动力电池行业分析.doc

动力电池行业分析动力电池新能源汽车未来逐渐替代传统车辆已成为各国发展汽车产业的共识.作为核心部件的动力电池则更被企业和投资者看好。动力电源是新能源汽车发展的关键：混合动力汽车是目前最佳的过渡产品.但纯动力电池汽车是未来的发展方向.核心技术在电池技术上的突破。新能源汽车电池概述及动向分析新能源汽车产业是国家战略性新兴产业.其关键技术难点在于电池技术.目前国内电池技术水平.需要生产路线、工艺及科研技术的不断改进和攻关；欧美的几大跨国公司（如：加拿大Phostech公司 包敷碳技术专利 ；美国威能公司 碳热还原技术专利）称其拥有电池核心技术专利及电池材料的成熟技术.成为制约国内新能源汽车产业快速发展的瓶颈。新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统.而动力电池要实现快速充电、安全等高性能.是技术门槛最高、利润最集中的部分。这就要求对电池性能要求很高.必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能.而且要求成本尽量低、使用寿尽量长。从长远来看.燃料电池是很多专家比较认可的方向.因燃料电池在制造研发成本高、性能不成熟、氢原料供应的制约及缺少配套的政策法规等多方面因素.但这是真正符合清洁标准的技术.业内人士认为.随着生产规模不断扩大.成本的降低只是一个时间问题。就大方向来看.新能源汽车的推陈出新势必促使电池技术的拓宽。专业人士认为.未来将燃料电池和蓄电池.或者燃料电池和电容器加以组合.结合二者的优势.会是很好的发展方向。目前普遍应用的蓄电池主要还是铅酸蓄电池。技术上的创新力不够.难以突破铅酸蓄电池比能量低等瓶颈.造成所占的质量和体积太大.且一次充电行驶里程较短的情况.以及铅酸蓄电池生产企业所引发的环境问题.这就需要在铅酸电池性能的研发上进一步下工夫。在目前国内铅酸电池行业进行整合的同时.锂电池将登上电池行业的“主脉”。动力电池种类很多.包括铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铁镍蓄电池、锂蓄电池燃料电池等。业内人士表示.我国动力电池将会沿着镍氢电池锂电池燃料电池这个路线发展.而短期能兑现业绩的只有镍氢和磷酸锂动力电池。几种二次电池的综合性能对比项目 铅酸电池镍镉电池镍氢电池钴酸锂电池钴酸锰锂电池磷酸铁锂电池体积密度64WH/L75WH/L170WH/L320WH/L200WH/L180WH/L质量密度27 WH/kg50WH/kg70WH/kg150wh/kg110wh/kg90wh/kg循环寿命300次1000次750次600次250次2000次自放电率5%/月20%30%5%10%5%安全性能很好很好较好较差较好很好高温性能较好很好好较差很差很好倍率放电好很好较好较好较好较好环保性能污染严重污染严重绿色环保无污染无污染绿色环保一、 动向分析发展历史：动力电池是电动汽车产业的瓶颈和核心1800年- 1859年-1890年-1899年-1870年-1876年-铅酸电池铁镍电池 镍镉电池 免维护铅酸电池镍氢电池 90年代- 21世纪今后大容量锂离子电池 燃料电池/太阳能电池 （超级电容） （太阳能光伏电池）各种电池性能评价： 种类 项目超级电容铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池燃料电池充电时间/小时10 秒几分钟412410123634比能量（Wh/Kg）410304050608090120180500能量密度（Wh/L）120110150200210500600比功率(W/Kg)5001000020040020040040012004001000100200功率密度(W/L)609080110140200充放电次数5000005001000100010001000预计成本(元/Wh)4.00.50.7工作电压（V）工作电流极高高高高中低记忆效应无轻微有有很轻微轻微自放电率(/月）高32530303569低安全性优一般良良差差环境零污染有污染低污染低污染低污染零污染 注：作为电动汽车动力.锂电池性能较为活跃、在某些安全性的技术瓶颈尚未突破的情况下.车用镍氢电池在未来还会有很大的发展空间。目前.锂电池处于发展期.镍氢电池处于成熟期。在混合动力汽车电池线路选择的问题上.业界存在两种观点.一是镍氢电池技术成熟.将会是较长时间的主流；另一种观点认为.锂电池的技术进步和综合优势其他电池无可比拟.将作为新的动力源。 一、免维护铅酸电池1、品牌免维护铅酸电池就是阀控铅酸电池或者叫做密封铅酸电池。免维护是相对于开口铅酸电池而言.它不再需要定期测量电解液的比重、添加蒸馏水等等的维护过程.通过密封已经再复合技术.它能将铅酸电池在充电和放电过程中产生的氢气和氧气重新复合成水.保证电解液不会在电池的使用过程中减少.维持了电池的使用寿命。