鋰電池，便攜式和強大的可充電電池，改變了人們的生活，創(chuàng)造了一個新的可充電世界，使建設一個沒有化石燃料的社會成為可能。本文將為您詳細介紹全球鋰電池市場的歷史、現狀和未來。

 

鋰電池的發(fā)展史

1991年，索尼和旭化成聯(lián)合推出了世界上第一款商用鋰離子電池，并成功實現了量產。得益于其技術和產業(yè)優(yōu)勢，日本在鋰離子電池方面處于世界領先地位。如今，中國已經成為這個行業(yè)的世界第一。他在中國經歷了怎樣的旅程？

中國在鋰離子電池研究方面并不落后，幾乎與世界同步。早在1995年，中國科學院物理研究所就研制出了中國第一塊鋰離子電池。

陳立權院士在短短十年內成功地將鋰電池材料這一曾經被邊緣化和忽視的學科研究產業(yè)化，解決了我國大規(guī)模生產鋰離子電池的科學、技術和工程問題。

與此同時，得益于20世紀90年代消費電子產品的崛起，中國的鋰離子電池隨著力神、比亞迪、Bak和ATL四大巨頭的出現而崛起。自2005年以來，中國和韓國一直在追趕日本。2014年，中國鋰電池技術達到世界先進水平，產量超過日本和韓國，一直位居世界第一。

 

 

基于鋰離子電池的“電動中國”倡議正在幫助中國擺脫對化石燃料的依賴。此外，目前中國鋰電池市場使用的原材料基本來自中國，進口量相當少。同時，大部分生產設備也是中國制造，技術也是自主研發(fā)的。

 

鋰電池市場的重要性

事實上，鋰離子電池已經改變了世界，最大的變化是給我們的日常生活帶來了很多便利。從智能手機和筆記本電腦等消費電子產品到電動汽車和風能和太陽能等大型儲能設備，鋰電池已成為我們生活中不可或缺的能源。

現在，鋰離子電池每年被用于數十億部手機、筆記本電腦和其他電子產品、數百萬輛新能源汽車以及地球上每一臺需要充電的便攜式設備。

此外，隨著新能源汽車革命的到來和更多移動設備的誕生，鋰電池市場將有一個充滿希望的未來。例如，僅鋰電池的年產值就達到了2000億，未來可以突破萬億。

另一方面，鋰離子電池與能源問題密切相關。與傳統(tǒng)燃料相比，鋰電池是綠色、清潔、無污染的，并且可以重復使用，這可以幫助我們在未來建立一個零化石燃料社會，并幫助許多國家擺脫對化石燃料的依賴。

如果未來沒有新技術，鋰離子電池市場將持續(xù)繁榮幾十年?？梢哉f，誰擁有鋰電池的核心技術，誰就能在未來的發(fā)展中占據優(yōu)勢。

 

全球鋰電池市場現狀

全球鋰電池市場細分

電力和儲能鋰電池的市場份額預計將增加。鋰電池細分市場主要是動力鋰電池、儲能鋰電池和消費類鋰電池。

其中，動力電池的下游應用領域主要是新能源汽車，儲能電池的下游使用領域主要是電力系統(tǒng)，消費類電池的下游運用領域主要是手機等消費類電子產品。

從全球鋰電池市場產量來看，動力鋰電池占據主要生產份額，達到70.8%，其次是消費類鋰電池，消費類鋰蓄電池產量市場份額為22.2%，儲能電池市場份額最小，為7%。

 

 

隨著世界各國“碳達峰”戰(zhàn)略的提出，全球企業(yè)紛紛布局動力電池和儲能電池生產線，新能源汽車和儲能市場的蓬勃發(fā)展有望推動動力鋰電池和儲能量鋰電池的市場份額進一步提高。

 

全球鋰電池市場的區(qū)域分布

中國占77%，而且在歐洲的擴張速度正在加快。公開數據顯示，就產能而言，中國主導了全球鋰離子電池制造市場，約占世界鋰離子電池產能的77%，其次是美國，約占9%。

盡管中國預計將在2025年繼續(xù)成為制造業(yè)鋰電池市場的領先國家，但歐洲預計將在2022年成為世界第二大鋰電池生產國，約占全球產能的25%，因為對制造設施的計劃投資將大幅擴大其產能。

 

 

全球鋰電池市場企業(yè)競爭格局

LG化學、松下和寧德時代占據了70%的市場份額。2020年1-8月，LG化學以26.5%的市場份額成為世界領先的鋰離子電池制造商。寧德時代以約25.8%的市場份額位居第二，其次是松下，市場份額約為20.6%。

在全球前五大鋰離子電池制造商中，有兩家是中國公司，寧德時代和比亞迪，在全球鋰電池市場排名第二和第四，總市場份額為32%。

 

 

全球鋰電池市場供應情況

電池工廠數量迅速增長。2020年，全球有181家鋰離子工廠處于不同的規(guī)劃和建設階段。盡管發(fā)生了新冠肺炎疫情，但2020年鋰離子工廠的全球擴張仍比前一年增長了50%以上。

