中國(guó)粉體網(wǎng)訊  鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，自從商業(yè)化以來(lái)，其在新能源汽車(chē)、電動(dòng)工具、3C電子產(chǎn)品、移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

正極材料作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料，無(wú)論從成本還是用量上在電芯中的占比均超過(guò)30%，在某些特定電池體系中其占比甚至?xí)�接�?0%。相比于以石墨材料為主流的負(fù)極材料，正極材料目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化或具有產(chǎn)業(yè)化前景的體系更多，并且各體系之間特點(diǎn)分明，性能的區(qū)分度比較大，往往是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素，因此，鋰離子電池在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展通常是和與其對(duì)應(yīng)的正極材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展密切相關(guān)。

目前，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括動(dòng)力電池領(lǐng)域、儲(chǔ)能電池領(lǐng)域和小型電池領(lǐng)域，各應(yīng)用領(lǐng)域又存在不同的細(xì)分市場(chǎng)。動(dòng)力電池領(lǐng)域主要的市場(chǎng)涵蓋新能源汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)船舶，對(duì)應(yīng)的正極材料主要有多元材料鎳鈷錳酸鋰系（LiNi_1-x-yCo _xMn_yO₂）、橄欖石型材料磷酸鐵鋰（LiFePO₄）等；儲(chǔ)能電池領(lǐng)域主要涵蓋大型儲(chǔ)能電站市場(chǎng)、5G基站市場(chǎng)，對(duì)應(yīng)的正極材料主要為成本較低的橄欖石型材料LiFePO₄；小型電池領(lǐng)域涵蓋：3C智能電子產(chǎn)品市場(chǎng)、電動(dòng)工具市場(chǎng)，對(duì)應(yīng)的正極材料主要有鈷酸鋰（LiCoO₂）、高功率類(lèi)型的多元材料LiNi_1-x-yCo _xMn_yO₂等。

1、動(dòng)力電池

1.1新能源汽車(chē)市場(chǎng)

動(dòng)力電池是儲(chǔ)能電池的一種。不過(guò)，由于受到汽車(chē)的體積與重量限制以及啟動(dòng)時(shí)的加速等要求，動(dòng)力電池比普通儲(chǔ)能電池有更高的性能要求，例如能量密度要盡量高、電池的充電速度要快、放電電流要大等。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力電池的容量低于80％就不能再用在新能源汽車(chē)了。鋰離子電池正極材料的發(fā)展歷程由此前的LiFePO₄ 逐漸向多元材料LiNi_1-x-y Co_xMn _yO₂。為了提高汽車(chē)的續(xù)航里程，鎳含量不斷被提升，隨之而來(lái)是安全性問(wèn)題。2020年，比亞迪推出LiFePO₄刀片電池，將LiFePO₄ 的安全性能優(yōu)勢(shì)重新拉回行業(yè)視線(xiàn)，通過(guò)刀片電池設(shè)計(jì)，搭載LiFePO₄的電池在比亞迪“漢”系列電動(dòng)汽車(chē)上具備超過(guò)600km的續(xù)航里程。

1.2電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)

我國(guó)于2019年4月起開(kāi)始實(shí)施《電動(dòng)自行車(chē)安全技術(shù)規(guī)范》 （GB17761—2018）標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步規(guī)范行業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)。在整車(chē)質(zhì)量上，新標(biāo)準(zhǔn)提出電動(dòng)自行車(chē)質(zhì)量不得超過(guò)55kg，而2019年底鉛酸電池單車(chē)質(zhì)量普遍在70kg以上。對(duì)比鉛酸電池與鋰電池，鉛酸重19.2kg，三元、磷酸鐵鋰和錳酸鋰僅分別重3kg、5.3kg和 6.4kg，上述鋰電池的平均質(zhì)量?jī)H是鉛酸電池的1/5。此外，在性能上，鋰電池的電芯密度、循環(huán)次數(shù)、使用年限均優(yōu)于鉛酸電池。雖然目前鋰電池的成本高于鉛酸電池，但是未來(lái)鋰電池的成本將會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)而下降。預(yù)計(jì)2025年，鋰電池的市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步達(dá)到80%。

