淺談鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

沈少峰

摘要：目前鋰離子復(fù)合電池被普遍認(rèn)為僅僅是一種新型的二次離子電池，是在目前傳統(tǒng)離子鋰電池制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究發(fā)展而已形成的一種離子電池，它主要用途是通過(guò)依靠鋰金屬離子在二次電池的離子正極和電池負(fù)極之間的快速移動(dòng)而使離子電池正常工作。本文簡(jiǎn)單地簡(jiǎn)要介紹了車用鋰離子燃料電池的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類與其基本定義，鋰離子燃料電池的基本結(jié)構(gòu)與其主要工作作用原理，介紹了當(dāng)前車用鋰離子燃料電池的相關(guān)技術(shù)研究發(fā)展及其現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池產(chǎn)業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;市場(chǎng)趨勢(shì)

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，以能量金屬鋰電池為主要充電負(fù)極的新型各種高比率低能量金屬鋰原電池分別開(kāi)始投入使用，并在目前我國(guó)國(guó)內(nèi)得以普遍推廣應(yīng)用。鋰離子電池能夠成為現(xiàn)代電池的高性能代表的原因有很多，首先，它的容量比一般電池都要大、循環(huán)性也更好，其次，它的使用壽命長(zhǎng)、工作時(shí)的電壓高，而且重量較輕。所以鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中，成為多種便攜設(shè)備的理想電池。

1.鋰離子電池產(chǎn)業(yè)概述

1.1鋰離子電池的定義

“鋰電池”，是一類由鎳或鋰復(fù)合金屬或其他鋰合金材料作為其正負(fù)極導(dǎo)電原料、使用非穩(wěn)定水溶性電解質(zhì)和鋰溶液的塑料電池。它們被分別劃分成以為三種：鋰離子金屬燃料電池和一種鎳磷酸氫氧化鋁金屬電池?，F(xiàn)在鋰基鐵離子混合動(dòng)力電池已經(jīng)成了市場(chǎng)主流。鋰離子復(fù)合電池就是指極為li++的兩種嵌入式離子化合物分別為鋰的正極、負(fù)極。通常以一些活性炭作為材料的正極為一個(gè)負(fù)極，以一些含有高鋰量的化合物材料當(dāng)做鋰的正極。

1.2鋰電池的種類

因正極材料不同，鋰離子電池主要分為：磷酸鐵鋰（LFP），鎳酸鋰（LNO），錳酸鋰（LMO），鈷酸鋰（LCO），以及鎳鈷錳酸三元鋰（NCM）、鎳鈷鋁酸三元鋰（NCA），負(fù)極材料主要采用石墨碳材料。1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，在全充電狀態(tài)下具有良好的熱穩(wěn)定性、較小的吸濕性和優(yōu)良的充放電循環(huán)性能，比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性[1]。

2.鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀

自從全球第一只符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池由索尼引進(jìn)以來(lái)，鋰離子電池發(fā)展也是非常迅速。可以被廣泛視為一種新型的混合儲(chǔ)能燃料電池。由于其自身具有再生能源利用質(zhì)量高、長(zhǎng)期的使用壽命、低離子材料能源消耗、無(wú)限的人工智能記憶效應(yīng)和外部自放電小、內(nèi)部振動(dòng)阻抗小、性價(jià)比高、污染少等六大特征，鋰離子動(dòng)力電池相關(guān)技術(shù)在逐漸進(jìn)入應(yīng)用中已經(jīng)表現(xiàn)了突出巨大的前沿技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、移動(dòng)電話、筆記本電腦計(jì)算機(jī)、攝像頭、數(shù)字相機(jī)、電動(dòng)汽車、存儲(chǔ)計(jì)算能力、航空運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)重要行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。從1990年至2012年間，全球鋰基鐵離子材料動(dòng)力電池市場(chǎng)總產(chǎn)量從0.5萬(wàn)kwh開(kāi)始快速增長(zhǎng)到并發(fā)展至達(dá)到3233.47萬(wàn)kwh，從1990年到20020年期間的時(shí)間里，我國(guó)鋰離子電池設(shè)備行業(yè)以高達(dá)70.8%的年均增長(zhǎng)率立足于全球鋰電池行業(yè)，2000年之后的十年，其平均增長(zhǎng)率逐漸穩(wěn)定至27.1%。

