钜大LARGE | 点击量：5805次 | 2018年04月29日
针对中国动力锂离子电池重点应用市场的分析
第一节燃油汽车、摩托车领域
未来的中国市场动力电池市场价值大约在3000亿人民币。其中在电动自行车、三轮车、农用车的电池约800亿人民币;汽车动力电池在不考虑公交车的配置的情况下大约750亿。
第二节电动汽车领域
一、锂离子电池在中国电动汽车领域的应用
锂电池产业是全球高新技术发展的重要方向。锂离子电池具有高比能量、高比功率、高转换率、长寿命、无污染等优点，是未来动力电池的发展方向。动力锂电池在电动汽车领域的应用，不仅能够以电替代石油，减少温室气体排放，还可以储存电网谷电。随着锂电池汽车逐步走向市场，世界锂资源的使用和消耗将大幅增长，由此衍生的产业链发展潜力巨大、前景广阔。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
二、其他电池在中国电动汽车领域的应用
铅酸电池或可应用于电动汽车领域
增程式发电机可将油箱中的油转化为电，经常性里程以内以蓄电池为动力，实现零油耗零排放，而非经常性里程用增程式发电机，比传统燃油机省油一半，全年平均节油率达90%。同时，解除了用户长途行驶的担心，车载蓄电池可以大幅度减少。这意味着更少的能耗和更低的电池购置及使用成本。同时，其也不需要依赖高功率充电站。
因此如果以增程式发电机做后盾，车载蓄电池的能量可依据实际情况降低，而每天续驶里程在60公里以下的用户完全可以使用廉价又安全的铅酸蓄电池。
三、国家863计划对电动汽车用动力电池的研究进展状况
中炬高新控股子公司中炬森莱是研制和生产高新技术镍氢系列电池和移动通讯电源及配件的专业公司，具有完备的镍镉、镍氢电池生产和检测设备，年产各类电池2000万Ah。目前，其混合电动汽车电池比功率达到700-800W/kg，纯电动汽车电池比能量达到60~65kWh/kg，在国内属领先水平，已经被广泛用于电动轿车、电动摩托车等产品上。此外，值得重点关注的是，公司始终坚持走产学研结合之路，在动力电池领域取得了辉煌的成绩。公司参与多项国家"863"计划项目，取得过3项国家专利、10多项发明和实用新型专利，有10多个项目通过国家科技部验收。中炬森莱公司联合北理工大学和国家高技术绿色材料发展中心等两家高校和科研院，重点攻关“QNYD6混合动力车用镍氢动力电池组”项目，主要研究开发混合电动车用动力镍氢电池，技术将为长安汽车公司混合动力轿车提供电源解决方案。
第三节电动摩托车领域
电动机车与电动汽车的市场，预期在接下来几年将会快速增长，但是新能源车辆的销售量，到2016年可能不到10万台。
到2016年，在中国制造的3,200万台电动机车中有57%会使用锂离子电池，该比例在2011年仅有3%。
第四节电动自行车领域
一、中国电动自行车行业的发展状况
目前我国电动自行车保有量约为1.4亿辆。
作为国际自行车产销大国，我国自行车产量和出口量均居世界第一，出口量一直占据全球60%以上份额。统计数据显示，2011年自行车出口量5572.2万辆，同比下降4.2%；电动自行车出口量60.7万辆，同比增长3.8%。
中国自行车、电动自行车产业发展拐点已经显现，低增长将逐渐成为常态，行业在回落的通道中孕育着内生动力和转型共识。
尽管产量滑落，但产品销售额和产品附加值却在增加，产品单价不断提高，中国自行车的产品结构正在发生变化。2011年中国自行车销售额、利润分别为942.2亿元和42.4亿元，与2007年相比，增幅分别达43.7%和71.22%。
“十二五”时期，力争中国自行车、电动自行车全行业工业总产值年均增长6%，到2015年突破1000亿元，自行车及零部件出口规模基本稳定，电动自行车出口大幅增长。
二、锂离子电池在电动自行车领域的应用
电动自行车用锂电池大致可分为三大类：锰酸锂电池、三元材料电池和磷酸铁锂电池。
锰酸锂电池：解决锰酸锂电池的高温性能，必须对电池的正极材料、电池结构设计和电解液配方进行改良。在日本和韩国采用改性锰酸锂，改性锰酸锂电池在65℃存放一星期，容量只下降到99%。
三元材料电池：钴、镍、锰三元材料作为正极材料的锂电池，它克服了锰酸锂的高温性能差的缺陷，又提高了电池的比能量。
磷酸铁锂电池：2002年以来，美国和加拿大开始研制磷酸铁锂电池，它成为一种新的具有巨大发展前途的动力型锂电池。超长寿命，在室温下1C充放电循环达2000次。