1.3電動(dòng)船舶市場(chǎng)

2020年以來(lái)，寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、億緯鋰能等動(dòng)力鋰離子電池第一梯隊(duì)企業(yè)，在電動(dòng)船舶領(lǐng)域都有較大的布局。國(guó)軒高科的控股子公司上海國(guó)軒舞洋船舶科技拿到了首批3船套船舶動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)訂單。由億緯鋰能供應(yīng)配套磷酸鐵鋰離子電池的“闊闊真公主號(hào)純電動(dòng)游船建造”項(xiàng)目正式開(kāi)工。此外，國(guó)內(nèi)首艘使用鋰離子電池作為混合推進(jìn)動(dòng)力的海上公務(wù)船“深海01”輪已在廣州順利下水，這是我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的首艘海上危險(xiǎn)品應(yīng)急指揮船�！吧詈�01”搭載的鋰離子動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)正是由寧德時(shí)代供應(yīng)，“深海01”下水也標(biāo)志著寧德時(shí)代首套海洋船舶動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)成功下線(xiàn)。從市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，2022年船舶鋰電化滲透率將達(dá)到0.55%，截至2025年，電動(dòng)船舶用鋰離子電池市場(chǎng)將達(dá)35.41GWh。

2、儲(chǔ)能電池

對(duì)儲(chǔ)能電池而言，絕大多數(shù)儲(chǔ)能裝置無(wú)需移動(dòng)，因此儲(chǔ)能鋰電池對(duì)于能量密度并沒(méi)有直接的要求。至于功率密度，不同的儲(chǔ)能場(chǎng)景有不同的要求。儲(chǔ)能電站的規(guī)模基本上都是兆瓦級(jí)別以上甚至百兆瓦的級(jí)別，因此儲(chǔ)能鋰電池的成本要求比動(dòng)力鋰電池的成本更低，安全性也要求更高。

2.1大型儲(chǔ)能電站市場(chǎng)

據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模184.6GW，其中電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為9520.5MW，在各類(lèi)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大，為8453.9MW。截至2020年3月底，全球已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目(含物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能以及熔融鹽儲(chǔ)熱)的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)184.7GW，同比增長(zhǎng)1.9%。截至 2019年底，中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目占全球市場(chǎng)總規(guī)模的17.6%，同比增長(zhǎng)3.6%，其中電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模位列第2，為1709.6MW，同比增長(zhǎng)59.4%。

現(xiàn)階段抽水儲(chǔ)能為最主要的儲(chǔ)能方式，電化學(xué)儲(chǔ)能為第2大儲(chǔ)能方式，其中電化學(xué)儲(chǔ)能體系中以鋰離子電池為主。截至2020年第1季度，中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，鋰離子電池占比81.4%，容量型磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電站的度電成本目前為0.62～0.82元/(kW·h）。未來(lái)幾年，隨著鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和動(dòng)力電池梯次利用的增多，儲(chǔ)能用鋰離子電池會(huì)隨著成本的降低加速對(duì)鉛酸電池的替代，帶動(dòng)儲(chǔ)能電池市場(chǎng)重回高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

2.2 5G基站市場(chǎng)

隨著我國(guó)移動(dòng)、聯(lián)通、電信、廣電、華為等公司的大舉進(jìn)軍，5G基站用鋰離子電池需求將呈現(xiàn)“噴井式”爆發(fā)。在此背景下，5G網(wǎng)絡(luò)、基站等建設(shè)將大大拉動(dòng)鋰離子電池市場(chǎng)的需求。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，4G基站單站功耗780 ～930W，而5G基站單站功耗2700W左右。以應(yīng)急時(shí)長(zhǎng)4h計(jì)算，單個(gè)5G基站備用電源要10.8kWh。據(jù)預(yù)測(cè)，2025年新建及改造的5G基站對(duì)磷酸鐵鋰鋰離子電池的需求量，將激增至 155.4GWh。不久的將來(lái)，5G基站市場(chǎng)的普及將對(duì)磷酸鐵鋰鋰離子電池的市場(chǎng)帶來(lái)新機(jī)遇。

