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锂电池知识及生产流程锂电池知识及生产流程一、锂电池 基本知识锂离子电池的特点❷6^1运用于汽车领域正成 为一项核心技术❷6^1优点：重量轻、储能大、功率大、 无污染、也无 二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适 应范 围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿 车、 电动大货车等较为理想的车用动力❷6^1缺点是价格较 贵、安全性较差不过现在已有技术开发锰酸锂、磷酸铁 锂、磷酸钒锂等新型材料，大大提高了锂离子电池的安全 性,而且降低了成本各类蓄电池对比（纵向对比横向） 铅酸镍镉镍氢锂离子传统液态聚合物铅酸质量能量 密度、体 积能量密度、工作 温度范围、自放电率、可靠 性质量能量密度、体积能量密度、自放电率质量能量密 度、体积 能量密度、电压输出、自放电率质量能量密度、 体积 能量密度、结构特点、自放电率 镍镉 更好的可循 环 性、电压 输出、价格质量能量密度、体积能量密度质量 能量密度、体积 能量密度、电压输出、自放电率质量能 量密度、体积 能量密度、结构特点、自放电率 镍氢 更好 的可循环型、电压输出、价格工作温度范围、更好的可 循环性、自放电率、可靠性质量能量密度、体积 能量密 度、工作温度 范围、自放电率、电压输出质量能量密度、 体积能量密度、结构特点、自放电率锂离子传统液 态 更好的可循 环性、安全、价格 工作温度范围、更 好 的可循环性、价格、安全价格、安全、自放电率、重复 循环质量能量密度、体积 能量密度、结构特点、安全、 价格聚合物更好的可循环性工作温度范围、更好的 可循环性、价 格 体积能量密度、更好的可循环性、价格 工作温度范围、更好 的可循环性绝对优势 更好的可循 环性、价格工作温度范围、价 格 体积能量密度质量能量 密度、体积 能量密度、自放电率、结构特点质量能量密 度、体积 能量密度、自放电率、电压输出、结构特点资 料来源：陈清泉、孙立清，电动汽车的现状及发展趋势，科 技导报，2005年4月，第23卷第4期 锂离子电池分类 锂 离子电池 聚合物锂离子电池(LIP)电解质为聚合物与盐的 混合物，这种电池在常 温下的离子电导率低，适于高温使 用。

在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而 提高离子电导率，使电池可在常温下使用采用导电聚合 物作为正极 材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是 最新一代的锂离子电池固体聚合物电解质 凝胶聚合物 电解质 聚合物正极材料 液态锂离子电池(LIB)聚合物锂电 vs•液态锂电 聚合物——下一代锂离子电池 ❷6^1优势1： 用固体电解质代替了液体电解质-具有可薄形化、任意面 积化与任意形状化等优点；-不会产生漏液与燃烧爆炸等 安全上的问题，由此用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而 提高整个电池的比容量❷6^1优势2：可采用高分子正 极材料-其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高 50%以上❷6^1优势3：在工作电压、充放电循环寿命 等方面都比锂离子电池有所提 高❷6^1劣势：工作温 度、循环性能上需要突破锂离子电池产业链分析电芯原材 料：正负极材料、电解液、隔膜等电池制造商：电 芯制造；PACK组装锂电池应用 领域：矿灯、电动 车、 电子消费品等矿资源：钻、镍、锰、磷、铁、锂及各 种化合物上游中游最上游下游最上游：矿资源 ❷6^1最上游是矿资源，包括钻、镍、锰、磷、铁、锂及 各种化 合物目前，钻和锂用量最大。

