磷酸铁锂电池材料行业研究报告(修改)

磷酸铁锂电池材料行业研究报告PAGEPAGE9磷酸铁锂电池材料行业研究报告一、磷酸铁锂电池材料概述（一）磷酸铁锂电池材料的主要优势1．安全性极好，磷酸铁锂完全解决了钴酸锂的安全隐患问题，不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。2．寿命超长，在室温下1C充放电循环2000次，容量保持率80％以上；是铅酸电池8倍，镍氢电池的3倍，是钴酸锂电池4倍，是锰酸锂电池4-5倍左右。3．不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池，获得CE认证。磷酸铁锂材料列入了“十一五”期间的“863”其他优势：◆电池重量很轻，是铅酸电池的1/3，镍氢电池的63%；◆电池体积小，商品设计可轻量化。铅酸电池的2/3，也较镍氢电池体积小；◆电池单体电压高，为3.2V，串联少，电池组可靠性高；平台性能：1C充放电，3.3~3.0V平台容量达到93%以上；◆放电平台稳定，可作大电流高功率充放电高倍率放电特性：10C充放电效率达到96％以上，容量保持率90％以上，可实现10C放电；◆自放电小；无记忆效应。◆快速充电特性优，2C快充，半小时充足95%；◆工作温度范围宽广（-20C—+75C）。表1：磷酸铁锂电池与传统电池性能比较技术参数镍镉电池镍氢电池铅酸电池磷酸铁锂电池工作电压（V）1.21.22．13.2质量比能量（Wh/kg）30～5050～8040120体积比能量（Wh/L命5005004002000单位价格（RMB/Wh）361.0-1.53-5单位价格/寿命(1000)6122.5-3.751.5-2.5环保有毒略有污染有毒无毒安全性优秀好良好优秀磷酸铁锂电池也有其缺点：例如磷酸铁锂正极材料的振实密度较小，等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池，因此在微型电池方面不具有优势。（二）磷酸铁锂电池材料主要应用领域由于磷酸铁锂电池材料具有无可比拟的优势，很快得到广泛地应用。它主要应用领域有：1．大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等；2．轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等；3．电动工具：电钻、电锯、割草机等；4．遥控汽车、船、飞机等玩具；5．太阳能及风力发电的储能设备；6．UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)；7．替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池；8．小型医疗仪器设备及便携式仪器等。二、磷酸铁锂电池材料国际发展状况国际上生产磷酸铁锂电池材料厂商主要有加拿大Phostech、美国Valence、美国A123等。加拿大PhostechLithium公司，获得了发明者Goodenough教授的独家许可，首家开始生产和销售磷酸铁锂材料，原生产规模一直不大，但是在2007年，获得德国南方化学的投资后，加快了发展速度，计划2007年达到年产900吨。美国Valence公司较早从事聚合物锂电池的生产，在发现磷酸铁锂材料的潜在市场后，于2001年前后开始磷酸铁锂锂电池的产业化生产和销售，并和中国的部分锂离子电池厂家进行合作，以OEM方式生产18650圆柱电池。Valence在中国苏州建设了两个生产基地（威能和威泰），生产磷酸铁锂材料和电池组装。美国A123公司是以麻省理工学院专利技术-离子掺杂改性磷酸铁锂技术为背景，在获得了GE和Motorola等投资人超过一亿美元的投资后建立的。该公司将产品定位在动力高功率电池方面，而受到市场和投资人的追捧，其发展势头比较迅猛。