2009年电池行业报告

2.1 锂电池行业分析 2.1.1 关于动力锂离子电池相关定义 动力锂离子电池是以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池的一种。 2.1.1.1 锂离子动力电池的优越性基本上可归纳为： 工作电压高（是镍镉电池氢 -镍电池的 3 倍） 比能量大（可达 165WH/，是氢镍电池的 3 倍） 体积小 质量轻 循环寿命长 自放电率低 无记忆效应 无污染等 动力锂离子电池是专门为机动车提供动力的锂电池，具有零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点，是国内外动力电池发展和应用的趋势。 2.1.1.2 动力锂电池管 理系统特性 ： 充 /放电智能管理（如：充放电自动均衡 /过充 /过放） 精确的电压 /电量测量 过流 /过温自动保护 系统硬件自诊 故障智能诊断 /报警 电池性能诊断 强抗干扰能力 系统安全性高 2.1.2 我国动力锂离子电池应用市场分析 2.1.2.1 国内外动力锂离子电池应用市场概况 随着混合动力电动汽车等双线（ bi-wire）电子控制产品的发展，该产品可望广泛用于需要高可靠性的备用电源（估计市场规模在数百亿日元）等领域，期待对环保安全的汽车的普及等作出贡献。日本GS 汤浅株式会社日前宣布该公司成功开发出在高温条 件下也能够使用的可靠性显著提高的新型锂离子电池 TOUGHION TMPEND。 目前，我国小容量锂电池 如手机电池、笔记本电脑电池等的生产已基本趋于饱和，但是大容量的动力锂离子电池却依然没有进入市场。电动车及大型移动电源应用领域仍是铅酸体系电池占据着主导地位。 锂离子电池自问世以来一直以钴酸锂、锰酸锂正极材料为主导，钴酸锂及锰酸锂材料由于自身安全性差，循环寿命短、价格昂贵等缺点，都不能真正适用锂离子动力电池产业需要。 新一代锂电正极材料磷酸铁锂逐步粉墨登场后，真正为大容量锂动力电池的发展和更新展现了广阔 空间，开辟了新天地。锂电池取代铅酸、镍氢等电池体系的局面将成为电池产业发展的必然趋势。 2.1.2.2 燃油汽车、摩托车领域 目前锂离子动力电池已经完全能够在电动自行车和电动摩托车上应用。利用锂离子动力电池体积小、质量好的特点，已设计出电池总重量仅为 3.6KG 的电动自行车。 2008 年全国电动自行车产量 2020 万辆，由此每年将需要锂离子电池 20000 万 Ah 左右。台湾 EVT 电动摩托车公司选项用3.6V/100Ah 锂动力电池组装的电动摩托车，续驶里程达到 200km，最高时速可达 90km 100km。 2.1.2.3 电动汽车领域 锂离子电池的最大优点是比能量高，且寿命长、充放电效率高，可快速充电，无重金属污染。但目前碳酸盐锂离子电池易爆炸，存在安全问题，因此很难用作电动汽车动力源。正研制开发的聚合物锂离子电池，即固态锂离子电池安全性能高。固态锂离子电池在能量密度比方面高出液态锂电 30%，在外形方面具有很强的随意性和可变性，灵活性很强。可根据所用电器形状的改变而改变，如带状、圆状、方块状，从而可以使电池做得更小、更轻、更适合于各类移动工具的需要，有着广阔的市场空间 。 预计 在未来的 2-3 年内，固态聚合 物锂电将是全球锂电的明星。作为电动车动力源之一的固态锂离子电池有着广阔前景。 2.1.2.4 电动摩托车领域 电池是电动摩托车的心脏，其发展程度直接决定了电动摩托车的技术水平。近十年来，二次电池技术发展速度非常迅速，密封免维护铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、高分子聚合物锂离子电池、锌空电池、燃料电池等可谓章头并进，有的在制造工艺上有重大改进，有的在材料特性上取得较大发展，有的在研究上出现重大突破，总之让人们看到了美好的前景。