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根據(jù)下游應(yīng)用的不同,鋰電池可分為小型消費型鋰電池(3C)、電動工具和動力鋰離子電池以及大型儲能鋰離子電池。
從其發(fā)展來看,鋰離子電池最初主要用于3C領(lǐng)域,即消費類鋰電池。隨著技術(shù)的發(fā)展和電池性能的不斷提高,鋰離子電池正逐漸被用于為電動工具、電動汽車和其他車輛提供動力,即動力電池。此外,儲能領(lǐng)域的發(fā)展為鋰離子電池創(chuàng)造了新的市場需求。
對于擁有眾多技術(shù)路線的鋰電池來說,它們在不同細分市場的優(yōu)勢是不同的?那么,“動力鋰離子電池”和“3C消費類鋰離子電池“在這兩個熱門應(yīng)用領(lǐng)域有什么特點呢?讓我們看看下面。
動力電池和3C產(chǎn)品電池需求差異很大
消費類鋰離子電池主要用于手機、便攜式電腦、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、移動電源和電動玩具等消費類電子產(chǎn)品,即所謂“3C產(chǎn)品”的鋰電池單元和模塊。方形軟殼,電池。
動力型鋰離子電池主要用于電動汽車、電動工具等動力電池的鋰電池單元和模塊。
根據(jù)其應(yīng)用特點,兩個主要區(qū)別如下:
動力鋰離子電池需要更多地考慮可靠性和一致性。畢竟,這需要很長的時間(至少5到10年)、惡劣的環(huán)境(冬季低溫、夏季暴露在陽光下、雨雪天氣),以及大量的電池串并聯(lián)使用。理想情況下,動力電池出現(xiàn)問題(安全、儲存、循環(huán)等)的概率應(yīng)小于一億分之一(當(dāng)然,對于最高端的消費類電池,蘋果也要求供應(yīng)商達到這一水平)。
考慮到可靠性,動力電池通常設(shè)計有更多的冗余,使用更厚的隔板、箔和外殼,因此能量密度約為消費電池的一半。
消費類鋰離子電池的使用條件相對不那么苛刻,不需要長期的可靠性(周期不需要太好,因為無論如何一兩年后就會更換),通常是單獨使用,通常不需要匹配,所以對一致性沒有太大要求,但由于消費類手機和平板電腦的空間有限且非常珍貴,消費類鋰離子電池對尺寸、容量和能量密度有嚴格要求。
高端消費類電池使用最先進的技術(shù)和材料,而動力電池需要更先進的工藝控制、一致性控制和質(zhì)量管理。
鋰電池類型
鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解質(zhì)和電池外殼組成。其中,正極材料是其電化學(xué)性能的決定性因素,對電池的能量密度和安全性能起著主導(dǎo)作用。
鋰電池一般按正極材料體系劃分,可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等多種技術(shù)路線。
動力電池領(lǐng)域
三元電池和磷酸鐵鋰是均勻匹配的。
正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料,對性能至關(guān)重要,具有高度的差異化和高成本比,尤其是對于電池成本約占單位成本40%的電動汽車。
不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求決定了陰極技術(shù)的發(fā)展趨勢。磷酸鐵鋰憑借其成本效益和安全優(yōu)勢在儲能和低續(xù)航乘用車領(lǐng)域重新煥發(fā)活力,高鎳三元憑借其高能量密度優(yōu)勢正在擴大其在高續(xù)航乘用車中的份額。
目前,動力電池市場主要包括三元鋰電池、LiFePO4電池、LiMn2O4電池、鈦酸鋰電池(根據(jù)正極材料的形式命名)等。從動力電池的整體匹配來看,三元鋰和LiFePO3電池占據(jù)了動力電池市場的大部分。當(dāng)然,在動力電池領(lǐng)域還有另一種值得關(guān)注的正極材料:NCA鎳鈷鋁(8:1.5:0.5),它具有很高的單次能量密度,但閾值也很高。
3C消費類電池領(lǐng)域
鋰鈷氧化物需求增長,三元材料逐漸滲透。
盡管鋰鈷氧化物陰極材料具有成本高(鈷價格昂貴)、循環(huán)性能差和安全性能差等缺點。然而,由于其高抽頭密度和高工作電壓,它在超薄電子產(chǎn)品領(lǐng)域仍然具有優(yōu)勢。目前,中高端智能手機、筆記本電腦和平板電腦領(lǐng)域的應(yīng)用需求保持穩(wěn)定。
同時,由于5G手機的替代、單部手機充電量的增加以及消費無人機、TWS耳機、電子煙等新型消費電子產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn),都給鈷酸鋰正極材料帶來了一定的市場需求。
鋰鈷氧化物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、容量比高、工藝性能優(yōu)異、體積能量密度高等優(yōu)點。缺點是安全性差,成本很高,循環(huán)壽命一般,材料穩(wěn)定性不是很好。
