磷酸铁锂

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/27 18:10:40


有预测称,到2014年,汽车用锂电池市场的规模将暴升至248亿美元,比2008年增长215倍。面对如此庞大的商机,投资抢占先机成为各大企业共识:整车企业纷纷延伸产业链至动力电池,动力电池生产企业则反向与整车厂家进行战略合作,而新涉足企业也想在锂电池饕餮盛宴中寻求合资合作来分一杯羹。
锂电池正在成为全球研发热点 四年后将暴增215倍
目前混合动力汽车主要采用镍氢电池技术,但镍氢电池的一些技术性能如能量密度、充放电速度等已经接近理论极限值。而锂电池具有能量密度高、容量大、无记忆性等优点,得到各汽车厂商和电池生产厂商的一致认可,目前各国研发的重点正是锂离子电池。
根据正极材料不同,锂电池主要有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂四种。其中磷酸铁锂是目前最理想的动力汽车用锂电正极材料。目前,我国车企推出的纯电动车车型中,动力电池均为锂电池,奇瑞、比亚迪使用的均是磷酸铁锂。
四种常用的锂电池优缺点一览
类别
优缺点
评价
磷酸铁锂
因为高放电功率、成本低(约18~30万元/吨)、可快速充电且循环寿命长(1000次以上),在高温高热环境下的稳定性高(300度高温以上才有安全隐患),具有很好的安全性能。
最佳
三元材料
三元材料较好地兼备了钴锰镍三者的优点,弥补了各自的不足,具有高比容量、成本较低、循环性能稳定、安全性能较好等特点。
较佳
锰酸锂
安全性比钴酸锂好很多,但高温环境的循环寿命更差(500次)。
较差
钴酸锂
最大的问题是安全性差(150度高温时易爆炸)、成本高、循环寿命短。
最差
日本专业市场调查机构数据显示,动力电池市场将呈爆发式增长。富士经济研究所统计,由于环保汽车在全球范围内受到追捧,混合动力车及电动汽车走俏,今后几年,车用锂电池市场将迅速扩大。2009年汽车用锂电池的出货额在2008年104亿日元的基础上翻番,提高到250亿日元,而到2014年,该市场的规模将迅速扩大至2.25万亿日元(约合248亿美元),是2008年的约215倍。
申银万国证券研究机构的报告也指出,我国未来动力电池市场空间将呈十几倍增长:2012年新能源汽车100万辆,如果镍氢动力电池占70%,单价2.5万元/台,锂电池占30%,单价5万元/台,2012年镍氢动力电池市场容量将达到175亿元,锂电池市场容量将达到150亿元,全球市场将达到数千亿元规模。
国内:政策助推 企业研发热情加大
为应对减排和石油资源日渐匮乏的双重压力,大多数国家都将发展新能源汽车视作振兴本国汽车产业和节能减排的最重要途径,而减排压力最大的中、美两国成为推动新能源汽车发展的旗手。日前,中、美发布的《联合声明》称,双方将启动中、美电动汽车倡议,使两国在未来数年有几百万辆电动汽车投入使用。
而我国2009年3月发布的《汽车产业调整和振兴规划》中,对发展新能源汽车也制定了大致目标——未来三年,中国将形成50万辆纯电动充电式混合动力和普通型混合动力新能源汽车产能。到2012年,新生产汽车中将有10%是节能与新能源汽车,新能源汽车产值有望达到5000亿元。
面对如此诱人市场蛋糕,国内车企、零部件及其他上游企业纷纷置身其中,以求占得先机。而与传统汽车相比,新能源汽车与国外技术差距不大,存在弯道超车的可能,更加助涨了相关企业加大新能源汽车投入的乐观情绪。其中,车用动力电池——锂离子电池更是成为各大相关企业研发的首选目标。
国内部分锂电池生产企业概况一览
类别
企业
项目介绍
技术能力
近期进展
零部件及其他上游企业
杉杉股份
旗下6家公司形成相对完整的锂电子材料产品体系,综合产能合计超过7000吨,居全球第一。
已有锂电池正极材料、电解液等完整锂离子电池材料生产线,具备“磷酸铁锂”生产技术并已经实现小规模量产,有一定技术优势。电解液主要原材料为六氟磷酸锂,国内目前还不能生产,杉杉正积极研发。
杉杉控股当前正在与澳大利亚矿企合作开发镍钴矿产资源,向锂电池材料上游进军。
中信国安
青海国安3000吨碳酸锂产能,规划3.5万吨;中信国安盟固利1500吨钴酸锂,500吨锰酸锂。
采用卤水法,只能生产工业级碳酸锂。目前已经掌握了初级原料碳酸锂、正极材料,下一步正着手电池级碳酸锂研发。