现阶段电动摩托车使用的电池主要有 3 种：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池的比 能量是镍氢电池的 1.52 倍，具有工作电压高（ 3.6V）、循环寿命长和无记忆效应等优点。 2.1.2.5 电动自行车领域 我国电动自行车 2002-2009 年产量变化趋势表 产量 （万 辆）58 1584006751000160021382500050010001500200025003000产量 （万 辆） 58 158 400 675 1000 1600 2138 25001 2 3 4 5 6 7 8 9 目前在电动自行车上应用的大功率锂离子动力电池基本上都是由多只单体电池串联、并联而成的。在其应用过程中，锂动力电池存在的问题主要是各个单体电池之间的离散性较大，从而影响整个电池组的安全性和使用寿命。因此，我们认为理想的锂动力电池组管理应该是对电池组的均衡充放电保护及控制。这种控制的要求是： 不仅能够管理和保护电池组中的每一单体电 池；而且在放电时还要使每只电池的电压保持均衡一致，如同很多杯水在同一个水平线上平衡一致地往外流； 在充电时要保证电池组中的所有电池在同一个电压线上均衡一致地进行充电，直至所有电池充满为止； 综上，也就是说电动自行车用锂离子动力电池在使用过程中，要始终保持电池不过充、不过放、不发热、寿命长，尤其是使用安全，这就要求电池组必须具有对每只单体电池充放电均衡及保护功能。 2.1.2.6 电动工具领域 我国电动工具 2005-2009 年产量变化趋势表 产量 （万台）2250025300292003250005000100001500020000250003000035000产量 （万台） 22500 25300 29200 325001 2 3 4 目前镍镉电池主要的市场之一是电动五金工具锂离子电池越来越多地应 用于高端电动工具领域。如果动力锂离子电池技术进一步成熟，欧盟可能会再次修改电池指令，甚至禁止镍镉电池在电动工具上的应用。同时，我国已于 2006 年 3 月 1 日起开始实施电子信息产品污染控制管理办法，镍镉电池的使用将可能受到一定的限制。2008 年镍镉电池的出口量减少了 10%。因此，未来几年，锂离子电池在电动工具领域应用会越来越广泛。 2.1.2.7 动力锂离子电池在其他市场应用分析 2.1.2.7.1 矿灯电源 酸矿灯容易引发事故。目前国内矿难爆炸事故中， 80%是由矿灯打火，引燃瓦斯引起的。矿工使用的传 统铅酸矿灯重达 3 公斤，笨重而危险，稍有不慎，就会酿成悲剧。国家采煤机械质量监督检验中心矿灯检验站臧才运博士指出，保护电路是矿灯安全与否的核心。因铅酸矿灯无短路保护装置，极易引起瓦斯爆炸，而锂电矿灯彻底根除了瓦斯爆炸的隐患。锂电矿灯的 IC 保护电路，具有过充电、过放电及电流短路保护等功能，其短路保护时间，优于国家矿灯短路动作时间应小于 15 毫秒的规定，通过了国家矿灯专业部门鉴定，保证了锂电矿灯在井下的使用安全。 2.1.2.7.2 UPS 不间断电源 随着计算机行业和各种信息网络的发展，不间断电源（ UPS）市场不断扩大。各种网络的正常运行，必须要有可靠的电源系统作保障。据中国电子报的统计，中国的 UPS 市场规模在 50 至 100 亿元。锂离子 UPS 动力电池的使用寿命大约为传统铅酸的 2 至 3 倍，价格在2 至 3 倍左右，由于在价格性能比上的优势，锂离子 UPS 动力电池市场非常看好。 