锂电池行业综述报告Word格式.docx
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这种锂镍置换的立方的没有电化学活性，而且该反应的逆过程很慢并且不完全。
此外在充放电过程中，LiNiO2还可能发生其他一系列的结构变化，而导致嵌锂容量的损失。
因此实际上镍酸锂无太大实用
价值。
3.镍钴二元复合材料
考虑到钴酸锂价格昂贵，镍酸锂合成困难，研究人员开发出镍钴二元材料结合了二者的优点，用价格相对低廉的镍替代部分钴，合成具有LiCoO2一样的优良电化学性能的正极材料，那么将具有广阔的应用前景。
4.尖晶石锰酸锂（Li2Mn2O4）
尖晶石锰酸锂能够产生4.0V的电压平台，与钴酸锂相当，理论容量148mAh/g，实际容量120mAh/g左右，比现在所用的钴酸锂稍低。
与钴酸锂和镍酸锂相比，锰酸锂原料来源广泛，价格非常便宜（只有钴的10%），而且没有毒性，对环境友好。
曾一度被认为是替代LiCoO2的首选锂离子电池正极材料。
但是尖晶石Li2Mn2O4容量容易衰减的。
5.磷酸铁锂（LiFePO4）
1997年，Goodenough等研究人员首次报道了橄榄石型的磷酸铁锂（LiFePO4）可用于锂离子电池正极材料，其中的锂离子可以完全从晶格中脱出形成层状FeP04，其相对于锂的电极电压为3.5V，理论容量为170mAh/g。
6.材料性能综合评价
综上所述，LiCo02的研究比较成熟，综合性能优良，但价格昂贵，容量较低，毒性较大。
LiNi02成本较低，容量较高，但制备困难，材料性能的一致性和重现性差，存在较为严重的安全问题。
镍钴二元复合材料，兼有LiNi02和LiCo02的优点，但仍存在较为苛刻的合成条件，综合性能有待改进。
同时由于含较多昂贵的Co，成本也较高。
尖晶石Li2Mn2O4成本低，安全性好，但循环性能尤其是高温循环性能差，在电解液中有一定的溶解性，储存性能差。
因此
上述钻酸锂、镍酸锂、锰酸锂及其同类正极材料尚不能满足要求。
磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月（比亚迪公司）。
其充放循环寿命达2000次，过充电压30V下不燃烧，穿刺不爆炸。
磷酸铁锂正极材料类锂离子电池更易串联使用，以满足电动
车频繁充放电的需要。
由于同时具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，磷酸铁锂可视为是新一代锂离子电池的理想正极材料
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（二）负极材料
目前，锂离子电池所采用的负极材料一般都是碳素材料，如石墨、软碳（如焦炭等）、硬碳等。
正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡
基氧化物、锡合金，以及纳米负极材料等。
作为锂离子电池负极材料要求具有以
F基本性能:
（1）锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输出电压高；
（2）在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱插以得到高容量密度；
（3）氧化还原电位不会发生显著变化，可保持较平稳的充电和放电；
（4）插入化合物应有较好的电导率和离子电导率，这样可减少极化并能进行大电流充放电；
（5）从实用角度而言，主体材料应该便宜，对环境无污染；
碳负极锂离子电池在安全和循环寿命方面显示出较好的性能，并且碳材料价廉、无毒，目前商品锂离子电池广泛采用碳负极材料。
近年来随着对碳材料研究工作的不断深入，已经发现通过对石墨和各类碳材料进行表面改性和结构调整，将比容量从原来的理论值372mAh/g，大大提高到700mAh/g〜1000mAh/g,
同时使锂离子电池的比能量大大增加。
目前，已研究开发的锂离子电池负极材料主要有：
石墨、石油焦、碳纤维、热解炭、中间相沥青基炭微球（MCMB）、炭黑、玻璃炭等，其中石墨和石油焦最有应用价值。
一般来说，根据石墨化程度，可将碳负极材料分成石墨、软碳和硬碳。
石墨材料导电性好，结晶度较高具有良好的层状结构，充放电容量可达300mAh/g以上，充放电效率在90%以上，可与提供锂源的正极材料钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等匹配，组成的电池平均输出电压高，是目前锂离子电池应用最多的负极材料。
软碳材料为容易石墨化的碳素材料，是指在2500°
C以上的高温
