LIB:綠色電池“真命天子”?

2010年7月，全球知名增長咨詢公司Frost Sullivan (弗若斯特沙利文)發表研究報告稱，認為未來一段時間電動汽車電池組件市場將快速增長，電動汽車在未來將迅速增長，對電池組件方面的需求也會越來越大。而在混合動力汽車和電動汽車中LIB即鋰離子電池將大量取代鎳氫電池，成為綠色電池領域的“真命天子”。

電池種類繁良莠不齊

電動汽車是用電動馬達代替內燃機作為動力的，化學電池(包括鉛酸、鎳氫和鋰離子)為其提供電力。未來幾年內，環境可持續性將成為交通行業發展趨勢，石油能源將逐漸被替代，歐美市場引進了越來越多的新能源，美國能源部給相關企業提供了補助，這些都將驅動電動汽車電池的發展;但是新興電池代價較高，其技術安全性能有待驗證，功率密度和充電性能都有待于改善。Frost Sullivan預計2013-2015年隨著鋰離子電池價格降低和基礎行業發展，電動汽車電池市場將迅猛發展。

公眾能否接受電動汽車的一個關鍵因素是電池系統的安全性，原因是汽車行駛時產生的熱量容易引發電池中化學反應導致爆炸，因此如何研發隔熱材料和設計電動汽車的熱管理系統是推廣電動汽車的關鍵。由于鋰離子電池能量密度高，預計未來將有望取代鎳氫電池應用到混合動力和電動汽車上。

未來幾年，電動汽車電池行業的發展將受以下幾方面因素的影響:行業基礎設施的發展、產品的全球化、產品的安全性、性能和成本的權衡、與供應商和最終用戶建立合作關系等。另外隨著技術的發展，電池充電時間將顯著縮短，一次充電行駛路程將更長，電池能量也將更大。

目前，電動汽車的電池種類繁多，除鋰離子電池外，還有鎳氫電池、鎳鎘電池和鎳鈉電池等，其中鎳氫電池已經證明了其安全性能，而且目前大量應用于混合動力汽車。但是由于鎳氫電池能量不如鋰離子電池，加上目前政府對鋰離子電池的支持，其市場受到一定的考驗，Frost Sullivan預計未來鎳氫電池將逐步被鋰離子電池替代。

把脈LIB材料未來市場

電動汽車電池組件主要有陰/陽極活性材料、層板、電解質、分離層和粘合劑，其中陰極活性材料為電池技術發展的關鍵組件。目前，鋰離子電池使用銅作為陽極(添加石墨和LiC6等活性材料)，鋁作為陰極(添加LiMn2O4和LiCoO2等活性材料)，電解質是典型的鋰鹽如LiPF6，分離層主要是聚丙烯材料。

未來電池生產商極力控制生產成本，因此鋰離子電池化工材料的價格都將有所下降。大多數化工材料將供給混合動力汽車(HEV)和電動汽車(EV)，同時美國能源部(DOE)的鼓勵政策將對其行業的投資和參與產生重要影響，公司兼并收購與合資將會成為主流趨勢。Frost Sullivan預測，2008-2016年電動汽車電池材料市場收入年均復合增長率將達125%。

LIB分離層

作為電池的關鍵部件，分離層分隔陰陽極、維持離子傳導，多孔質薄且牢固的分離層能夠提高鋰離子電池的性能。目前分離層材質主要有陶瓷和聚合物(聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等)兩種，材質選擇隨著電池各因素不同而不同。分離層的生產工藝也有兩種，濕法生產和干法生產(不使用溶劑)，濕法生產在亞洲較為常見。

Frost Sullivan預計2008-2016年LIB分離層產量將以每年129%的速度增長。2009年鋰離子電池分離層主要廠商有Celgard、UBE、Tonen Chemicals，總共占據了85%的市場份額，但隨著更多的廠商參與研發，鋰離子電池市場競爭將更趨激烈。

LIB電解質及添加劑

目前鋰離子電池使用的典型電解質是鋰鹽(LiPF6)溶于碳酸乙烯的混合溶劑，LiPF6價格相對便宜且導電性好，但是其產生的HF會對電池層板產生腐蝕，因此產生了LiFAP、LiBOB等替代品。鋰離子電池電解質添加劑市場的價值鏈由以下物質的生產商組成:電解質溶液、添加劑及溶劑、鋰鹽、活性酸和碳酸鋰。

Frost Sullivan預計2008-2016年鋰離子電池電解質及添加劑產量將以每年136%的速度增長，2009年主要生產廠商有Cheil、UBE、Mitsubishi、Tomiyama等，總共占據了超過85%的市場份額。

LIB陽極材料市場

目前電動汽車鋰離子電池陽極活性材料主要是石墨。石墨分天然石墨和合成石墨兩種。天然石墨，有晶狀、非晶狀和鱗片狀。合成石墨純度高，主要由焦炭和瀝青提煉而成，是制作鋰電池的理想材料，但價格昂貴。石墨作為陽極材料會形成鋰針狀晶體，這有助于保證電池結構完整性。因為石墨的儲能性較差，非碳陽極材料現在正在研制中。常見的非碳陽極材料包括硅、錫和鈦酸鹽等。

Frost Sullivan預計2008-2016年LIB陽極材料產量將以每年134%的增速增長，2009年鋰離子電池陽極材料主要生產廠商是石墨供應商，大多為日本廠商如Hitachi、Kureha和Showa Denko，因為其有很廣大的用戶群體。同時歐美、中國廠商也在加大研發力度，預計未來會成為市場新勢力。

LIB陰極材料市場

陰極活性材料是鋰離子電池中最關鍵的部件之一，和陽極材料不同，陰極材料目前應用多種技術，包括鋰鈷氧化物(LCO)、鋰鎳鈷鋁(NCA)、鋰鎳錳鈷(NCM)、鋰錳尖晶石(LMO)和磷酸鋰鐵(LFP)等，其中鋰鈷氧化物(LCO)應用相對較多，但其安全性較低，還不能批量用于電動汽車。

Frost Sullivan預計2008-2016年鋰離子電池陰極材料產量將以每年134%的增速增長，目前主要生產廠商是日本Nichia公司的和比利時的Umicore，歐美的其他廠商如BASF 、Phostech Lithium發展也很迅速。

LIB其他組件材料市場

其他組件材料包括電極材料粘合劑、電極容器和鋰離子電池包裝層板。電極容器主要是金屬箔，主要由日本廠商提供;電極材料粘合劑要求高純度、耐腐蝕和附著力強，目前使用較多的是聚偏氟乙烯(PVDF)。

2009年全球共有約50家電動汽車電池化工材料生產商，主要集中在歐美。這些企業主要為電池生產商、電池組裝商和汽車OEM商提供產品。目前電動汽車電池市場的價值鏈由化工材料供應商、電池生產商、電池組裝商和汽車OEM商組成。價值鏈的垂直整合將成為這一產業的未來趨勢之一。從全球范圍內看，目前亞洲(主要是日本、韓國、中國)為電池化工材料的主要市場，其市場份額占到全球的80%以上，同時歐美市場也在迅速發展，未來也將成為電池化工材料的重要市場。由于油價起伏不定、城市化進程中對能源需求的改變、政府對新能源的鼓勵政策和電池技術的發展，都會促進電動汽車電池化工材料市場的發展。(章勇 編輯)