免维护铅酸蓄电池品牌： 电池比较好的牌子有：GP超霸 、品胜PISEN 、飞毛腿 、南孚 、三洋SANYO国内最大的国产蓄电池厂家：保定风帆 风帆蓄电池国内最大的世界级蓄电池厂家：美国江森 瓦尔塔蓄电池国内铅酸电池五强：风帆 统一 骆驼 东北 巡航2、发展延伸及趋势铅酸电池（VRLA）.是一种电极主要由铅及其氧化物制成.电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池荷电状态下.正极主要成分为二氧化铅.负极主要成分为铅；放电状态下.正负极的主要成分均为硫酸铅。 铅酸电池由于本身材料性能的缺陷（浮充电池不适应快速充电和大电流放电）.以及在环保大的形势下.注定要逐渐淡出电池主流的市场。正所谓：技术最成熟前景黯淡！作为铅酸电池的研究及其发展成果最新资讯：（一） 铅酸电池史有望被改写（二） 硅盐电池将把铅酸电池赶下历史舞台（三） 超威首创智能电池 蓄电池走向电子技术结合之路（四） 铅酸蓄电池行业整合加剧（一） 铅酸电池史有望被改写http:/news.QQ.com 2009年09月05日04:00 新京报 本报讯（记者林其玲）延续100多年的铅酸蓄电池史.有望被陕西中和绿能电源科技有限公司改写。该公司研制的无酸蓄电池“铅氧蓄电池”.上月已通过天津信息产业部化学物理电源产品质量监督检验中心（简称“十八所”）的检测。记者获悉.铅氧蓄电池已获得3项中国国家发明专利.其发明人是陕西中和绿能电源科技有限公司的张西琮、张西玟兄弟。他们将向有关部门做专项申请.希望能够批量生产。张西琮说.“如果顺利.5年内国内电池行业就能上一个大台阶。”检测称“基本无污染排放”铅酸蓄电池1895年由法国学者普兰特（R.L.G.Plante）发明.目前普遍应用于世界各国的各个经济领域。但铅酸蓄电池在生产、实用和废弃处理过程中都会产生污染。据悉.我国每年约有5000多万只、超过30万吨的铅酸蓄电池报废。张西琮介绍.铅氧蓄电池是以铅酸蓄电池为基础.不改变电池和电极结构.用一种复合盐类水溶液取代原铅酸蓄电池使用的稀硫酸水溶液。这种电池的好处是铅在电解液的浓度跟自然状态下水体的铅含量几乎一样。根据十八所的检测.这种铅氧蓄电池“基本可做到无污染排放”。此外.铅氧蓄电池还能提高蓄电池充电效率。张西琮说.“生产过程中铅酸蓄电池用电量为额定容量的7-10倍.而铅氧蓄电池仅为4-5倍；充电过程中铅酸蓄电池用电量为额定容量的1.2倍.而铅氧蓄电池仅为1.04-1.06倍。”专家称需要社会实践检验电池行业的专家王克国认为.“如果这个技术能得到广泛应用.将对整个电池行业产生巨大推动作用。铅氧蓄电池生产过程中不使用稀硫酸.这样工厂就不采用防蚀设备。生产成本降低.蓄电池的售价也必然要降低。”而据张西琮估计.铅氧电池售价“应比铅酸蓄电池便宜1/5。”但是王克国也表示.电池业内对铅氧电池的态度仍是“半信半疑”。一是新技术被认知需要一个过程.“铅氧蓄电池还需要社会实践检验。”二是这项技术的内部材料还未公布.行业的专家一时无法进行验证.“但我们都非常希望它能取得成功。”（林其玲） （二）硅盐电池将把铅酸电池赶下历史舞台 2001年7月 硅能蓄电池采用经济型原料液态低钠硅盐化成液替代硫酸溶液.成为一种全新概念的电解质.基本克服了传统铅酸蓄电池的主要缺点。它采用的密封内化成技术.使生产全过程不产生腐蚀性气体.实现了制造过程、使用过程以及废弃物均无污染。同时.我国拥有硅能蓄电池的自主知识产权。硅盐胶体电池（下称硅盐电池）是当前值得大力推广的高能耐低温摩托车和电动摩托车及电动自行车、电动代步车用的环保型电池。硅盐电池的环保性 尽管此电池的电极仍用铅合金.但由于其废弃了铅酸电池的电解质硫酸.使硅盐电池向环保电池方向迈进了一大步。仅此一点.解决了铅酸电池化成工艺的硫酸挥发物.使工人的生产环境得到了彻底改善.生产工人从此告别了饱尝硫酸挥发物的痛苦。硅盐电解质是酸性不强近中性的胶冻体。据介绍.废弃的电解质不污染环境.不影响生物生长。在使用中如电池不慎破损.人的手、脸等触及胶冻体电解质.也无“烧”坏皮肤之虑。从目前看.我国有多家铅酸电池厂.这么多厂每天都向空气中散发硫酸挥发物.形成地域性酸雨雪落到地面上.对人类、动植物、森林、建筑和古迹等构成危害。全世界每年消耗亿只铅酸电池.如随便丢弃.对大气、土地的污染和对生物的影响将是十分重大的。从硅盐电池不用硫酸电解质这一点来说.就可谓是对人类有了重大贡献。 无过充和过放电问题。3具稳定的电荷容量和稳定的电荷量恢复性能。4自放电率小.便于电池的生产、流通和使用。5性能稳定寿命长。6对小电流敏感.可进行小电流充电。7内阻小.可大电流充电。8硅盐电池适应范围宽。9质量能比铅酸电池大。（注：硅能蓄电池由中国硅能集团自主开发研制。这是一家集硅能蓄电池研发、生产、销售为一体的高科技企业。集团研发基地为广东江门誉洋特种蓄电池厂有限公司.现广东省广州、中山及河北省保定等地有多家分厂。以北京硅能蓄电池有限公司为中心.销售网络遍布全国。）（三）超威首创智能电池 蓄电池走向电子技术结合之路2011年07月06日11:39来源:四川在线 日前.超威自主研发的电动车用智能型铅酸蓄电池荣获2010年浙江省优秀工业新产品、新技术二等奖.