目前正在中国的常州和镇江建设生产基地。从这几家公司的发展可以看出，磷酸铁锂电池材料市场存在巨大的潜力，并且已经浮出水面。但要注意，A123公司与Valence公司，都是以OEM的方式和国内的一些电池厂家进行合作，并不卖磷酸铁锂材料，这制约了国内电池厂商自有技术发展以及巨大的利润空间。因此中国必须研发出自已的磷酸铁锂正极材料，以免又沦为仅是锂电池加工基地的角色。三、磷酸铁锂电池材料国内市场现状（一）国内磷酸铁锂电池材料发展现状国内磷酸铁锂的产业化发展与国际基本同步，目前在性能、产能方面差距并不大，并且成本比国外还低。目前市场上宣称可提供磷酸铁锂材料的厂家超过十家之多，08年三月份统计有26家电池材料厂在生产或有意向生产，其中天津斯特兰、北大先行、苏州恒正、新乡华鑫等几家企业已进入工业化生产。虽然真正具备供货能力的只为寥寥几家，但表明中国企业抓住了此次锂电池发展机遇，使中国锂电在动力电池的产业化方面走在了世界前列。表2：国内磷酸铁锂电池材料主要生产企业新乡华鑫年产200吨；计划扩产到2000吨/年天津斯特兰年产200吨，计划08年扩产至2000吨/年苏州恒正07年实现年产500吨(生产设备已经到位)；北大先行完成中试，年产60吨苏州威能和威泰（美国valence公司分公司，扩产）镇江高博（美国A123公司分公司，正在建厂扩产）常州高博（美国A123公司分公司，正在建厂扩产）湖南瑞翔中试完成；计划07年实现100吨/年山西力之源年产30吨目前国内外已经能实现磷酸铁锂电池材料量产的合成方法均是高温固相法，高温固相法又分传统的（以天津斯特兰、新乡华鑫、北大先行等为代表）和改进的（以美国威能、苏州恒正为代表，也称碳热法）两种。（二）新乡市华鑫能源材料股份有限公司介绍新乡市华鑫能源材料股份有限公司现有各类技术人员200多人,其中大专以上学历人员186人,占86.11﹪；直接从事科研开发的技术人员有82人；其中博士生导师、教授、高级工程师、博士17人。2006年5月份被批准设立博士后科研工作站，目前两位博士在站进行博士后课题研究。新乡华鑫立足于高起点，引进国际最先进的的二次电池及相关材料测试分析设备仪器，使硬件建设水平达到了国内同行业最先进的水平，拥有先进的电池材料分析设备制造设备上百台套；其中具备有国外领先水平的大型精密贵重仪器VMP2/Z电化学综合测试仪、ARBIN电性能测试仪、大电流综合测试仪、ARBIN电池组性能测试仪、BET表面测试仪、激光粒度分析仪、S-3000N扫描电子显微镜、2100DV等离子体发射光谱仪、X射线衍射测试仪、热失重分析仪等先进的材料检测设备等15台可对各种无机、有机材料表面形态观察、成分定性、定量分析、对样品相变温度、相变热、比热等测定。这些设备代表了当代分析测试仪器的国际先进水平。同时大量引进高技术入才，加强和大专院校、科研院所的合作，也和相关业内的专家加强个人之间的课题合作与咨询合作。新乡华鑫和清华大学核能研究院、清华大学化学系、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室、开展了新型锂离子电池材料的研发和电动汽车用动力锂离子电池的研发，与郑州轻工业学院开展了锂离子电池的相关安全性的研究，和中南大学进行了新型二次电池自动化检测的研究与检测设备的开发，和北京有色金属研究总院开展了新型动力型锂离子电池材料的研究与开发，其它还包括哈工大、燕山大学、中国科技大学等的前期研究与合作等，使产学研有机的结合在一起，加快了新产品向产业化推进的步伐，形成了“科研——生产——市场”一体化动作模式，也使环宇集团科技发展中心发展成为架构完善、人员结构合理、设备先进、管理有序、成果显著的现代化产学研有机结合的科研机构。新乡市华鑫能源材料股份有限公司2004年开发磷酸铁锂材料，经过多年研究，目前拥有自主研发的磷酸铁锂正极材料生产工艺，并有自己的专利，生产的磷酸铁锂材料容量高，加工性能良好。