在目前國(guó)家各項(xiàng)政策扶持和相關(guān)優(yōu)惠政策的大力推動(dòng)下，我國(guó)車用新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)生產(chǎn)率繼續(xù)保持了快速增長(zhǎng)提高，對(duì)于車用動(dòng)力電池鋰離子材料電池的市場(chǎng)需要量將來(lái)年會(huì)迅速達(dá)到每年超過(guò)140億瓦時(shí)左右，再隨之加上目前電動(dòng)車和自行車生產(chǎn)市場(chǎng)中車用鋰離子動(dòng)力電池的大量市場(chǎng)消費(fèi)，2015年預(yù)計(jì)全球車用動(dòng)力電池的整體市場(chǎng)綜合規(guī)模已經(jīng)達(dá)到超過(guò)250億元，it用途型鋰離子動(dòng)力電池的綜合市場(chǎng)和預(yù)約綜合規(guī)模預(yù)計(jì)為640億元，儲(chǔ)能型鋰合物離子動(dòng)力電池的綜合市場(chǎng)為30億元，2015年預(yù)計(jì)我國(guó)車用鋰離子材料動(dòng)力電池以及相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)綜合營(yíng)業(yè)收入約920億元，同比2014年同比增長(zhǎng)28%以上[2]。

3.鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)

鋰電池的需求重點(diǎn)目前正處在從消費(fèi)性類電子產(chǎn)品的中小型動(dòng)力電池市場(chǎng)向純純動(dòng)力運(yùn)輸工具的中小型動(dòng)力電池市場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移升級(jí)的歷史性階段。預(yù)計(jì)，電動(dòng)汽車的市場(chǎng)會(huì)在未來(lái)幾年內(nèi)迅速膨脹，同時(shí)對(duì)鋰電池的需求量也會(huì)急劇增長(zhǎng)。在國(guó)家政策的支持和時(shí)代的發(fā)展要求下，2022年我國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)有望以25%的速度增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模急劇擴(kuò)大，以鋰電子電車為主的電車市場(chǎng)規(guī)模也將躍居整個(gè)新能源汽車市場(chǎng)的龍頭，市場(chǎng)規(guī)模急劇擴(kuò)張。據(jù)專家預(yù)測(cè)，電動(dòng)汽車2022年將以31.4%的占優(yōu)勢(shì)超越整個(gè)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的市場(chǎng)，屆時(shí)電動(dòng)汽車需求量的平均值將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)6200萬(wàn) kwh ， cagr 約32%。

隨著我國(guó)移動(dòng)通信無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)從3g向4g乃至5g的發(fā)展方向快速發(fā)展，要求目前我國(guó)在一些城市人口密集的農(nóng)村地區(qū)需要進(jìn)行一些高密度地區(qū)建設(shè)大批小微型基站移動(dòng)通信互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和微型基站，鋰電池將有機(jī)會(huì)成為是此類微型基站移動(dòng)電源的最優(yōu)選擇，未來(lái)幾年由于鋰電池在這些微型基站移動(dòng)電源應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也將使其有望繼續(xù)得到高速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

在我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化傾向的推動(dòng)下，在我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展及其商業(yè)化傾向的推動(dòng)下，鋰電子產(chǎn)業(yè)必將會(huì)面臨新的挑戰(zhàn)。如何與國(guó)際市場(chǎng)保持平衡，如何促進(jìn)整個(gè)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及其各種產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和整合等問(wèn)題都將直接或間接的影響到動(dòng)力鋰電池公司的發(fā)展。

新一代技術(shù)正在加速推廣應(yīng)用，顛覆式產(chǎn)品前景難預(yù)測(cè)。目前離子動(dòng)力電池在整個(gè)新能源和軍事等眾多行業(yè)的地位已經(jīng)越來(lái)越重要，因此全世界各國(guó)都應(yīng)該在保證鋰離子電池研發(fā)進(jìn)度的同時(shí)，為在未來(lái)的幾年或幾十年中更多鋰離子產(chǎn)品的出現(xiàn)和發(fā)展立下根基[3]。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著鋰離子電池市場(chǎng)需求的強(qiáng)勁擴(kuò)張，以及社會(huì)上一些資本流動(dòng)和企業(yè)的大量投入，鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)能也急劇擴(kuò)大，競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。在新一代技術(shù)的突破還尚需時(shí)日的條件下，繼續(xù)提高鋰電池的產(chǎn)品品質(zhì)和安全特點(diǎn)，促進(jìn)鋰電行業(yè)朝更加健康有序的方向前進(jìn)。對(duì)于鋰電池生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，不斷地提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)展長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力鋰電池新材料和技術(shù)，以提升鋰電池的能源密度，安全性并大大降低了成本，是鋰電池健康發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]許寒，郭西鳳，?？±?鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰研究現(xiàn)狀[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2009，41（3）：5-8.

[2]趙靈智，汝強(qiáng).鋰離子電池材料的研究現(xiàn)狀[J].廣州化工，2009，37（4）：3-1.

[3]張騰，唐天宇，侯仰龍.面向鋰硫電池的高負(fù)載量碳硫復(fù)合正極材料研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2019（01）：1-20.