同期.超威研发中心获省级优秀企业研发中心称号。荣誉频繁归至.一方面是超威的实力体现.而另一方面.也透视了我国新能源汽车动力电池的发展已相对成熟。 据了解.超威研发的这套智能型电池在系统分析研究的基础上.创新性地提出了一种采用电池技术与电子控制技术相结合的方法.设计出一种在电池充电和放电过程中可自行修复的智能型铅酸蓄电池.在提高电池的性能和使用寿命方面都取得了显著的成效。有效解决了铅酸蓄电池内部因单格电池受损而影响到整组电池使用寿命的情况。智能型铅酸蓄电池的核心技术就是匹配了一种叫“智能平衡器”的功能模块.它能对电池内每一单格电池的充电电压进行精准控制.不仅能提高充电效率.还能保护电池不出现过放电.能确保电池使用寿命长达800次以上。超威在动力电池领域突破性的成就.也有利于扩宽新能源领域市场.同时也将有可能带来更大的出口量。（注：超威研发的这款新兴智能电池.被誉为开创了电子技术和传统铅酸蓄电池技术相结合的道路.是铅酸蓄电池发展史上的一个重大创新.有效解决了长期以来铅酸蓄电池一致性较差的问题.促进了电动车用铅酸蓄电池行业的技术进步.技术处国内领先水平。）（四）铅酸蓄电池行业整合加剧2011年9月6日 16点11分 来源：中国经营网2011年初.国务院下发重金属污染防治十二五规划.要求到2015年.重点区域铅、汞等重金属污染物的排放.比2007年削减15%。2011年3月28日.国家环保部、国家发改委等九部委联合部署开展2011年全面整治铅酸蓄电池行业环境污染的专项行动.要求对铅酸蓄电池全行业进行彻底排查。5月18日.环保部再度发布关于加强铅蓄电池及再生铅行业污染防治工作的通知.明确要求“未依法落实防护距离的.应立即责令停止生产.限期整改”.并提出了“对未经环境影响评价或达不到环境影响评价要求的.一律停止建设”等“四个一律”。根据环保部已公布的统计数据.截至2011年7月31日.各地共排查铅蓄电池生产、组装及回收(再生铅)企业1930家.其中.被取缔关闭583家、停产整治405家、停产610家;有252家企业在生产.80家在建。在全部1930家企业中.从事蓄电池极板加工生产的企业639家.单纯组装企业1105家.回收企业186家。在生产的252企业中.极板加工生产企业121家.单纯组装企业108家.回收企业23家。据统计.全国7个主要电池生产省市(合计占2010年全国产量的78%)仍处于正常生产状态的企业产能仅6000万KVAh左右.仅相当于2010年全国产量的42%。浙江省目前能正常生产企业合计产量仅占2010年全省产量的8%.在市场需求未出现明显变化的情况下.国内的铅酸蓄电池已出现明显的供不应求局面.产品价格出现上涨态势。另据悉.中国移动通信集团共有19家后备电池供应商.目前.因铅酸蓄电池行业整治.中移动已停止了对其中12家供应商的采购.现有合格供应商仅剩余7家。在铅酸蓄电池企业积极整改的同时.行业准入标准的制定也在稳步推进。受工信部委托.今年6月起中国电器工业协会铅酸蓄电池分会着手起草铅酸蓄电池行业准入条件。目前该准入条件讨论稿已经在广泛征求意见后.形成了报批稿报送国家工信部。新的准入条件对新建项目从总量控制、产业布局、技术装备、环境保护以及安全与职业卫生等方面提出了明确要求。为了限制低水平、低技术含量的项目建设.提高行业的整体工艺水平和行业的准入门槛.准入条件还对新建项目的工艺技术水平提出了明确要求。对现有企业.准入条件要求其应依法取得生产许可证、安全生产许可证、排污许可证和开展环境影响后环评.并要求其在1年内采用自动配酸、自动分板、刷板以及自动烧焊或自动铸焊等先进技术.同时确定了现有项目的改扩建均应采用节能减排的内化成技术。这些要求.将促进现有企业加快投资进行技术改造.提升先进产能规模。而资金实力差、技术不先进、环保难以达标的一部分企业届时将不得不退出行业。据悉.该准入条件将于近期发布.这将在行业整治的基础上.进一步加剧行业整合.有利于淘汰落后技术和产能.提高行业门槛.实现产业技术升级与转型.使优秀企业做强做大.促进电池产业健康可持续发展。二、 镍氢电池技术较成熟是近期和中期首选动力电池镍镉电池从十九世纪初期进入.在70年代中期.美国研制成功功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池。镍氢电池与同体积镍镉电池相比.容量可提高一倍.而且没有重金属镉带来的污染问题.工作电压完全相同（1.2V）.工作寿命也都大体相当.但它具有良好的过充电和过放电性能.无记忆效应。目前国产的技术和研发方面.让镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。1、镍氢电池的研发概况我国在80年代时研究与开发了镍氢电池.以其能量密度高、能量效率高、无福污染以及良好的耐过充放电等优点,成为当今新型化学电源研究的热点课题,倍受广泛重视。目前研发的公司：美国的Ovonic公司、德国的Valta公司、荷兰的PhiliPs公司、日本的夏普、三洋电机、东芝、松下电器、松下电池等公司国内研发的公司：科力远 中炬高新 四川长虹 春兰股份 凯恩股份2、镍氢电池发展延伸及趋势镍氢电池是有氢离子和金属镍合成.