目前新乡华鑫在磷酸铁锂以及磷酸铁锂动力锂离子电池方面的研究已申请发明、实用新型专利4项，国家知识产权局已颁发证书。（其专利号是：200510087756.5）（ZL200320103434.1）（ZL03239672.4）（ZL03208937.6）（ZL200420006976.1），另有两项磷酸铁锂材料合成方法的发明专利已经受理，受理号（200610111444.8）（200610111445.2）。新乡华鑫磷酸铁锂目前年产200吨，计划扩产至2000吨/年。（三）国内磷酸铁锂电池材料其它企业介绍天津斯特兰能源科技有限公司成立于2006年，其前身是北京中辉振宇有限公司，拥有磷酸盐正极材料生产工艺技术和生产制造能力。目前主要以生产磷酸铁锂材料为主,开发出系列化产品：包括高能量、高功率等；并已研发出特殊用途的其他磷酸盐系产品，如用于军用高倍率高安全性产品。目前斯特兰在天津建立了年产能超过200吨生产基地（目前实际产能20吨/月），并计划在两年内扩产到2000吨。北大先行科技产业有限公司与北京大学合作，从2001年开始磷酸铁锂方面的研究，并获得了国家863计划和北京市科委的支持。经过多年的努力，自主设计建成了500吨/年的磷酸铁锂生产线，目前已经完成中试，年产60吨/年的磷酸铁锂。山东海霸通讯设备有限公司投资3亿人民币，新建厂房占地350亩。拟建成国内最大的磷酸铁锂动力电池生产基地。万向集团实测了山东海霸的磷酸铁锂聚合物动力电池，发现其性能比锰酸锂电池性能还要好，通常所担心的低温性能在－20℃已经达到80%设计容量，而高倍率放电10C时也可达到80%容量，仅温升过快而已。这表明，磷酸铁锂已经基本达到电动汽车的使用要求，当然磷酸铁锂要大行其道，可能还有一些工艺完善，产品质量稳定化的过程，但据预测，2－3年内必是磷酸铁锂作为动力电池的主流，这个观点是绝大多数动力锂电池生产者和研究者的共识。深圳市比亚迪公司、深圳雷天等正致力于研究使用磷酸铁锂电池的电动汽车，目前大批量采购国内生产的磷酸铁锂。ATL广东新能源目前每月对磷酸铁锂的需求是10吨，天津力神在经过长时间的为ValenceOEM后，每月也有固定的磷酸铁锂需求。还有一些锂离子电池生产厂家都已经对磷酸铁锂系列的电池进行了较长的研究，已经获得了使用经验，市场已经逐渐成熟。欧美、台湾、日本方面对磷酸铁锂材料也有很大的需求量，目前磷酸铁锂材料在国内和国际市场上都处于供不应求状态，苏州恒正科技制备的磷酸铁锂材料售价高达20多万/吨，另外，台湾必翔愿意独家包销湖南瑞翔的磷酸铁锂材料5年，足见国际市场磷酸铁锂的需求之旺盛。磷酸铁锂作为新型高能锂离子电池的正极活性材料及电子材料产品，随着电池工业及电子工业的发展，具有广阔的市场前景。在未来的两三年内，磷酸铁锂的市场需求量将达5万吨以上，尤其是在动力型电池应用方面对磷酸铁锂的需求将大幅增加。四、磷酸铁锂电池材料潜在市场分析（一）油电混合车市场分析油电混合车(HybridElectricVehicle，HEV)市场因环保意识抬头影响，油电混合车备受市场注意，未来市场成长潜力佳。HEV比传统引擎节省50%的汽油消耗，每公升汽油可以行驶惊人的23.3公里，远高于一般汽车的10~12公里，因此可以有效减少汽油的使用，极具节能的效果。06年全球HEV销售约40万辆，预估2007年成长50%至60万辆，2010年更将成长至210万辆，预估2015年将达600万辆以上。目前HEV均以镍氢电池为主，未来将有2/3会采用锂离子电池，安全性极佳的磷酸铁锂将成为明日之星。假设1台HEV电池约需人民币5万元，预估2007年HEV电池市场达人民币300亿元，2010年将成长至1050亿元，年均复合增长率CAGR达52%。（二）电动自行车市场分析近期除HEV外，电动自行车（Ebike，此部分含电动速克达）市场同样因为环保意识而呈现大幅成长。主要是因为Ebike不需使用石化燃料、售价及使用成本相对低廉、可以解决都会区停车及塞车问题、没有空气及噪音污染等四大优势。