池具有工作电压高、体积小、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优点,目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机和携带式电动工具等领域,其中笔记本电脑占23%,手机占50%,为最大应用领域。锂离子电池自1992年由索尼公司产业化以来,全球锂电池市场基本由日本独霸天下。近年来,随着中国和韩国的迅速崛起,日本锂电池的市场份额逐渐减少,全球锂电池产业形成了中、日、韩三分天下的格局。虽然我国已是仅次于日本的锂电池生产大国,但并不是强国,在全球锂电池产业链中仍处于中低端。目前,国内锂电池行业的生产企业规模小、技术含

33、量低、产品相对单一,能够提供生产锂电池系列产品的综合型企业少,市场竞争主要集中于中低端市场。高端产品之间的竞争主要集中在国内仅有的几家企业与国外产品之间。近年来,随着HEV混合动力汽车、3G手机和其它电动工具的发展,国内锂电、银电的市场份额将快速增长,我国国内锂电池、银电池企业还拥有巨大的市场增长空间。1.2.4 我国锂电池发展取得的成果10多年前,锂离子电池还只是科学家在实验室孜孜以求的学术成果。今天，人们的生活几乎离不开它。手机、手提电脑，几乎所有的携带式个人电子用品都要靠它来提供所需的能量。可是如何把它装在汽车上，成为汽车的动力；又如何让它成为未来存取电能的“容器”，科学家们又开始不断地

34、探索，电池“肚量”要越来越大，动力要越来越强，寿命要越来越长，但并不意味着体积和重量也要越来越大，这不是简单的数量叠加。这个变化的关键，就是电池的材料。用于手机电池的材料，绝对不能用来制造电动汽车的“心脏”，否则不是可能会爆炸，而是一定会出事。因此，各国的科学家都在试图寻找最佳答案。20年坚持，从无到有中国科学院物理所研究员、博士生导师黄学杰评价我国的锂离子电池发展是：从无到有，从小到大，发展很快。2000年我国的产量约2000万块，占全球份额1.6%,与韩国相近，而当时日本已达年产5.12亿块，占91.9%。2002年我国跨过1亿块，2004年达到7.6亿块，占全球市场的37.1%,仅次于日

35、本。我国的锂离子电池研究开发项目一直是863计划的重点项目，从移动电子设备用小型电池开始，连续20年获得支持。目前小型锂离子电池已形成年产2亿只以上的生产能力，日本Sony、三洋等公司也将生产厂建到中国。大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，配套材料厂也有很多个，均已形成大规模生产，市场竞争激烈。“小型电池及其相关材料目前技术工艺成熟，生产成规模，主要是产业投资推动J黄学杰说。“我国的动力电池的研究相对较晚，但到目前为止也已取得了骄人的成绩J黄学杰说，中科院物理所经过20年来的研究积累，在纳米储锂负极材料和磷酸盐正极材料的研究方面我国居国际一流水平。我国的动力型锂离子电池“十五”

36、期间在863电动汽车重大专项的支持下开始了研究开发，解决了高功率输出的问题，安全性也得到了极大的提高，依托于中科院物理所技术的苏州星恒电源有限公司创造地实现了平板电池的机械化生产，2004年，苏州星恒公司研发的10安时高能量型和7.5安时高功率型镒酸锂离子动力电池已通过美国ul安全测试，成为中国本土第一个通过Ul认证的锂离子动力电池，目前产品已批量供应国内外市常开发的15安时高功率电池通过863电动汽车重大专项组织的统一测试，“十五”期间已成功应用于燃料电池混合电动轿车概念车“超越二号”和“超越三号二8安时高功率电池已成为“上海”牌燃料电池混合轿车的标配。“车用锂离子动力电池等高端产品技术的开

37、发，不仅仅是我国电动汽车产业发展的需要，也必将带来我国锂离子电池产业的全面技术升级。”黄学杰说。不断创新，不断飞跃我国动力电池的发展是伴随着电动自行车的成长而起的。但在国内刚开始开展锂离子电池电动车研发时，锂离子电池曾出现若干爆炸事故。一般来说，电池安全性是和电池中储存的能量成反比的，即所能释放的能量越大，其安全性就越差。黄学杰说，换句话说就是和电池的重量成反比的。当然,随着电池体积的增加，散热性能变差，爆炸的可能性更是大幅度增加，所以，将锂离子蓄电池做成动力电池，就必须提高其安全性能；其用量的愈大，其要求达到的安全性指标也就愈高。锂离子电池发生爆炸，一个很重要原因是使用手机电池常用的钻酸锂做