下经过石墨化转变的无定形碳。
软碳的石墨化程度低，与电解液的相容性好。
常见的软碳有石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等。
而硬碳材料是指难于石墨化的碳素材料，是由高分子聚合物经过热分解形成的，锂容量很大（500〜
1000mAh/g）。
这类碳在2500C以上的高温也难以石墨化，常见的硬碳有树脂碳（酚醛树脂、环氧树脂、聚目前，已研究开发的锂离子电池负极材料主要有:
石墨、石油焦、碳纤维、热解炭、中间相沥青基炭微球（MCMB）、炭黑、玻
璃炭等，其中石墨和石油焦最有应用价值。
（三）电解液基质
目前锂电池电解液基质绝大多数使用六氟磷酸锂，其分子式为LiPF6，白色
晶体，稳定性较差，易与水反应，加热分解。
六氟磷酸锂可溶于无水氟化氢、低烷基醚、腈、吡啶和醇等非水溶剂，但难溶于烷烃和苯等有机溶剂。
LiPF6易
与酸反应生成PF5和锂盐，含有LiPF6的有机电解液因具有良好的导电性和电化学稳定性，被选定为锂离子电池的电解质。
综上，锂离子电池各部分材料市场
价格如下:
低端人造石晏
卅-4万/吨
中禹靖人造召墨
612万赵
氷瑞天然石墨
2T万/吨
中高端天然石1
氯北铀
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电解液（功能垒丨：
10-35坊/吨
（四）隔膜
锂电池隔膜是锂电池结构中最重要的一部分。
现在要求隔膜的厚度一般为
25微米，单层隔膜可能达到的厚度为7-40微米。
隔膜通常有两种类型。
一、选用聚乙烯-聚丙稀-聚乙烯三层合拼隔膜纸，目前有美国Celgard及日本UBE。
制造此类型隔膜特点在于降低成本，但制造工艺复杂，对超薄16微米以下尤为
难做到。
二、单层聚乙烯隔膜，目前有日本的旭化成、东燃、美国的ENTEK三家公司。
此类型隔膜由于是单层聚乙烯，故生产成本较高。
日本优质电池隔膜几乎全部采用单层聚乙烯隔膜。
WIDE公司的隔膜纸产品也采用单层聚乙烯隔膜。
电池的正负极之间的隔膜，首先它必须具备良好的电绝缘性，其次由于它在电解液中处于浸湿状态，必须具备良好的耐碱性，并且要有良好的透气性等。
因此电池制造商在选择隔膜时多选用在较广的温度范围内（-55C〜85C）保持电子
稳定性、体积稳定性、和化学稳定性。
隔膜性能的好坏在很大程度上将影响电池的循环寿命和自放电状况。
因此，透气性、厚度、阻抗的设计成为判别电池品质好坏的重要指标。
对于锂电池，如果隔膜的隔膜孔洞不好，将影响锂离子在正负极之间的传递，继而影响锂电池的充放电。
二、锂电池产业发展分析
（一）国内锂电池发展刺激政策电动汽车对中国战略意义重大，政府动作频频。
作为汽车生产和消费大国，中国由于在传统汽车制造领域处于绝对落后，因此政府非常重视电动汽车的研发，希望借此实现跨越式发展，缩小汽车这个支柱产业与世界先进水平的差距。
从近些年政府政策制定看，对电动汽车的支持力度很大。
继2009年1月，由科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动十城千辆工程之后，2010年6月，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合发布了《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》，备受关注的新能源汽车补贴实施细则正式出台。
实施细则确定在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购
买新能源汽车补贴试点工作，政策明显倾向发展锂电池电动汽车，对插电式混合
动力乘用车及纯电动车每辆最高补贴5万和6万元，对弱混电动车每辆仅补贴
3000元。
市场推广政策
（1）科技部“十城千辆”计划：
每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新型动力汽车开展示范运行，涉及公交、出租、公务、市政等领域，将至少推广使用6万辆的节能与新能源汽车；
⑵2009年9月，国家电网公司宣布其正在北京、上海和其他大型城市建造电动车充电站，每座充电站投资额为25万元人民币；
（3）科技部目前正在考虑建造可插入汽车充电的充电站，而另一种是锂离子
电池交换站，汽车在此可将用尽的电池交换一块充满电的电池；
⑷2009年10月，通用透露正与国家电网商讨合作，以建立电动车充电平台。
经济优惠政策
（1）财政部补贴计划：
在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动