在有限體積的消費電子產(chǎn)品中,LCO具有最高的壓實密度和最高的體積能量密度。優(yōu)異的分接頭密度和體積能量密度、循環(huán)性能和高低溫性能,增加電荷截止電勢可以進一步提高LCO的能量密度,因此高電壓、高壓實度的鋰鈷氧化物材料是未來的方向。
總的來說,經(jīng)過技術(shù)升級,鈷酸鋰在正常使用條件下基本安全,在高端小型電子產(chǎn)品中的地位不可動搖。當(dāng)然,由于三元材料與鈷酸鋰相比具有突出的成本優(yōu)勢,未來充電寶、電動玩具、電動家居等一些低端3C電子產(chǎn)品的市場滲透率將保持上升趨勢,三元正極材料正在逐步滲透到一些下游市場。
消費電池和動力電池的市場前景如何
在新興技術(shù)和能源技術(shù)變革的推動下,全球鋰電池行業(yè)已進入快速增長階段。2020年至2025年,全球鋰電池市場預(yù)計將以14.3%的復(fù)合年增長率增長,到2025年,市場規(guī)模預(yù)計將超過1000億美元。
全球鋰離子電池產(chǎn)品主要用于消費類和電動汽車。新能源汽車市場持續(xù)增長,全球鋰離子電池市場結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
消費類電池
消費電池下游主要包括三類:手機、筆記本電腦(包括平板電腦)和其他(主要是小型電池,包括智能穿戴設(shè)備、電動工具、無人機等),其中手機和筆記本電池是目前的主要電池。
2010年后,智能手機取代傳統(tǒng)功能手機成為主流,智能手機市場迎來爆發(fā)。2009年至2018年,該行業(yè)的復(fù)合增長率達到28%;2018年,銷售額達到高點,行業(yè)達到飽和狀態(tài);行業(yè)競爭加劇,對手機廠商的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代能力提出了更高的要求。
數(shù)據(jù)顯示,2020年全球智能手機CR5的占比將達到71%。未來,手機市場的研發(fā)實力和品牌形象將發(fā)揮更加突出的作用,行業(yè)集中度有望進一步提高。
智能手機行業(yè)的集中度繼續(xù)提高,預(yù)計2021全球智能手機行業(yè)將恢復(fù)正增長。積壓的需求和5G替代浪潮是主要主題。IDC預(yù)計,2023 5G智能手機滲透率將超過50%,2025年將超過78%。
全球筆記本電腦銷量在2010年左右達到飽和階段,2013年后保持在1.6億臺左右;由于過去20年對遠程辦公和在線教學(xué)的需求,筆記本電腦的銷量大幅增長,出貨量再次超過2億臺,創(chuàng)下新高。據(jù)估計,在未來三年內(nèi),銷量將保持在2億臺左右。
數(shù)據(jù)顯示,2020年,全球筆記本電腦CR5的占比將達到79%。與手機行業(yè)類似,筆記本電腦行業(yè)集中度的提高將有利于頭部電池公司出貨量的增長。
動力電池
到2030年,電動汽車預(yù)計將占全球乘用車銷量的近一半。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),在政策的推動下,中國新能源汽車市場將在未來五年迎來強勁增長,2020-2025年的復(fù)合年增長率(CAGR)為36.1%。
2020年,全球電動汽車銷量將超過300萬輛,動力電池裝機容量將超過130 GWh;預(yù)計到2025年,全球電動汽車規(guī)模將超過1700萬輛,動力電池規(guī)模將超過1000 GWh,行業(yè)將正式進入TWh時代。
對于消費類電子電池來說,是擁有應(yīng)用場景的人贏得了世界;對于動力電池來說,它是有能力贏得世界的人。
產(chǎn)能情況
億緯鋰能目前擁有6GWh鐵鋰電池容量、3Gwh軟包三元電池容量和2GWh方形三元電池產(chǎn)能。計劃生產(chǎn)能力為,磷酸鐵鋰:惠州和荊門各20GWh,三元軟裝:惠州億緯10Gwh,方三元:到2021年底將達到10Gwh。配套客戶包括,鐵鋰電池:南京金龍、宇通客車、軟包裝三元:戴姆勒、現(xiàn)代起亞、小鵬、合眾汽車、四方,三元:華晨寶馬
欣旺達擁有三條總產(chǎn)能為4GWh的生產(chǎn)線,2條HEV生產(chǎn)線+1條BEV生產(chǎn)線,約2Gwh。預(yù)計2021將增加2-4GWh
支持客戶包括沃爾沃、東風(fēng)柳州汽車、雷諾日產(chǎn)。
產(chǎn)品和客戶
消費類電池產(chǎn)品和客戶。
億緯鋰能在鋰能源消費領(lǐng)域的產(chǎn)品包括三元、鋰一次電池和金豆電池。主要客戶是TTI、小牛、和三星,總產(chǎn)能為3.5億。
欣旺達的消費產(chǎn)品包括手機數(shù)碼產(chǎn)品、筆記本電腦、Airpods充電盒電池、客戶蘋果、小米、OPPO、聯(lián)想、微軟等,總產(chǎn)能3.74億臺。