38、为锂离子电池的正极材料。钻酸锂材料的理论比能量超过每克270毫安时，但为保证其循环性，实际可使用比容量只有理论容量的一半，即140毫安时左右。“在实际使用过程中，如果在某些意外的情况下，比如管理系统损坏而导致电池充电电压过高，则剩余的一部分锂就会从正极经电解液在负极表面以金属锂的形式沉积。”黄学杰说，而金属锂的表面欠电位沉积极易形成“枝晶”，从而刺穿隔膜，将正负极短路，引起起火爆炸等安全事故。另外，金属锂非常活泼，熔点也低，在电池温度局部过高或者壳体破损接触空气的情况下也非常的危险。寻找替代钻酸锂的正极材料，解决安全问题是生产动力型锂离子电池的最优先要考虑的问题。“十五”期间，在863计划支持

39、下，中科院物理所发展了氧空位磷酸铁锂和用于车用动力电池的镒酸锂正极材料，他们发展出了一种具有自主知识产权的表面修饰技术，应用于改性进尖晶石镒酸锂材料，生产出可逆容量达到107毫安时每克，55循环200次容量保持率大于90%,优于国际同类产品水平，保障了电动汽车重大专项中高功率锂离子电池项目的顺利推进。在山东试验工厂的技术工艺基础上,在无锡建成了年产100O吨的生产线。在锂离子蓄电池的负极材料的研发上，我国也有重要进展。作为手机锂离子电池负极材料的首选中间相炭微球，我国已实现全面国产化。上海杉杉和天津铁成等生产的该类型负极材料，其可逆容量均在300尢340毫安时/克，性能指标已经达到或部分超过国

40、际先进水平，且价格只有进口产品的三分之二。但石墨负极材料不能满足混合动力汽车的高功率和长寿命要求，黄学杰介绍说，在动力电池中，使用具有石墨结构的中间相炭微球存在一个致命的缺陷，即在大电流冲击的时候，由于体积变化，炭球表面的固体电解质层会破损,从而加速其寿命衰减。在863纳米专项的支持下，北京星恒成功地开发出来硬碳负极材料，位于八大处高科技园的试验线预计本月底投产。瞄准未来，成就产业在比现有碳材料（372毫安时/克）容量更高的负极材料,成为研究的热点时，氧化锡首先被发现具有优异的储锂性能，导致人们开始研究一系列基于金属和氧化物的负极材料，然而锡、硅等作为锂离子电池负极材料的致命问题在于:充放电过

41、程中，随着锂的反复嵌入脱出，体积变化高达300%尢400%,导致电极的机械稳定性降低，材料也因发生粉化逐渐失效，因此循环性能很差。黄学杰说，纳米合金化可以克服锡基材料这一弱点，已在sony的nexlion中获得应用，物理所在1998年即发表论文指出纳米化是提高此类材料循环性能的有效途径。国内中国钢研科技集团公司在863的支持下已初步开发出具有一定循环稳定性的锡基材料。在世界范围内，具有高比容量的非碳负极活性材料正处于大规模商业化应用的起步阶段，采用三维集流体材料提高锂离子电池负极材料的电化学性能，是目前国际锂离子电池领域的一个主要研究热点。与传统二维铜箔相比，三维集流体材料能够为活性物质提供更

42、加良好的导电环境，缩短多孔电极内部平均电子传输距离，从而降低极片内阻，减小大电流充放电产生的电极极化现象；更重要的是，三维基体还能在一定程度上缓解高比容量活性材料的“体积效应”，减少内应力对电极结构的破坏，从而改善电极的循环寿命与充放电效率。目前，苏州星恒电源有限公司锂离子动力电池的比功率已达到120whkg,已占国内电动自行车锂离子动力电池市场的80%以上，部分产品已进入国际市常“十一五”期间，863计划继续给予了支持，针对车用动力电池和储能电池关键材料的研发，启动了一系列项目。黄学杰说，随着动力型锂离子电池材料的产业化进程的深入，必将大大促进动力电池产业的技术进步，无论从安全性、高温循环性

43、、使用寿命，还是从制造成本上讲，都将把动力电池的产品推广和市场开发推向新的高度。另一方面，新的、动力型锂离子电池正极材料的发展又对上游原材料生产企业提出了更高的要求，促进了上游产业在产品纯度以及制造成本等方面的技术进步与发展。“相信未来几年，锂离子动力蓄电池会逐渐占领电动车市潮。黄学杰说。锂离子电池重要创新点氧空位磷酸铁锂：根据自主研发的一种独特的合成方法，制备出可逆容量达16Omah/g的氧空位磷酸铁锂正极材料，循环500次容量未见衰减，特别是具备高倍率（IOC）放电能力。钻银镒酸锂：可以取代钻酸锂的钻银镒酸锂正极材料研制成功，发展出独特的前驱体合成技术和加锂技术，80%的钻被镒和镇取代,并