2.1.2.7.3 通信用充电电池 自九十年代初锂离子电池上市以来，锂离子电池以其高比能密度和使用寿命长而受到重视，发展迅速。美国、韩国和台湾等地区也重点发展锂离子电池。近几年来，锂二次电池发展迅猛，试图取代镉镍和镍氢电池，其中 采用聚合物（高分子材料）作电极和电解质材料的研究开发尤为引人注目。 目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢 (Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种，而且随着便携式电子产品的应用越来越广、市场需求越来越多，这些电池的需求量也随之增加。 基于如此广阔的市场，世界各大电池公司为了在这个市场领域中取得领先的地位，无不致力于开发具有更高能量密度、小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循环寿命与低成本的新型电池。其中，聚合物锂离子 (Lithium ion polymer)电池因为具有上述各项优点，更是各家厂商致力研发的 目标。聚合物锂离子电池基于安全、轻薄等特性，符合便携、移动产品的要求 。 因此，在未来 2 3 年内，聚合物锂电池取代锂离子电池市场的份额将达 50，被称为 21 世纪移动设备的最佳电源解决方案。 2.2 动力锂电池行业进入障碍 随着现代技术发展和不断进步，全球对各种锂电池需求十分庞大，例如， 2006 年，全球手机、手提电脑等便携式电子产品对电池板的需求总量为 40 亿只 (块 )，而供货总量只有 20 亿只（块），需求缺口占百分之五十（ 50%）。国家对此也出台了相关的产业扶持政策，近几年，我国也涌现了如比亚迪、比克等一些 投入巨资的锂离子电池专业厂商。但我国动力锂离子电池的生产工艺技术与世界先进水平相比还有较大的差距，这些厂商生产的锂离子电池主要是常用的手机，动力锂离子电池还在研究开发之中。尤其是纳米分子材料的瓶颈，始终无法得到有效突破。 联合动力公司经过长时间技术攻关，已经成功地解决了磷酸铁锂正极材料的导电性技术瓶颈，使这种新型的材料能够用于高倍率动力锂离子电池的产品中。磷酸铁锂正极材料的高导电性技术瓶颈是行业内基础研究的重点，世界各国都在探讨如何改性。联合动力公司自主开发的磷酸铁锂正极材料的高导电性新技术，在同行内率先 解决了磷酸铁锂正极材料的高导电性技术瓶颈，并通过专利保护形式，使公司在这一领域处于行业的领先地位。 实用新型专利 :一种锂离子电池用安全阀，中国专利号 : ZL 2008 2 0085269.4 发明专利 : 锂离子电池的高导电性磷酸铁锂正极材料的制备方法，专利申请号 : CN2008 1 0063307.0 发明专利 : 锂离子电池的高导电性正极材料的制备方法，专利申请号 : 200810162749.0 实用新型专利 :一种锂离子电池用防爆阀，专利申请号 : 200820169978.0 第 3 章 联合 动力公司的竞争优势 3.1行业竞争分析 迄今为止，锂离子电池在便携式电子设备市场基本确立了统治地位，继取代镍镉、镍氢电池成为 3C 市场的主角之后，锂离子电池必将进一步占领 4C 市场。随着电池材料的不断深入和革新，锂离子电池将会取得新的突破，其应用范围将不断扩大。 锂 离子 动力电池以其本身的质量自备条件，市场 潜力不可估量 ，在市场的角逐中，必然要战胜传统的蓄电池，并彻底将其淘汰出局。 虽然锂离子电池的生产在我国起步较晚，只是到了 97 年年底在国家的重点支持下才引进了几条生产线，但经过 10 多年的发展， 现已有锂电池大小生产厂家几百多个。 