电量储备比镍镉电池多30%.比镍镉电池更轻.使用寿命也更长.并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多.性能比锂电池要差。作为镍氢电池的研究及其发展成果最新资讯：2000年.中国镍氢电池企业就曾受到美国Ovonic公司在专利侵权方面的指控。包括比亚迪、乐凯、沈阳三普、南海新力和深圳三俊等8家中国电池公司向Ovonic缴纳了大笔专利许可费。（一） 镍氢电池将被政策重点扶持（二） 镍氢动力电池将成为汽车电池主流（三） 将重点发展混合动力汽车用镍氢电池（一）镍氢电池将被政策重点扶持 日期：2010-7-16 15:32:00 “镍氢锂电燃料电池”产业化路径在新能源汽车的发展战略中.世界各个国家和地区都依据自己的评估作了不同的选择.对相关电池技术的研发及推广采取了不同的扶持策略。从当前整体情况看.日本和欧美国家主要侧重于锂电池和燃料电池.而我国由于考虑到资源优势和技术的成熟程度.在新近发布的政策中偏重推广镍氢电池。 在常用的三种车载电池中.铅酸电池由于严重的环境污染.早已退出主流应用；镍氢电池虽然是目前商用化主流.但是主要指标的实验室数据均低于锂电池.且理论上基本不存在提升空间；锂电池尽管性能优越.然而安全性尚不能得到保证.且相对较高的成本也阻碍了其商用。专家预测.新能源汽车将朝着“镍氢锂电燃料电池”产业化路径发展。从发展趋势和速度来看.短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池.因为镍氢电池技术最成熟.未来3年内仍将是新能源车的主流.之后镍氢电池技术将和磷酸铁锂、氢燃料电池三分天下.5年后将逐渐被锂电池及燃料电池所取代。电池巨头松下和三洋也均认为.锂离子动力电池不可能在23年内取代镍氢动力电池.主要原因是镍氢动力电池便宜安全.已经达到规模化生产。锂电池还有课题需要继续攻关.如安全性.因此商业化尚需时日。市场需求可为镍氢电池带来2-3年高速增长。我国已经开展的“十城千辆”计划将为镍氢动力电池带来首批市场需求。据估计.在“十城千辆”计划中.将约有3200-4000辆新能源汽车(包括客车和乘用车)采用国产镍氢动力电池.在三年内带来共计约为3.5-4.4万千瓦时的镍氢动力电池需求。2012年后镍氢动力电池将逐渐被锂电池所取代。 （二）镍氢动力电池将成为汽车电池主流2011/6/8/9:34来源：赛迪网新能源电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统.而动力电池是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。目前.镍氢动力电池刚刚进入成熟期.是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系.全球已经批量生产的混合动力汽车全部采用镍氢动力电池体系。目前.长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经在示范运行.他们采用的都是镍氢电池.不过电池主要来自国外采购.在运用上仍处于研发匹配阶段。不过我国的镍氢电池产业化技术并不成熟。国内镍氢电池企业应该在关键材料上进一步提升水平.争取融入产业链。（三）科力远:将重点发展混合动力汽车用镍氢电池发布时间： 2011年09月05日 16:26 9月5日讯 湖南地区上市公司互动平台开通仪式今天下午在全景网举行。科力远常务副总张聚东表示.公司下阶段将重点发展混合动力汽车用镍氢电池.收购松下湘南工厂后公司大大加快国际化进程、大大提升产品竞争能力.此项业务将成为公司未来几年的增长点。三、锂电池技术是电动汽车较为理想的车用蓄电池锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池主要优点具有高储存能量密度.目前已达到460-600Wh/kg.是铅酸电池的约6-7倍；使用寿命长.使用寿命可达到6年以上.磷酸亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放.有可以使用10,000次的记录；锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统.邮电通讯的不间断电源.以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用.预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一。各种锂电池性能比较正极材料钴酸锂镍酸锂镍钴酸锂镍锰酸锂钴镍锰酸锂锰酸锂磷酸铁锂工作电压3.6V3.3V3.7V3.7V3.7V3.8V3.4V电容量160mAn/g200mAn/g180mAn/g160mAn/g190mAn/g110mAn/g160mAn/g循环寿命500次500次500次500次500次500次1000次价格高较高较高较高较高低较低安全性低低低较低较低较好好应用领域小型电池小型电池小型电池小型电池小型电池动力电池动力电池注：锂镍钴电池是锂镍电池和锂钴电池的固溶体（综合体）.