❷6^1国内钻生 产领头企业有金川、华友、嘉利柯和优美科四家，年产量 都在1500吨以上，国内金属钻储量极少，目前约80%的金 属钻靠进口❷6^1锂资源在中国储量相对丰富，仅次于 智利、阿根廷国内资源目前主要被中信国安、西藏矿业 掌控，并同时生产工 业级碳酸锂而电池级碳酸锂则由天 齐锂业、尼科国润供 应，其中天齐锂业技术最成熟，是行 业标准制定者，约占国内60%的市场份额，并且有部分出 口上游：电芯原材料正极材料，30%负极材料及其他，28 隔膜，30%电解液，12%❷6^1是锂电产业中最核心的环 节❷6^1电芯原材料包括：正极材料、负极材料、隔膜、 电解液、导电剂、粘结剂、导电剂、极耳、铝塑复合膜等 ❷6^1电池成本分布如下：中游：电芯制造和PACK组装 ❷6^1劳动密集型的产业，国内外涉足企业众多❷6^1 产业主要分布在日本、韩国、中国和台湾❷6^1大厂竞 争优势明显，例如：索尼、三洋、三星、LG化学、比亚迪、 比克、力神、ATL能源这样的锂电巨头❷6^1近两三年 来发展迅猛下游：电池应用领域 ❷6^1锂电池的应用 领域极广，涉及低端、中端、高端三块市场，可以应用于 电动工具、UPS电源、矿灯、玩具、电动自行车、电动汽 车等领域，这些都是关系民生的消费量，此外在军事和航 天领域也是一种最佳的动力电池。

❷6^1由于台湾厂商在 全球NB及等市场的极大影响力，带动了国内锂电池产 业发展目前，我国锂电产业以NB及手 机为主要应用，并 逐步扩张至高功率的电动手工具、电动 车等市场❷6^1 全球关注焦点——新能源电动/混合动力汽车电芯原材料之 篇❷6^1市场容量最大、附加值较高的是正极材料，大约 占锂电池成本30%，毛利率 低则15%，高则70%以上，取 决于材料❷6^1目前已批量应用于锂电池的正极材料主 要有钻酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钻镍 锰酸锂以及磷酸铁锂❷6^1镍酸锂电池安全性最差（过充易起火），高温耐受 度最低（高温分解），合 成难度最高不在下表中进行对 比❷6^1钻酸锂最早实现商业化应用，技术发展至今已 经很成熟，并已广泛应用在小 型低功率的便携式电子产品 上，如、笔记本电脑和数码电子产品等❷6^1磷酸 铁锂材料是当前用量最少的一种正极材料，据统计，2008 年全球供应量1500吨左右，其中最大供应商A123供应750 吨，国内厂商供应量500吨左右常见正极材料性能比较(按目前工艺)正极材料钻酸锂*镍钻锰三元材料锰酸 锂磷酸铁锂*材料结构层状氧化物层状氧化物尖晶石 橄榄石 振实密度(g/cm 3 ) 2.8-3.0 2.0-2.3 2・2-2・5 1.0-1 ・4 比表面积(m 2 /g) 0.4-0・6 0.2-0・4 0.4-0・8 12-20克容量 (mAh/g) 135-145 155-190 100-120 130-150 电压平台(V) 3.6 3・5-3・6 3・7-3・9 3・2-3・3循环次数>=300 >=800 >=500 >=2000过渡金属 贫乏 贫乏 丰富非常丰富原料成本(USD/g)很高(26-50)高(22-40) 低廉(15-28)低廉(15-28)环保 含钻 含镍、钻 无毒 无毒 安全性能差，稳定性低较好良好优秀合成困难度容易 难难中等温度耐受性尚可，-20~55°C以外会衰退尚可 -20~55°C以外会衰退 差，高于50C迅 速衰退 极佳(-40~70C仍正常使用)适用领域 小电池 小电池/小型 动力电池动力电池动力电池/超大容量电池缺点1.材 料成本高2.安全性低安全性待加强1.高温自放电2. 循环寿命短1.导电度差2•体积大2009资料来源：IIT LIB-related Study Program 08-09 (March 2009)注：LCO= 钻酸锂，NMC=锂钻镍锰三元材料，LNO=^酸锂，LMO= 锰酸锂，LFP=磷酸铁锂 图1：锂离子电池正极材料平均价 格变动趋势如图1所示，几乎没有一家公司选用LCO作为 汽车锂离子电池正极材料。