3、小型電池

3.1 3C智能電子產(chǎn)品市場(chǎng)

目前在3C智能電子產(chǎn)品市場(chǎng)領(lǐng)域，以L(fǎng)iCoO₂為正極的鋰離子電池依然占據(jù)最大市場(chǎng)份額。近年來(lái)，隨著其對(duì)能量密度要求的提高，LiCoO₂在不斷向著高電壓、高壓實(shí)的方向發(fā)展。與此同時(shí)，高功率、高倍率三元正極材料作為L(zhǎng)iCoO₂的潛在替代者，也逐漸在市場(chǎng)上涌現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)一步豐富了3C智能電子產(chǎn)品市場(chǎng)的電池品類(lèi)，以滿(mǎn)足不同電子產(chǎn)品對(duì)電池性能的多樣化需求。

3.2電動(dòng)工具市場(chǎng)

根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到 2024年全球電動(dòng)工具市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到417億美元。其中我國(guó)2020年無(wú)繩電動(dòng)工具市場(chǎng)空間超過(guò)180億美元，預(yù)計(jì)到 2021年其市場(chǎng)空間將達(dá)到193.5億美元。由于鋰電池具有質(zhì)量更輕、效率更高、容量更大等優(yōu)勢(shì)，正逐漸取代鎳鎘電池。這些優(yōu)勢(shì)也使得鋰電池已成為電動(dòng)工具市場(chǎng)終端用戶(hù)的首選。基于國(guó)內(nèi)電芯廠(chǎng)在高倍率圓柱型電芯領(lǐng)域的進(jìn)展加快，在性能、規(guī)模、成本等綜合優(yōu)勢(shì)加持下，電動(dòng)工具巨頭關(guān)于電芯供應(yīng)鏈的選擇已明顯轉(zhuǎn)向我國(guó)。目前，億緯鋰能與海四達(dá)已經(jīng)成功進(jìn)入TTI供應(yīng)鏈，并開(kāi)始批量供貨。未來(lái)2年我國(guó)在電動(dòng)工具市場(chǎng)的鋰離子電池供應(yīng)將逐步取得份額領(lǐng)先地位，與此同時(shí)，鋰離子電池在電動(dòng)工具市場(chǎng)也將進(jìn)一步展現(xiàn)其增長(zhǎng)潛力。

小結(jié)

自索尼公司于 1991年開(kāi)始將鋰電子電池推向市場(chǎng)，歷經(jīng) 30年的發(fā)展，目前其已經(jīng)成為最重要的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，在動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、小型電池等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，并且在多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景下都占據(jù)著最大的市場(chǎng)份額。在新的歷史階段下，鋰離子電池在各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)都有著更大的發(fā)展前景，有望進(jìn)一步鞏固其在儲(chǔ)能系統(tǒng)方面的霸主地位。同時(shí)，也需要清醒地意識(shí)到，要更加重視對(duì)鋰離子電池安全性能的保障和對(duì)鋰離子電池未來(lái)發(fā)展方向的精準(zhǔn)把控。只有這樣，才能將鋰離子電池的特點(diǎn)發(fā)揮到極致，才能讓鋰離子電池產(chǎn)業(yè)更好的服務(wù)于人類(lèi)社會(huì)和地球生態(tài)。

參考文獻(xiàn)

鄭洲：我國(guó)鋰離子電池及其正極材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展2020

OFweek鋰電網(wǎng)  ：動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池有什么區(qū)別？2021

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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