私人购买新能源汽车补贴试点工作，政策明显倾向发展锂电池电动汽车，对插电式混合动力乘用车及纯电动车每辆最高补贴5万和6万元，对弱混电动
车每辆仅补贴3000元。
（2）将通过应用汽车消费者税等各种税费政策，引导新型动力汽车消费；
（3）目前正在研究通过所得税减免、进口税收优惠等政策，支持企业加大对新能源汽车的投入和技术改造的力度；
（4）科技部会同重庆市政府将对长安杰勋混合动力汽车购买者提供每辆2
万元的补贴。
（1）从2008年至2012年，湖南省和株洲、湘潭市每年共安排4500万
元资金，专项用于电动汽车产业的发展；
法律强制政策
（2）国家电网公司正在加快建设电动汽车能源供给系统检测实验室，为开展
结合研发经费电动汽车能源供给系统相关技术研究提供试验手段；
正在积极开展电动汽车
补助供电系统、充电系统和电池系统等标准规范的研究和制订工作，目前已经完
成了公共能源供给系统标准体系第一批6套标准规范的起草工作；
此外还将
开展电动汽车相关配套政策的研究，为政府出台相关政策提供决策支持。
（二）国外刺激政策
为了加速本国电动汽车产业发展，占领未来行业竞争的制高点，西方各国
纷纷推出电动汽车产业扶持政策，加大在相关领域的研发投入。
从政策着力点考虑，政策可包括2方面：
供给端政策和需求端政策。
供给端政策主要是加大基础材料的研发投入，加快充电站等相关配套设施建设和相关人员培训等。
需求端政策主要是购车补贴，税收优惠，政府采购电动车等措施。
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（三）锂离子电池市场现状及需求前景分析
锂离子电池具有工作电压高、体积小、无记忆效应、无污染、自放电小、循
环寿命长等优点，目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机和携带
式电动工具等领域，其中笔记本电脑占23%，手机占50%，为最大应用领域。
锂离子电池自1992年由索尼公司产业化以来，全球锂电池市场基本由日本独霸天下。
近年来，随着中国和韩国的迅速崛起，日本锂电池的市场分额逐渐减少，全球锂电池产业形成了中、日、韩三分天下的格局。
随着手机、笔记本电脑等便携电器设备的发展，全球锂离子电池的市场规模广阔
亿笑元
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目前锂电池的主要应用领域为笔记本电脑和手机。
1998年至今，全球锂离
子电池需求量持年均两位数以上的增长。
在全球新一代
3G移动通讯技术、互联
网、数字化娱乐便携设备逐步普及的情况下，笔记本电脑、手机、上网本、数码
产品、游戏机等消费电子领域的需求将继续保持旺盛的增长。
电动工具扛它
563%876%
笔记木电脑
电子产品
11.51%
手机
4506%
电动汽车对锂电池材料消耗量相当于传统电池的上万倍。
由于电动汽车需要
的是大功率电能，因此实际使用过程中，往往使用上千个电芯串联成电池组以保
证能量的供应。
以日本尼桑公司2010年推出纯电动车型LEAF为例，锂电池
容量为24kWh，是标准手机电池容量的12000倍。
因此，电动汽车对锂离子电池材料的需求很大。
据测算，一台纯电动汽车需要40-50公斤的正极材料和电
解液，是单个手机电池耗用量的一万倍左右
根据测算，仅生产100万辆电动车所需的锂离子电池相关材料，就将是目
前全球锂电池材料总需求量的数倍。
因此，电动汽车的推广将带动锂离子电池相
关材料的需求呈现爆发性增长。
三、锂电池技术分析
（一）材料比较
锂电池的市场将会爆发性增长，已经无需置疑。
电动汽车产量的快速扩张必将带动对锂电池材料的需求。
锂电池主要由4部分构成，即电极、电解液、隔膜和包装材料。
其中，包装材料和石墨负极技术相对成熟，成本占比不高。
锂离子电池的核心材料主要是正极材料、电解液和隔膜。
其中，正极材料是锂离子电池电化学性能的决定性因素。
正极材料占锂电池成本的比例超过40%，是最主要的构成部分。
电解液和
隔膜，成本占比分别为10%和20%
由于目前锂电池核心材料仍处于研发阶段，离大规模成熟应用于电动汽车仍有一定距离，国内企业仍需要持续研发，改进工艺，以满足电动汽车对材料的更高要求。
综合技术、产品盈利能力和需求增长幅度，对各子行业排序如下：
1.从技术成熟度考虑，电解液＞磷酸铁锂=六氟磷酸锂＞隔膜。
电解液主要是复配技术，技术最为成熟，不存在新产品替代的风险，风险因而最低；
与之相对，磷酸铁锂的技术路线风险最高，日韩企业基本采取三元材料和高端锰酸锂的技术路线。
另一方面，国内磷酸铁锂的生产取得一定突破，但一致性目前仍未得到有效解决，国内绝大多数生产企业都还处于小量送样阶段，未实现工业化量产；