兼具锂镍和锂钴的优点.一度被产业界认为是最有可能取代锂钴电池的新正极材料.但钴正极电池在放电的过程中往往会形金属锂。因为金属锂具有易燃的特性.如果安全措施失效时.金属锂往往引发燃烧.所以安全性还是无法有更大突破。锂锰电池的成本低且安全性比锂钴好很多.但循环寿命欠佳.且高温环境的循环寿命更差.高温时甚至会出现锰离子溶出的现象.高温造成自放电严重.以致储能特性差。锂镍电池的成本较低且电容量较高.不过.制作过程困难且材料性能的一致性和再现性差.最严重的是依然有安全性问题。磷酸锂铁电池则同时拥有锂钴、锂镍和锂锰的主要优点.但不含钴等贵重元素.原料价格低且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富.不会有供料问题.电容量大、高放电功率、可快速充电且循环寿命长.在高温与高热环境下的稳定性高.是目前产业界认为较符合环保、安全和高性能要求要求的锂离子电池。1、 锂电池材料组成锂电池及其附属配件.占整车成本的30%-50%。目前.动力锂电池的成本大约为每千瓦时3000元4000元。锂电池成本构成：原材料占整个电池70%.人工、水电20%.折旧10%。原材料中.正极占30%-40%.隔膜占15%-30%.电解液占20%-30%.负极5%-15%。2、 锂电池的研发概况：锂电池是未来电池的发展方向锂电池及锂电子电池的区别：锂离子电池是可以充电的.锂电池是不能充电的.更不可能快速充电。在电压上锂电池为3V.锂离子电池一般为3.6V-3.7V。锂锂电池（锂原电池）和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。锂原电池的负极是金属锂.正极用MnO.SOCL.(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点.在一些军事和民用小型电器中使用。现在.锂离子电池应用范围更加广泛.电池正极材料通常分为小型锂电池正极材料和动力锂电池正极材料。小型锂电池正极材料主要包括钴酸锂、锰酸锂和三元材料。动力锂电池正极材料主要包括磷酸亚铁锂、锰酸锂和三元材料。在动力锂电池正极材料中.北美的电池企业主要采用磷酸亚铁锂材料.日本和韩国主要采用锰酸锂和三元材料.中国则上述几种材料都用。3、 动力锂电池材料组成锂离子电池是指分别用二种能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。充电时锂离子从正极化合物中脱出经过电解质嵌入负极.同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极.保证负极电荷平衡；放电时则相反.锂离子从负极脱出.经过电解质嵌入正极。在充放电过程中.锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插.被形象地称为“摇椅电池”。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.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、循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%.而且输出功率大、使用寿命长、不含有毒有害物质.被称为绿色电池。 是国内外动力电池发展和应用的趋势。 动力锂电池发展遇到的问题：发展的瓶颈是安全性能和汽车动力电池的管理系统；锂电池材料可分为电极（正极/负极）材料、隔膜和电解液。正极材料是锂电池的核心.目前技术最成熟、应用最广泛、商业化最成功的锂离子电池正极材料是钴酸锂.而各国研发的重点则是能够应用于电动汽车的动力电池用正极材料.比如镍钴锰酸锂.锰酸锂和磷酸铁锂等.负极材料以石墨、固体碳粒为主.新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料；在正负极中间则是电池电解液及隔膜。锂离子电池主要组成材料材料材料实例正极嵌锂过渡金属氧化物钴酸锂.锰酸锂.镍钴酸、钴镍锰酸锂复合材料、磷酸铁锂、钛酸锂负极电位接近锂电位的可嵌入锂化合物人造石墨.天然石墨.石墨化碳材料.石墨化中间相碳微珠和金属氧化物电解液LiPF6 的烷基碳酸脂搭配高分子材料乙烯碳酸脂(EC),丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等隔膜聚烯微多孔膜PE,PP 或它们复合膜.PP/PE/PP 三层隔膜外壳金属钢、铝、塑料正极材料 活性物质要从三方面努力：一是通过技术研发从而加快国内磷酸铁锂专利申请。二是围绕国外企业的核心专利在外围进行布局。三是加强电池结构设计、电池组合控制方面的研究。