与成都开飞合资建厂,2009年底生产出电池级碳酸锂,计划2010年达到5000吨。
中国宝安
旗下天骄公司三元正极材料1200吨产能,市场占有率30-40%,2009年中150吨碳酸铁锂投产,另有180吨钛酸锂。贝特瑞新能09年碳负极材料产能是6000吨/年,磷酸铁锂正极材料产能是1500吨/年。
磷酸铁锂正极材料采用固相法、火热合成法,申请7项专利,目前掌握部分标准制定权。目前已经掌握了锂电池的正负极材料生产。
将与丰田合作开发电池级碳酸锂。
佛塑股份
与比亚迪合资金辉公司生产锂电池隔膜。
掌握了锂电池隔膜的生产技术。(隔膜是锂电材料中壁垒最高的一种高附加值材料,毛利率70%以上,占锂电池成本20-30%。)
金辉公司增资扩建锂离子电池隔膜项目,建成后,预计可新增锂离子电池隔膜产能约542吨。
路翔股份
收购甘孜州融达锂业拥有“亚洲第一锂矿”呷基卡锂矿134号矿脉511.4万吨锂矿石的开采权,也控制了地下将近3000万吨锂辉石矿。
采用锂辉石矿提取技术,技术已经有一定突破,2009年底出品,2010年启动电池级碳酸锂项目。
从业内和部分科研所获得专业人才,正进行设备调试及竣工验收。
江苏国泰
控股子公司国泰华荣化工锂电池电解液产能2000吨和硅烷偶联剂2000吨。
技术较好,占有率40%,毛利30%。(锂离子电池中的电解液是锂离子电池必需的关键材料。)
正兴建2500吨/年产能,年底调试生产,2010年有望达到5000吨产能。
天津力神
拥有自主知识产权核心技术,专业从事锂离子蓄电池技术研发、生产和经营。
采用了世界上最先进的“连续制浆极片喷涂”电极制造工艺,投巨资引进了世界最先进的电极制造设备,确保了锂离子动力电池产品在质量和安全性指标均达到世界一流。
2009年11月12日,天津力神锂离子动力电池扩建工程竣工。该项目总投资16亿元,设备投资9亿元,引进国际一流的锂离子电池生产线,年产能达2万辆纯电动汽车配套电池和2亿只电动工具及笔记本电脑电池。
万向
万向集团依据“电池—电机—电控—电动汽车”的发展思路,在大功率、高能量聚合物锂离子动力电池、一体化电机及其驱动控制系统、整车电子控制系统、汽车工程集成技术以及试验试制平台等方面取得了显著成果,是目前国内唯一同时具备电池、电机、电控等电动汽车关键零部件和动力总成系统产业能力的企业。
目前万向的聚合物锂离子动力电池实现从电池单体技术向电池成组电源技术的跨越,成本比五年前降低了50%。
2009年4月25日,投资13.65亿元的万向纯电动汽车锂电池生产基地在杭州奠基。到2010年,万向将具有年产1000辆纯电动商用车、10亿瓦时锂离子动力电池的产业规模。
整车生产企业
安凯客车
新能源客车行业先行者,最早采用锰酸锂电池。近年采用磷酸铁锂电池同时安凯还研制了混合动力客车和氢燃料动力客车等车型。
当前纯电动客车开发品种最齐全,技术相对最成熟。
2009年将达到批量化生产的规模;到2011年,安凯客车将建成新能源客车整车生产线。
福田汽车
我国规模最大、品种最全的新能源汽车设计制造基地。拥有与世界同步的三大绿色能源技术——清洁能源、替代能源和新能源技术,已建成混合动力、纯电动、氢燃料和高效节能发动机四大核心设计制造工程中心。
技术潜力最大,依托“北京新能源汽车设计制造产业基地”,可以充分利用北京市各大科研院所的最新技术。
2009年10月底,与国内知名锂电池生产企业北大先行科技产业投资有限公司投资设立北京汽车新能源电池科技有限公司,福田汽车投资1000万元,占其注册资本的10%。
比亚迪
比亚迪通过5年的发展,已建成电动车电池生产基地,标志着比亚迪初步完成了电动车产业链的构建,从此,比亚迪将在新能源汽车领域的产业化进程开始提速。
比亚迪用于电动车的电池是磷酸铁锂电池组,该电池组虽然较重但安全性较高,电池充电循环次数可达2000次以上,电池的持续里程寿命大于60万公里。
2009年8月,比亚迪电动车电池生产基地在广东惠州建成,其担负着比亚迪电动车核心技术——锂电池的生产任务,由此可以进行锂电池的大规模生产。
上海汽车
合资成立上海捷新动力电池系统有限公司。
研发中
12月17日,上海汽车与掌握磷酸铁锂电池核心技术的美国A123系统公司联合宣布,双方将按照51:49的持股比例成立上海捷新动力电池系统有限公司,共同开发、生产和销售车用动力电池系统。
国际:企业横纵联合 加紧全球布局