六氟磷酸锂的技术路线风险相对较低，但产品要求严格，工业化生产难度很高；
隔膜的难点不在合成而在于工艺，国内相对落后的应用研究，导致隔膜成为锂电池核心材料中，国产化率最低，也是生产难度最大的材料。
2.从产品收益率考虑，隔膜＞六氟磷酸锂＞磷酸铁锂＞电解液。
技术门槛的高低，决定了产品盈利的高低。
因此，佛塑股份的隔膜虽然质量落后于国际巨头，定位中端，仍然具有60%以上的毛利率。
而江苏国泰的电解液，定位高端，毛
利率预计在30%-40%左右。
六氟磷酸锂和磷酸铁锂，预计盈利能力介于两者之间。
3.从动力电池带来的需求增长幅度考虑，磷酸铁锂＞隔膜＞电解液=六氟磷酸锂。
由于磷酸铁锂不能用于传统小型锂电池，因此动力电池对其的需求拉动最为显著；
动力电池对隔膜安全性要求很高，目前主要使用3层复合隔膜，因此大大提升了隔膜的需求量。
而传统锂电池领域的约1.5亿平米左右的需求量，决定了其需求弹性略低于磷酸铁锂；
六氟磷酸锂与电解液基本保持1：
10的比例，因此两者的需求弹性相同。
（二）存在问题
磷酸铁锂的一致性问题有待解决。
国内目前对于锂离子电池的研究，大多数
集中于正极材料。
各种正极材料都有各自的优缺点，因此都需要通过工艺改进提高其性能。
目前，通过掺混技术、碳包覆、纳米制程以及一些其它工艺，改善正
极材料的循环寿命、提高电化学性能成为研究热点。
对企业而言，掌握合成工艺仅仅是第一步，大批量供货的情况下，如何保证产品质量的批次稳定性是更为重要的环节。
由于磷酸铁锂对合成工艺条件的要求更为苛刻，这就对企业从原料采
购、工艺控制、现场管理、产品检验等各方面都提出更高要求。
六氟磷酸锂质量难控制，合成难度高。
锂电池的电解质主要是六氟磷酸锂，
其生产的主要原料为无水氢氟酸和五氟化磷，均为氟化工产品。
生产过程中，反应流程长，工艺条件严苛，产品纯度要求高。
目前行业标准要求水分小于30ppm，游离酸小于10ppm，要求极为苛刻。
因此生产企业若没有重化工生产经验，尤其是氟化工的技术积累，很难做到稳定高效的生产出合格产品。
隔膜生产工艺极难掌握，技术壁垒很高。
生产隔膜的原理并不复杂，主要难
点在于提高隔膜孔隙率、降低隔膜厚度的同时还要保证隔膜的机械强度。
由于原
理简单，理论研究很少。
而生产工艺难度极高，核心技术掌握在少数几家手中，因此应用经验也很少。
（二）正极材料发展分析
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1•钻酸锂：
目前最成熟的，唯一商品化的锂离子电池正极材料，主要应用
于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式数码产品以及电动玩具等。
优点：
材料的加工性能很好，密度高，比容量相对较高，材料的结构稳定,循环性能好，材料的电压平台较高且比较稳定缺点：
价格昂贵、容量几乎发挥到了极限、资源紧缺、安全性差。
未来方向：
在传统锂离子电池领域，镍钴锂和镍钴锰锂三元材料是最有希望代替。
钴酸锂的正极材料。
安全性差和过高的成本，限制了其在动力电池领域的大规模应用。
传统电池领域，钴酸锂也面临成本更低的三元材料和锰酸锂的挑战。
由于钴酸锂工艺成熟，基数较大，因此未来数年内仍将占有正极材料大部分市场份额。
根据IIT报告的预测，到2012年，全球对正极材料的需求量约为7.67万吨，其中钴酸锂需求量约3万吨，占比约40%，仍旧是第一大消费品种。
09年到2012年，钴酸锂复合增长率9.32%，多元材料复合增长率37.05%，锰酸锂复合增长率79.56%，磷酸铁锂复合增长率114.72%。
磷酸铁锂和锰酸锂的增速明显高于其它产品，主要得益于其在动力电池中的应用。
2.锰酸锂和三元材料锰酸锂是除钴酸锂外研究最早的正极材料，适合于电动工具、矿灯电池和手机电池等对容量要求不高的领域。
安全性较高，尤其是高温下的稳定性较好。
电解锰目前价格仅1.8万元，具有明显成本优势。
缺点：
比容量较低，高温循环性能目前还没有得到较好的解决，未来方向：
小型锂电池市场，日本研发的高端锰酸锂材料可用于动力电池。
镍钴锰三元材料同样也是非常有前途的正极材料，有望在小型锂电池领域替代钴酸锂。
高容量的正极材料，比容量可以达到180mAh/g以上，安全性较好，成本低，与电解液的相容性好，循环性能优异，缺点：
合成困难、合成条件苛刻、合成材料的稳定性差；
电压平台相对较低，只有3.55v左右；
密度相对较低；
充电电压较高，达到了4.5v左右。
未来方向：
主要是小型锂离子电池市场，也
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