（注：1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐.如磷酸锂铁(LiFePO?).比传统的正极材料更具安全性.尤其耐高温.耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料。）电解液 溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂.聚合物的则使用凝胶状电解液.目前电解液配套基本已实现国产化.但软肋是占电解液成本约一半的电解质六氟磷酸锂.国内基本没有企业能够生产。隔膜 一种特殊的复合膜.可以让离子通过.但却是电子的绝缘体.在锂电池的部件中它是技术含量最高的.占锂电池成本的20%30%。而目前我国80%的锂电池隔膜依靠进口。负极 活性物质为石墨.或近似石墨结构的碳.导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔.是国内锂离子电池四大关键组件中唯一实现产业化的材料。非碳材料是锂离子电池研究的重要课题.需要生产路线和工艺的不断改进。相关材料在国内的发展形势4. 动力锂电池发展延伸及趋势（一） 主流锂电池之争（二） 锂源动力：成功研制出国内领先的钛酸锂电池（三） 天津造锂电池“中国芯-隔膜（四） 混合动力汽车助力锂电池市场发展（一）主流锂电池之争2011年09月08日14:35锂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电池进行分类。性能之争：锰酸锂VS磷酸铁锂非动力锂电池正极材料通常是钴酸锂.而动力锂电池正极材料当今分为锰酸锂和磷酸铁锂两大派系.日本厂家力主锰酸锂.并且已经推出数款采用锰酸锂电池的电动车.如日产聆风；而美国和中国厂家热衷于磷酸铁锂.A123是磷酸铁锂的龙头厂家。磷酸铁锂在性能上异常优秀.磷酸铁锂作为正极材料能量密度就大于锰酸锂（LiMn2O4： 100 mA?h/g.0.400 kW?h/kg V.S LiFePO4：150 mA?h/g.0.495 kW?h/kg）.而且在各种正极材料中.它的内部阻力是非常小的.这使得电池的使用寿命较长.充放电时发热量小.安全性高。但在工业化成熟度、成本、一致性上.锰酸锂远优于磷酸铁锂。由于电动车用的锂电池是数十甚至数百个电芯连接起来的.对一致性要求非常高.这是磷酸铁锂最难做到的。（注：锰酸锂与磷酸铁锂与锰酸锂相比.磷酸铁锂的容量密度更高.前者为 100-115mAH/g.后者为130-140mAH/g；充放电寿命更长.前者为 500 次以上.后者可达 1500 次以上；工作温度区间更大.前者为 0 至 50.后者则为-40 至 70。同时.磷酸铁锂的成本也要低于锰酸锂。但其致命弱点则是“导电性”不好.目前解决这一问题的主流技术有用导电碳包覆颗粒、用金属氧化物包覆颗粒、用纳米制程让颗粒微粒化等。若该问题得到有效解决.磷酸铁锂的巨大优势将促其成为动力电池的首选材料。）（二）锂源动力：成功研制出国内领先的钛酸锂电池2011-09-05 10:02:00近期钛酸锂电池重新回到大家的视野中.是由于陈清泉原院士的一番话.个人认为钛酸锂可以配5V的正极材料比较有前途：钛酸锂电池具有四大优点：安全性能较好；使用寿命长.钛酸锂电池的循环使用次数达3万次以上；而锂离子电池最长使用次数只有3千次；高倍速的充放电能力.可以实现快速充电。锂电池的负极一般使用石墨.但使用钛酸锂可以提高耐久性。东芝的实验结果表明.负极使用钛酸锂的锂电池与使用石墨的传统锂电池相比.寿命可延长至6倍。这样的话.就不需要在车辆使用寿命期内因电池劣化而更换电池.也不会造成用户的车辆拥有成本上涨。东芝目前正在量产使用钛酸锂的车载锂电池.除了三菱汽车将在该公司的EV上采用这种电池之外.本田也在考虑将其用于该公司开发的飞度EV上。（三）天津造锂电池“中国芯” 2011年08月30日 00:15日前.天津东皋膜技术有限公司年产能3000万平方米的隔膜生产线正式投产。产品经国内一线锂电池大厂测试.关键技术指标达到了世界一流水平.不仅填补了国内高端隔膜产品空白.而且打破了国外相关技术和产品长期垄断局面.标志着国产锂电池有了高品质的“中国芯”。 隔膜是锂电池最核心、最关键、最基础的组成材料之一.被誉为“锂电之芯”.其品质直接决定电池的容量、循环性能以及安全性能。然而.作为占领全球30%40%市场份额的锂电池制造、出口大国.国内隔膜市场超过80%的份额被国外品牌所占据.特别是高端隔膜产品只能依赖大量进口。 （四）混合动力汽车助力锂电池市场发展2011年08月31日 09:00来自电动和混合动力汽车市场的需求推动.锂离子将成为全球最主要的充电电池技术.2010-2020年营业收入将锐增350%。预计2020年全球锂离子电池营业收入将从2010年的118亿美元增长到537亿美元。2015年营业收入将增加到314亿美元.一举超过目前占优势的充电电池技术：铅酸。 目前锂离子比其它技术的成本高得多.