在2020年正在建設或計劃建設的181家工廠中，136家在中國，其中大多數是全球鋰電池市場上最大的鋰離子工廠。如果你感興趣，可以了解一下中國排名前100的鋰離子電池制造商。

 

全球鋰電池市場需求

2025年市場規(guī)模將翻一番。根據Research and Markets的數據，2020年全球鋰離子電池市場價值約405億美元，預計2026年將增長14.6%，達到近920億美元，是2020年市場規(guī)模的兩倍多。

 

鋰電池市場目前面臨的問題

鋰電池市場面臨兩個問題，一個是安全問題，一是里程問題。里程問題是鋰離子電池目前的能量密度不夠高，一次充電的里程約為100或200公里。

經過幾十年的發(fā)展，鋰離子電池的能量密度已經放緩，并逐漸接近理論極限。與此同時，固態(tài)電池、鈉離子電池、鋰硫電池、燃料電池等新型儲能發(fā)電系統(tǒng)的快速發(fā)展，開始為多種應用場景提供更多選擇。

鋰電池市場上的鋰離子電池正極材料主要有四種：鈷酸鋰（LiCoO2）、三元材料（Li（NiCoMn）O2）、磷酸鐵鋰（LiFePO4）和氧化錳鋰（LiMn2O4）。

磷酸鐵鋰和錳酸鋰的實際能量密度已接近理論極限，而鈷酸鋰和三元材料仍有發(fā)展空間。

鈷酸鋰和三元材料的理論容量極限為274mAh/g，最高水平分別為205mAh/g和210mAh/g。通過優(yōu)化，例如開發(fā)高鎳、低鈷或無鈷的三元材料，可以進一步提高性能并降低成本。

 

 

陽極材料也有生長的空間。石墨陽極是目前常用的陽極，除硅陽極外，還有納米硅碳陽極。眾所周知，硅陽極的理論容量非常高，可以達到4200mAh/g，但它有一個主要問題，即體積膨脹大。

如果能夠適當地控制體積膨脹，硅陽極將得到進一步的發(fā)展，并獲得更多的實際應用。

此外，如果開發(fā)含鋰陽極，那么陰極就可以不含鋰，陰極材料的選擇就會更廣泛，可以創(chuàng)造新的發(fā)展空間。

 

鋰電池市場的未來方向

目前，鋰離子電池面臨諸多現實挑戰(zhàn)，安全事故時有發(fā)生，續(xù)航能力有限，能量密度已達到上限。

鋰電池市場的未來方向是什么？面對固態(tài)電池、鈉離子電池、氫氧燃料電池等新勢力，誰是未來的終極電池？

目前，鋰離子電池的主要發(fā)展方向是提高陽極和陰極材料的容量，提高電池的綜合性能。其中，決定電池容量等性能的大容量陰極是核心，匹配的陽極、電解質和電池制備技術是關鍵。

可以在三個層面上進行進一步的開發(fā)：首先，對現有材料進行持續(xù)改進；第二，不斷發(fā)現新材料；第三，可以開發(fā)新的系統(tǒng)，從傳統(tǒng)的液體電池轉向半固態(tài)、固態(tài)甚至其他電池系統(tǒng)。

具體來說，需要解決以下五個問題。首先，硅基陽極的膨脹。硅陽極在循環(huán)期間的膨脹將導致模塊在電池壽命周期期間的預載荷增加。

如果預載最終超過模塊的設計強度，將給產品帶來災難性后果，這是電動汽車制造商和電池制造商所沒有預料到的。

二是高鎳三元體系的安全性。高鎳材料具有較高的能量密度和綜合財產，但其穩(wěn)定性不如磷酸鐵鋰或低鎳三元材料，其安全性是亟待解決的重大挑戰(zhàn)。

但本質上，安全問題是由液體電解質和陽極材料之間的化學反應引起的，從而導致熱失控。因此，要解決安全問題，關鍵在于電解質的升級，逐步向固體電解質發(fā)展。

 

 

第三，是磷酸鐵鋰技術的進一步突破。過去，許多人認為磷酸鐵鋰的性能不夠高，但磷酸鐵鋰作為一種無鈷正極材料，具有成本低、安全性高、壽命長的優(yōu)點，其發(fā)展尚未達到極限，因此最近重新獲得了整個鋰電池市場的關注。

中國國軒高科自2006年成立以來，也布局了磷酸鐵鋰。目前已突破200瓦時/公斤鋰鐵單電池的技術水平，仍在探索進一步提升。

第四，寬溫度層電解質可以取得突破。在實踐中，一些電池需要能夠在廣泛的區(qū)域使用，這需要在-40℃到80℃的范圍內具有優(yōu)異的性能，而不僅僅適用于低溫。從電解質系統(tǒng)到溶劑系統(tǒng)仍有很大的改進空間。

最后，需要對電池的輔助材料進行優(yōu)化。除了陰極、陽極、電解質、隔膜四大主要材料外，流體收集、導電劑、粘合劑等輔助材料技術對電池整體性能的突破也非常重要。