日本在研发锂电池方面走在世界前列。日本力争在2010年将新型锂电池用于下一代电动汽车。丰田、日产汽车及松下电器等相关企业签署协议,合力开发统一规格的新一代汽车锂电池,并计划在2年内实现量产。东芝公司决定,斥资500亿日元开发电动汽车用的锂离子电池,这种高效动力将于两年内进入半商品化生产。
德国从2009年起启动了一项3.6亿欧元的车用锂电池开发计划,几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。德国政府称,该计划的实施,标志德国将进入电动汽车时代。与此同时,戴姆勒汽车公司和RWE能源公司宣称,将携手合作在国内兴建500个电动汽车充电站。德国汽车业联盟预计,2012年以前德国将完成电动汽车的系列化并拉开商品化生产序幕。
电动汽车的产业化似乎正在成为下一个全球主流,在此背景下,大众、丰田等各大国际汽车集团纷纷主动出击锂电池领域,与上下游相关企业展开更密切的合资合作。
国际供应商近期合资合作动向一览

我国车用锂电池的发展瓶颈亟待突破
尽管中国锂电池生产量位居世界第三,但在产品档次、技术水平方面与日本、美国存在一定差距,车用锂电池的产业化尚未真正破题。
从产销规模上看,我国车用动力电池基本都处于研发、试验阶段,尚没有实现批量生产,还没有大规模应用于电动汽车,短期内,动力电池企业不太可能实现盈利。
首先,国外的动力电池采用自动化生产方式,而国内多以手工和半自动为主,不具备批量生产能力,精细程度不高。从商品化程度看,我国还没有可以商业化的动力电池,而国外早已存在随意买卖的动力电池。从产品结构看,国外注重电池组整体设计和评价,包括对电池包的散热、能量管理、插接件的标准化。而我国电池企业关注的重点还停留在电池材料方面。此外,国外动力电池发展规范,标准化、系列化特征明显,而国内产品的尺寸、系列五花八门、庞杂混乱。
第二,我国动力电池生产设备比较落后,很多企业将注意力放在材料上,忽略了制造装备的改善。目前,我国生产电池的装备主要依靠进口,价格昂贵,这对我国车用动力电池的发展很不利,动力电池在大批量生产前,应该将先进的自动化设备研究放在第一位。
第三,我国动力电池企业大多各自独立研发,其经费有限,仅能解决动力电池基本问题,技术很难深入推进。企业之间缺乏充分交流,都希望了解别人的情况而不愿谈自己的经验,存在普遍的低水平重复研究现象。我们应该学习日本,建立动力电池技术联盟,推进共性技术发展,把钱花在刀刃上。
专家建议双管齐下 保护我国车用锂电池产业
作为新一代经济增长点,世界锂电池市场“战云密布”。有数据显示,韩、中、日三国锂电池产量在世界市场的占有率高达96%,三国间的竞争十分激烈。据全球市场咨询和调查公司IIT预测,2017年的锂离子电池市场规模将从2008年的95亿美元扩大到175亿美元。目前70%的锂离子电池应用于手机和笔记本电脑,随着混合动力车和电动汽车的普及,市场有望急速扩大。
日前,为保护本国的电池企业,韩国政府频出新政。据日本媒体报道,韩国原本计划在2009年7月1日出台一项对有关锂电池产品制造和销售的新规定,由于遭到日本电池厂商的反对,因此推迟到2009年12月底执行。新规定要求,在韩国市场上制造或者销售的该类产品必须获得韩国政府指定机构出具的许可证书。
面对韩、日之间的博弈,中国锂电池及汽车行业专家认为,中国也需要采取措施,在未来的锂电池争夺战中赢得胜利。因为锂电池领域的竞争直接牵动新能源汽车的未来竞争。那么,中国如何抵御国外的冲击、在车用锂电池的国际竞争中脱颖而出呢?
专家建议,一方面中国车用锂电池行业必须强身健体,练好内功。
一、从产品本身入手。材料方面专家要研究材料,提高材料的性价比,电池设计专家要设计出合理的电池组,车用电池体积大,需要合理设计。此外,电机的设计、电动汽车的配套设施要加强和完善。
二、制定和完善车用锂电池的相关生产、制造标准,有专门机构对车用电池开展检测工作。
三、短期,国家可以通过支持现有的优势企业,增强竞争力。长期,国家应该牵头,让核心企业、高校组建联盟,做一些长期的战略规划以及技术路线的研究。
另一方面,我国政府必须对锂资源严格控制。锂正成为继石油之后最重要的动力资源之一,现在美国、日本的一些公司到中国来,悄悄地开采锂资源,然后运回本国加工成锂电池或电池组的成品,卖给中国的整车厂。中国政府一定要制止这种行为,通过征收高额关税,控制锂资源的出口。