是钠硫、铅酸和镍氢电池的两到三倍。但是.锂离子技术价格下降速度将快于其它技术.到2015年将与其它技术持平.2020年将成为成本最低的充电电池类型。内在优势与日益增强的成本竞争力.将促使汽车厂商把锂离子作为其未来电动及混合动力汽车的首选电池技术。 5、三元材料常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2.三元材料则是镍钴锰酸锂Li（NiCoMn）O2.里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整.三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高.但是平台太低。产品特点：成本低廉,高克容量（150mAh/g),工作电压与现有电解液匹配(4.1V),安全性好三元材料锂离子电池的优势： 1、电池安全性能好。三元锂电池在结构上采用铝塑软包装.有别于液态电芯的金属外壳.一旦发生安全隐患.电芯最多只会气鼓.不会产生认为危险。 2、锂离子电池的厚度小.能做得更薄。普通液态锂电采用先定制外壳.后塞正负极村料的方法.厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈.三元电芯则不存在这一问题.厚度可做到1mm以下.符合动力电池的需求方向。3、 电瓶重量轻。三元电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%.较铝壳电池轻20%。4、锂电池采用三元材料容量大。电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高1015%.较铝壳电池高510%. 5、三元锂电池内阻小.电池的内阻较一般液态电芯小.目前电芯的内阻甚至可以做到35m以下.极大的降低了电池的自耗电.完全可以达到国际水平。支持大放电电流的锂电是锂电池电动车的理想选择.成为最有希望替代铅酸电池的产品。 6、锂电池的形状可定制.电瓶可根据客户的需求增加或减少电芯厚度.开发新的电芯型号.开模周期短.有的甚至可以根据需求客户的要求形状量身定做.以充分利用电池外壳空间.提升电池容量。 7、锂电池的放电特性好.高倍率的动力电池采用胶体电解质.胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台。 8、锂电池保护板更加合理.由于采用三元复合材料.电芯本身具有足够的安全性.所以三元锂电池具有更大的发展空间。三元电池与各类型动力电池性能对比图：目前三元电池主要厂商西安汇杰实业有限公司：西安汇杰实业有限公司是一家中型综合性民营企业。公司成立于2004年11月.注册资本1000万元.是一家具有独立法人资格的有限责任公司。经过五年高速而稳定的发展.目前主要业务涉及高科技材料制造、电子商务以及外贸等多个领域.发展势头良好.目前正处于高速发展阶段。 主要产品：锂离子电池正极材料系列.主要有用于高温型锰酸锂、容量型锰酸锂、三元材料及钴酸锂。负极材料主要有钛酸锂。 主打产品高温型锰酸锂物理化学性能优异.各项指标在国内同类产品中处于高水平.0.2C克容量大于等于105mAh/g.500周容量保持率大于90%.首次库伦效率大于80%。常温、高温循环性能突出.在耐高温性上.已突破传统锰酸锂材料55的高温瓶颈.是新型锂离子电池的首选材料。 深圳天骄科技：天骄科技成立于2004年.是国内最早掌握三元材料核心技术的厂商（自己生产前躯体）.现已发展成为国内锂电池材料实力领先的综合供应商：2010年产销三元材料2200吨（产能3000吨）.锰酸锂550吨.电解液220吨（2010年7月投产.产能6000吨）.并取得钛酸锂的行业标准制定权。 宁波金和：公司年产钴酸锂1000吨、镍钴（锰）酸锂1500吨.除满足国内主要电池厂家外.还远销日本、韩国.拥有TDK、LF、三星、天津力神、天津巴莫、比克、联想等一批战略客户.综合市场竞争力处于同行业领先地位。 湖南杉杉：公司是由宁波杉杉股份有限公司（占75%的股份）和中南大学（占25%的股份）联合创办。成立于2003年11月.注册资本5000万元.投资总额近3亿元.是湖南省高新技术企业。三元材料目前生产能力500吨/年。 重庆特瑞：公司为重庆市高新技术企业,注册资金2000万元.公司主要生产和销售锂电池正极材料,目前已投产的产品有TR-101,TR-202镍钴锰酸锂(三元正极材料),目前生产能力为800吨/年。具有高循环.高容量.高压实的三元材料TR-101的合成方法于2008年7月16日荣获国家发明专利。专利号：200610031706。 新正锂业：公司成立于2006年.注册资金1000万元。2009年1月15号.公司改性锰酸锂和镍钴锰酸锂各年产500吨的生产线正式投产。目前三元材料处于试销售阶段。 北京当升：公司现在三元材料、钴酸锂、锰酸锂各占1/3.三元材料年产能1200吨。 湖南瑞祥：给美国3M代工。 盐光科技：公司掌握532型三元材料的烧结技术。 