3.1.1 含有 锂 电池业务的主要相关上市企业： 比亚迪电池有限公 司 深圳市比克电池有限公 司 中信国安盟固利电源技术有限公司 TCL 电池有限公 司 3.2 联合动力在磷酸铁锂动力电池方面的竞争优势 相比国内锂电池企业，联合动力锂电池的优势集中体现在以下几方面： 3.2.1 技术优势突出 锂离子电池容量提高的关键技术之一是其电极材料。锂离子电池刚诞生时，商品化负极材料的可逆容量仅仅为 200mAh/g，目前已经增加到 330mAh/g(MCMB)。但是最多也只能达到石墨的理论容 量372mAh/g。显然，为了进一步提高材料的可逆容量，有必要进行新型材料的研究和探索。纳米技术的发展为锂电池材料的深入研究提供了一种新型的方法，可以大大提高负极材料的可逆容量，联合动力在纳米材料上拥有成熟的核心技术。 3.2.2 下游市场容量庞大 中国是拥 有 4 亿 辆保 有量 的自行车王国，近几年一种新型的自行车即电动自行车开始加速进入人们的生活，至今 我国 已拥有数百家 电动自行车厂商 。 2008 年我国的电动自行车年产量已达 800 万辆。长三角地区作为电动自行车的主要生产基地，产量占全国的 80%。无论在市场还是信息上都具 有得天独厚的优势。 3.2.3 上游产业基础雄厚 长三角地区在锂离子电池上游材料产业上居国内龙头地位，是国内锂离子电池厂商主要供应基地。占据国内 60的材料市场，长三角地区拥有一批国内知名的材料厂商，如杉杉科技、国泰华荣等。 3.2.4 属于产业政策支持领域 锂离子电池是一种高产值高附加值的高科技产品，能耗少、水耗少、物耗少、占地少、污染少、技术密集程度高，符合国家的产业政策。 从生产制作过程来说，锂离子电池的能耗、水耗、物耗、占地面积都会比镍镉、镍氢电池优越，其原因是锂离子电池的输出电压为3.7 伏，镍 镉、镍氢电池只有 1.2 伏，因此就单位体积的容量而言锂离子电池是最大的。目前锂离子电池芯能达到的比能量为 135W.h/Kg 和 353W.h/L（ 2 倍与 Ni-Cd,1.5 倍于 Ni-MH），但实际上每公斤原材料的能耗、水耗、物耗、占地面积基本相似。同时锂离子电池没有环境污染的问题，而镍镉电池中的镉是非常有害的。 锂离子电池生产制作在技术程度上要高于镍镉、镍氢电池许多，技术附加值相对来说要高。 3.2.5 产品前景广阔 电动汽车是一种以电力替代燃油、以电动机代替内燃机的公路车辆，分为电池（驱动）电动车（ EV）、混 合型电动车（ HEV）与燃料电池电动车（ FCEV）三大类。 世界能源的短缺和环保问题促使丰田、本田、福特、通用汽车等大汽车公司及加拿大、澳大利亚甚至印度都参与了电动汽车的研发和产业化工作。从目前的技术成熟程度来说， 锂离子动力电池完全适合电动轿车起动时需要短时间（几秒）的大电流放电 、 加速爬坡时的快速放电以及 较长 的续驶能力。 日本丰田电动车公司于 1997 年开始在全球第一个实现了混合型电动汽车（ HEV）的批量生产、使用的是240 个 6.5Ah 的 Ni MH 电池，而后尼桑既开始生产使用锂离子电池的 HEV（ 48 个电池堆）。国 内比亚迪于 2005 年研发出了纯电动汽车，中信国安 2008 年奥运会期间提供的电动大巴等。充分表明 了锂离子电池必将深入到汽车领域。 电动汽车的产业化估计在今后 10 年内完成，但在产业化进程中必须解决的是降低电源成本、提升工作性能的问题。电动汽车发展到现在，关键在于电池。近十年内必须开发出高比能、高比功率、能快速充电和具有深度放电功能、循环和使用寿命长、安全、不污染环境、可再生及价格合理的电池及相关材料。 