目前全球Ebike市场中国占约95%，主要是因为中国近年来经济快速发展，城市地区人口大量移入，居民收入快速成长，由于二次电池与马达技术的进步及政府考虑能源与空气污染的问题，大力推动Ebike并禁止摩托车的发牌所导致的。预估全球Ebike需求将从2006年的1,511万辆成长至2010年的3,082万台，目前中国Ebike高达90%采用铅酸电池，镍氢电池仅8%，锂离子及其它电池仅2%。预估未来将改以锂离子电池为主。假设一台Ebike需要30颗磷酸铁锂电池，预估Ebike电池市场规模将从2006年的人民币187亿元成长至2010年的381亿元，CAGR达19%。（三）电动代步车及电动轮椅车市场分析2006年全球电动代步车及电动轮椅车市场需求约80万台，每年以7~10%速度成长，预估2010年可达120万台。此市场目前主要均以铅酸电池，但也将逐渐朝锂离子电池发展。假设一台电动代步车或电动轮椅需要60颗磷酸铁锂电池，预估电动代步车及电动轮椅车电池市场产值可由2006年的人民币22亿成长至2010年的30亿元，CAGR为9%。（四）电动手工具机市场分析受惠欧美房屋DIY修缮风潮盛行，电动手工具机市场需求庞大，每年约稳定成长5%。目前以镍镉、镍氢电池为主，近年来锂离子电池已逐渐打入此市场，未来比重将持续增加。全球最大电动手工具大厂Black&Decker(B&D)曾推出1款799美元的超热卖新产品组（DCX6401ComboKit，各产品可单独销售），这款产品不过在上市后的第2个季度，便因可1小时高速充电、强大功率提升效率、高安全性与2,000次以上的电池循环寿命等优点，创下2,000万美元的销售成绩，打破B&D创立以来的所有纪录。B&D表示这些新产品不再需要电线，只要装上电池就可以获得比过去插电的旧产品更好的工作效率，这是重大突破，将彻底改变全球电动工具市场的生态。在国际大厂带动下，预估磷酸铁锂电池在电动手工具机市场的渗透率可快速提升。假设1台电动手工具机需要3颗磷酸铁锂电池，预估2010年电动手工具机的电池市场产值可达到人民币226亿元。（五）太阳能LED路灯储能市场分析由于全球暖化严重，环保意识提高，具有节能效益的太阳能LED路灯前景备受看好。太阳能LED路灯不仅可以透过太阳能发电减少石化燃料的使用，更可透过使用LED照明降低电力的使用量，具有双重节能题材。全球太阳能LED路灯将以偏远地区首先采用（因为偏远地区电力设施较不完善，市电供应较少，所以需要透过太阳能发电），而中国因为政策的推动将为全球成长最快速地区。假设中国LED路灯全采用太阳能发电，且1盏太阳能LED路灯储能设备需要140颗磷酸铁锂电池，预估太阳能LED路灯储能设备电池市场产值可由2007年的人民币1.5亿成长至2010年的40亿元，CAGR为190%。若上述5个市场全部100%采用磷酸铁锂电池，预估2010年磷酸铁锂电池市场规模达1726亿元，2007-2010年CAGR达32%，其中以HEV市场占比重最大，达到61%。长期而言仍将以汽车市场规模最大，若全部汽车都改为HEV，2010年HEV电池需求高达人民币3兆元以上。总之，磷酸铁锂电池及材料市场商机无穷，值得期待。五、磷酸铁锂电池材料行业发展前景（一）行业发展有利和不利因素1、有利因素1）在二次电池领域，传统的铅酸和镍镉电池比能量都很低，且铅和镉都是有毒金属，2005年、2006年，欧盟相继出台了两项与化学品相关的法令，RoHS与REACH，前者限制了铅、镉等6种化学元素的使用，后者则规定上万种化学药品要重新注册。两条指令的实施大大限制了现行电池的使用。我国出口退税政策也作了大幅度调整，铅酸、镍镉电池出口不再退税，再加上镍、铅等原材料价格上涨，使镍氢、铅酸、镍镉电池生产本成也大幅提高，形势严峻。以磷酸铁锂电池为代表的锂电池出现了新的市场机遇。2）国内在磷酸铁锂的产业化发展与国际基本同步，目前在性能、产能方面差距并不大，并且成本比国外还低。未来在国际市场竞争中，将