深圳捷顺贸易有限公司：是香港生力集团属下公司.中国总代理欧洲最大电池公司法国SAFT公司各类专业电池.并经销其它知名品牌电池以及本公司生产的“SONIC”电池系列。经营范围：1总代理法国SAFT专业电池2经销日本Panasonic锂电池、镍镉电池及镍氢电池3经销香港SONIC生力牌系列电池4代理进出口业务。三元电池发展延伸及趋势：（一）高性能三元材料动力锂电池即将国产 时间：2011-08-15 10:05 来源： icbuy亿芯网 近日.由上海卡耐新能源有限公司生产的高性能三元材料动力锂电池在北京亮相。据悉.该锂电池是引进日本技术生产的.将于今年年底投放国内市场。上海卡耐新能源公司是由中国汽车技术研究中心和日本掌握电池核心技术的机构日本英耐时株式会社等共同出资设立的中外合资公司.专门从事动力锂电池研发、生产和销售。上海新工厂建成后.将形成1亿安时的产能.并将成为国内唯一大批量生产三元材料锂离子动力电池的厂商.拥有18项专利技术和多项专有技术。据了解.上海卡耐新能源公司即将投产的三元材料锂离子动力电池.采用叠片式软包装形式.其电池能量密度比目前国内市场上风头正劲的磷酸铁锂电池高35%.将对解决电动汽车续驶里程不足的问题是一种有效的解决方案。与磷酸铁锂电池、钴酸锂电池等相比.三元材料锂电池有很多优势.是比较适合的车用锂电池。目前.三元材料锂电池能量密度能够达到160Wh/kg.已经明显高于其他材料的电池。另外.其低温特性、功率特性以及高温储存性也优于其他材料的电池。随着技术的不断提高.三元材料锂电池的能量密度还会有很大的上升空间。目前.该公司已与3家整车企业客户开展合作.开发设计动力电池系统。同时.也受到了国外跨国大公司的关注四、超级电容超级电容属于双电层电容器.是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量.主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。超级电容器的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。国内从事大容量超级电容器研发（大多生产液体双电层电容器）厂家：锦州凯美能源、北京集星电子、上海奥威等十多家。生产厂家生产规模主要生产方向备注锦州凯美能源国内最大的超级电容器纽扣型和卷绕型超级电容器北京集星卷绕型和大型电容器上海奥威车用超级电容器超级电容发展延伸及趋势 （一）中国超级电容产品应用在上海公交车运行2011-09-06 18:15:18 上海奥威科技开发有限公司（百人民企 ）在北京举行的第七届国际节能与新能源汽车创新发展论坛暨展览会上.展出上海11路、26路60辆超级电容公交车新投入使用超级电容。此新型储能装置取代了传统蓄电池.具有充电速度快、使用寿命长、功率密度高、环保节能等优点。电容车在运营过程中.以30秒到3分钟时间.利用乘客上下车完成快速充电.一次充电满载运行（带空调）5到8公里.百公里耗电小于100度.能耗费用是普通燃油车的三分之一。此类公交车辆有扬州亚星客车股份有限公司.该公司已瞄准2014年青奥会.在宁推广最新款超级电容电动客车。（注： 三种车辆的成本这款车售价不低.一辆车要150万元以上。除此之外.启用这款车还需对公交站台进行改造.铺设充电架.这方面的成本预计每个公交站在20万元左右。磷酸铁锂电池电动客车充一次电.也就跑120公里左右.每次充电都要花费一个半到两个小时.电池价格也不低.一块要四五十万元.用56年就衰减需要更换。一辆带空调的柴油客车价格在100万元左右。）（二）津研制成功超级蓄电池 公交充10分钟跑200公里2011-09-07 07:36:00来源: 中国新闻网 据了解.天津市于2010年引进由中国工程院院士周国泰领衔的科研团队.支持开发新型动力电源产品。周国泰院士及其团队采取综合性能平衡设计思路.提出了“内并式”超级电容器结构方案.将活性碳材料引入镍氢电池负极.使普通超级电容器与电池结合为一体.成功开发出高能镍碳超级电容器并已完成中试。经专家组鉴定.其技术达到国际先进、国内领先水平.取得了纯电动车动力电源领域的重大突破。“搭载这种电容器的公交车.快速充电仅10分钟就可行驶200公里.电池寿命还是普通蓄电池的25至100倍。”五、燃料电池技术发展未来可期1、燃料电池的组成及材料燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池.电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等.像一个蓄电池.但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池分成固体高分子型燃料电池(PEFC)和固体氧化物型燃料电池（SOFC）两种。PEFC的电解质为塑料.SOFC的则为陶瓷.就技术水平而言.SOFC远高于PEFC.其中的效率也高10%。燃料电池 可以以氢气为燃料.还可使用多种含正价氢元素的气体作为燃料。（如图）