44、实现了对晶粒尺寸的控制，合成材料的可逆容量达到165mahg,比钻酸锂高10%以上，循环寿命达到500次，而成本不到钻酸锂的50%,已在小试的基础上建成了年产150吨的中试线。改进尖晶石镒酸锂：发展出了一种具有自主知识产权的al2o3表面修饰技术，生产出可逆容量达到107mahg,55循环200次容量保持率大于90%,是国内第一个可用于混合电池用高功率锂离子电池的材料，保障了电动汽车重大专项高功率锂离子电池项目的顺利推进。复合负极材料：开发出的复合负极材料，可逆储锂容量已经达到60Omah/g,达到国际先进水平。石墨化纳米纤维导电添加剂：实现了对碳纤维直径和长度分布的控制，开发出石墨化纳米纤维

45、导电添加剂，解决了此类添加剂的国产化问题。电池研制：2004年星恒公司基于此材料制造的高功率混合汽车用锂离子电池全面通过了863电动汽车重大专项组织的统一测试，比功率达到1200wkg,性能居国际先进水平，星恒IOah高能量型和7.5ah高功率型锂离子动力电池通过美国Ul安全测试，成为中国本土第一个通过Ul认证的锂离子动力电池，为该类电池进入国际市场铺平了道路。1.2.5 金融危机对锂电池行业的影响金融危机引爆锂电池革命（一）：锂电池产业革命在这波金融危机下，中美等国政府不约而同地选择发展新能源汽车产业以拉动经济增长,股神巴菲特选择新能源汽车厂商比亚迪作为投资对象。不管这是巧合还是高度的看法一

46、致,一场由锂电池掀起的“能源革命”和“产业革命”正在全球上演,将彻底改变未来汽车产业竞争格局。在新能源汽车产业链中,以磷酸铁锂为主要发展方向的锂电池是核心环节,这也是资本能够攫取最大价值的所在,其中,锂电池正极将成为这条产业链中最耀眼的明珠一一利润率最高、市场容量最大。就投资而言,锂电池产业链下游的电池、电极材料将具有制造业特点,盈利能力将呈现下降趋势;上游矿产品、冶炼等将具有采掘业特点,盈利能力随原材料价格波动。2006年，全球最大的电动手工具公司BlaCk&Decker推出了一款新型电工手工具包，该产品上市后，就由于其高速充电、功率强大、电池循环寿命长以及安全性高而掀起一波销售热潮。该款产

47、品所用的电池正是磷酸铁锂电池。如今，当磷酸铁锂电池与汽车相结合时，新能源汽车时代由此开启了。股神巴菲特对比亚迪（121LHK）的投资，也许正是看中了这一点。这是一场“能源革命”和“产业革命”，中国工程院院士陈立泉如是说。几乎与奥巴马政府的新能源经济政策同步，中国政府超出行业预期地大力推广新能源汽车。这是一条产业升级的新路径，而且，由于汽车产业拥有足够长的产业链条，又被赋予了拉动经济增长的使命。有券商研究员认为，以磷酸铁锂电池为动力的混合动力汽车将成为下一阶段新能源汽车的主流，整个锂电池产业链是新能源汽车投资的重点，而锂电池正极材料将成为这条产业链中最耀眼的明珠。陈立泉院士认为，中国发展锂电汽车

48、既有可与发达国家竞争的技术优势，又有发达国家所没有的资源优势和市场优势，是中国在激烈的国际竞争中难得的一次历史机遇。在这一“历史机遇”下，国内整车厂商们的混合动力、纯电动、燃料电池汽车计划纷纷“下线”，汽车零配件企业加紧扩建产能，各类电池厂商火速研发适用于新能源汽车的动力电池和电池组技术，材料供应商们则迅速展开新一轮攻关推广和生产线建设。资本市场中，锂电池所驱动的新能源汽车产业链更成为一场财富盛宴。整车制造厂商福田汽车（600166,股吧）（600166）,拥有上游锂资源的西藏矿业（OOo762,股吧）（000762）,锂电池组件及电解液供应商杉杉股份（600884,股吧）（600884）、中国宝安（Ooooo9）、江苏国泰（002091,股吧）（002091）,包括另一条技术路径银氢电池生产厂商科力远（600478）等各