3.2.6 联合动力竞品特性分析 电池类型 镍酸锂 锰酸锂 磷酸铁锂 容量 /Ah 45 100 10 比能 量 /(Wh/kg) 150 120 110 比功率 /(W/kg) 420 不详 600 寿命（次） 低于 1500 次 大于 500 次 大于 2000 次 工作温度 / -40 -65 -20 -60 -40 -60 生产厂家 法国 SAFT 公司 中信国安盟固利公司 联合动力 能源 股份公司 产业化 规模生产 研制成功 研制成功 上表可以看出，联合动力公司的产品在循环寿命和比功率性能上，远远优异于市场其他产品。但在目前制约动力锂离子电池发展的问题上价格，必须要加大研发的投入力度，降低电池成本。 第 4 章 市场 需求分析及未来 3 年财务预测 4.1 行业市场需求分析 4.1.1 电动自行车行业需求 我国是自行车大国，拥有 4 亿量自行车，鉴于我国的国情，电动自行车作为介于机动车和非机动车之间的代步工具，有着许多突出的优点和实用性，市场前景广阔，即使只有 10%自行车换成电动自行车，就是 4000 万辆的市场。所以，近年来我国研制生产电动自行车的厂商如雨后春笋般迅速增加，已有 400 多家，特别是浙江省，一直是我国电动自行车主要制造基地，全国最大的电动自行车生产厂就在杭州。 目前，因为技术发展原因，大部分电动自行车采 用铅酸电池作为电源，但这种电池重量太重（ 20kg 左右）、体积大、一次充电行使路程短（不到 40km）、循环寿命短、充电麻烦，这些因素都让消费者忧怨不堪；在全球对环保意识不断加强的今天，铅酸电池的应用将会受到很大的限制，特别是电动车的出口，西方国家已经明确规定不能配备这种污染环境的铅酸电池。如果采用同等技术参数的动力锂离子电池组，其重量不到 4kg，组装的自行车轻便，一次性充电行驶里程 50km以上，使用寿命是铅酸电池的 6-7 倍，应该是今后理想的电动自行车电源。 专家估计，未来 10-15 年内，电动自行车将逐步取代 自行车。动力锂离子电池，作为电动自行车最理想的驱动源泉，其市场占有量会随着电动自行车的逐渐增加而增加。 4.1.2 电动摩托车行业需求 除电动自行车已经形成市场外，电动摩托车市场也在逐渐成长。采用动力锂离子电池组装的电动摩托车，充一次电的行驶里程可达200 公里，最高时速可达 90-100 公里。在国内，各大摩托车厂商都在准备采用动力锂离子电池作为电动摩托车的电源，这种局面无疑给动力锂离子电池的未来市场创造了无限的商机。 4.1.3 全电动汽车行业需求 与电动车和电动摩托车相比，全电动汽车的研发工作已经持续的很多年，目前，全电动汽车的洋车已经推出，可望在不久的将来，进入市场。 因此，动力锂离子电池在电动自行车、电动摩托车、电动汽车等领域有着非常广泛的应用前景。 4.1.4 其他行业需求 除此之外，在国防军工、航天等重大领域，动力锂离子电池体积小、重量轻、容量大、可快速充放电等技术优势将成为军事装备动力及系统的重要动力之一。 动力锂离子电池及其组件的应用，可以大幅度减低武器装备动力电源的体积和重量，延长武器装备电源的工作时间，提高武器装备的启动动力，使军事装备的动力性能得到改善等，目前，国防军工对锂离子电池的 需求，如通讯装备、便携式武器、保暖服装等用量已经很大，是一个非常重要应用领域。 随着 IT 产品的不断发展， IT 产品的工作能源已经成为其发展的主要瓶颈之一，动力锂离子电池的诞生将给便携式 IT 产品带来更大的发展机遇。除上述领域之外，动力锂离子电池在 UPS 备用电源（如发电站电网用直流屏）、小型电动机、电动工具、矿灯等许多方面都有着的广泛应用潜力，其市场前景十分光明。 目前，在全球范围内，动力锂离子电池仍处于产品研发当中，还没有定型的产品投入市场。但动力锂离子电池全球市场的发展