在当前市场中(主要集中于便 携设备)，即使锂金属及相关物质价格在下降，但是 钻使 用量下降的趋势不会停止预计LCO在09年的所占的市场 份额将从08年 的69%下降到50%锂电供应商使用正 极材料的比例 图2：各家锂电池供应商使用正极材料的比例 资料来源：IIT LIB-related Study Program 08-09 (March 2009)注：10=钻酸锂，NMC=锂钻镍锰三元材料，LNO= 镍酸锂，LMO=^酸锂，LFP=磷酸铁锂 正极材料供应商市 场占有率 ❷6^1图3显示了正极材料供应商整体的市场占 有情况09年预测正极材料总需求量 为30845吨，同比下 降16%❷6^1最大的两家供应商Nichia和Umicore仍 然销售大量的LCO,但他们向Sanyo和SDI销售的NMC的 量均有增长第三大供应商韩国的L&F正用LGC研制的NMC 配方 技术提高其产量排名第四的田株式会社则采用LNO 作为主要产品图3： 09年各家锂电池正极材料供应商市 场份额预测 资料来源：IIT LIB-related Study Program 08-09 (March 2009)注：［二钻酸锂，NMC=锂钻镍锰三 元材料，LNO=^酸锂，LMO=^酸锂，LFP=磷酸铁锂 电芯 原材料之负极材料篇 ❷6^1负极材料占锂电成本比例较 低，在国内已经实现产业化，行业前三甲 企业是深圳贝特 瑞、上海杉杉、长沙海容，基本满足国内市场需求。

碳负 极材料❷6❷1❷6❷1❷6^1碳负极材料：❷6^1被目前 商品锂离子电池广泛采用 ❷6^1优点：安全、循环寿命较 长，价格低廉、无毒 ❷6^1缺点：质量比能量比较低 非 碳负极材料 ❷6^1合金材料❷6❷1❷6^1尚未产业化' 非碳负极材料:❷6^1按组成分类：锂过渡金属氮化物、过 渡金属氧化物和纳米合金材料❷6^1优点：有很高的 体积能量密度❷6^1缺点：循环稳定性差，不可逆容量 较大，制备成本较高，尚未产业化负极材料 未来发展 趋势以提高容量和循环稳定性为目标，将碳材料与各种 高容量非碳负极材料复合以开发高容量、非碳复合负极 材料负极材料的类别及特点、制造工艺，详见《锂离子 电池负极材料详解》负极材料目前产业化现状 在锂离子电 池负极材料中，石墨类碳负极材料以其来源广泛，价格便宜， 一直是负极材料 的主要类型我国拥有丰富的天然石墨矿 产资源除石墨化中间相碳微球（MCMB）、低端人造石墨 占据小部分市场份额外，改性天然石墨正在取得越来越多的 市场占有率据来自全球电池强国日本的权威信息表明： 深圳市贝特瑞电子材料有限公司研发生产的锂 电池负极材 料目前处于国内第一，世界第四的地位。

公司研制、生产 的高端负极材料产品，首次放电容量达360mAh/g以上，首 次效率大于95%，压实比达1・7g/cm3,循环寿命500次容 量保持在88%以上产品出口至日本、韩国、美国、加拿 大、丹麦、印度等国家，并在国内40余家锂电厂家应用 该公司年产1800吨天然复合石墨＞1200吨人造石墨负极材 料、3000吨球形石墨、5000吨天然微粉石墨 和600吨锰 酸锂正极材料，并正在不断扩大生产规模电芯原材料之 隔膜篇❷6^1认识锂电池隔膜❷6^1锂电池隔膜材料 类别 ❷6^1国内外锂电池生产企业介绍 ❷6^1国内隔 膜产业发展现状❷6^1国内隔膜市场容量分析❷6^1 锂电池隔膜发展趋势❷6^1隔膜产业投资分析❷6^1 锂电隔膜评级指标 ❷6^1详见《锂离子电池隔膜及市场详 解》电芯原材料之电解液篇 ❷6^1电解液占锂电池成本 的12%左右，毛利率接近40%目前国内已基本实现国产 化，只有 少部分使用进口电解液❷6^1根据2007年全 球产业调查报告，锂电电解液市场主要集中于日本宇部（UBE 和韩国ECOPRO公司，共占全球市场份额的50%国内主 要生产企业有国泰荣华、珠海赛纬电子、天津金牛、东莞 杉杉等10余家。

其中，张家港国泰荣华占8%，中国其他企 业5%❷6^1电解液主要原材料为六氟磷酸锂（LiPF6）， 占成本的50%左右，其生产成本为10万元/吨，售价40 万元/吨，毛利率高达75%六氟磷酸锂的原材料硅石/碳酸 锂都可以在国内 采购到，但是国内尚未有企业能够生产六 氟磷酸锂目前市场被日本几家企业垄断左图：全球锂 离子电池 电解液主要生产 企业市场占有率 电解液:未来工 艺和市场发展趋势 ❷6^1目前全球锂电电解液市场供求 基。