磷酸铁锂电池的优势：安全性高。磷酸根化学键的结合力比较强，结构稳定性好；环保且不含有任何重金属；无毒（SGS认证通过），无污染；充电速度快，磷酸铁锂电池可大电流5～10C快速充放电；大电流放电性能好；可10～50C大电流高功率放电。
磷酸铁锂电池的缺点：低温性能劣于锰酸锂等其他正极材料。磷酸铁锂电池的单体电压是3.2V。36V的电池组需要12个单体电池串联。单体磷酸铁锂电池寿命目前超过2000次，但电池组的寿命可能只有500次。
目前在电动自行车上应用的大功率锂离子动力电池基本上都是由多只单体电池串联、并联而成的。在其应用过程中，锂动力电池存在的问题主要是各个单体电池之间的离散性较大，从而影响到整个电池组的安全性和使用寿命。
因此，我们认为理想的锂动力电池组管理应该针对电池组的安全性和使用寿命。这种控制的要求是：不仅能够管理和保护电池组中的每一单体电池，而且在放电时还要使每只电池的电压保持均衡一致，如同很多杯水在同一个水平线平衡一致地往外流。在充电时要保证电池组中的所有电池在同一个电压线上均衡一致地进行充电，直至所有电池充满为止，就如很多个杯子，尽管容量不一样，但以相同的流量注水时，要保证每一只杯子溢水。
综上所述，电动自行车用锂电池在使用过程中，要始终保持电池不过充、不过放、不发热、寿命长，尤其是使用安全。这就要求电池组必须具有对每只单体电池充放电均衡及保护功能。
三、其他电池在电动自行车领域的应用
通信用电池领域，通信领域是阀控密封式铅酸蓄电池的主要市场之一，主要用于通信基站和中心机房的后备电源，替换周期为3~5年，总的采购金额约占电信固定资产投资的2%~3%。目前阀控密封式铅酸蓄电池在通信领域的市场占有率达到90%以上。通信行业的快速发展带动了阀控密封式蓄电池市场需求的快速增长。另外，通信后备电源市场规模的增长也将给铅酸蓄电池产业带来巨大的市场空间。
动力电池方面，铅酸蓄电池作为动力电池主要应用在电动自行车领域，2010年中国电动自行车总产量为2954万辆，同比大幅度增长24.69%。目前电动自行车动力电池市场中高达90%采用铅酸电池，镍氢电池仅8%，锂离子及其他电池仅2%。
电动自行车的动力电池使用寿命约电池充电器为1~2年，每年对铅酸蓄电池的需求不仅仅是整车配套市场，更大的需求在于更换市场。目前，电动自行车保有量将近1.7亿辆，每年对蓄电池的更换需求将达到1亿套在新能源汽车领域，铅酸蓄电池作为动力电池另一大应用领域，主要集中在混合电动车和低速电动车市场。
在储能电池领域，全球储能技术主要分为三类：物理储能，如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等;化学储能，如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锂离子电池等;电磁储能，如超导储能、电容储能等。报告预测，全球储能电站的市场规模将从2010年的15亿美元增长到2020年的353亿美元，市场空间巨大。在新能源发电和智能电网建设的大背景下，储能聚合物电池厂家电站的大规模商用化将大大提速，从而会为铅酸蓄电池作为储能电池应用带来一定的市场空间。
第五节电动工具领域
一、中国电动工具市场发展状况
电动工具主要分为金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具。常见的电动工具有电钻、电动砂轮机、电动扳手和电动螺丝刀、电锤和冲击电钻、混凝土振动器、电刨。由于我国电动工具制造业获得了新一轮的加速发展，出现了对电动工具切削的强劲需求，带动了工具工业的高速发展。
电动工具行业积极引进技术提升自身实力中国的快速发展，对外交流的全面性，展望电动工具行业，近几年也在快速发展，但是对比国外的相关企业还是处于落后的水平。专业人士罗百辉认为，要让电动工具行业迅速发展，技术是至关重要的。加上电动工具行业的特殊性，是属于高技术含量的行业，企业一定要积极引进相关技术，提升自己的实力。电动工具行业，属于先进装备制造业，并提升服务于先进制造业。电动工具被普遍应用于航天特种、高铁建设、船舶制造、汽车工业等先进装备制造业领域以及建筑道路、装饰装潢、木业加工、金属加工等生产领域。
全球电动工具行业，按照产品的技术要求、应用领域等特点，可分为工业级、专业级和DIY家用级三个级别。其中，工业级电动工具产品主要用于对工艺精准度或作业环境保护要求很高的作业场所，如航天特种领域，具有技术要求高、利润高、市场范围小的特点;DIY家用级电动工具主要被应用于精准度要求不高和持续作业时间不长的场合，如家庭修缮、简单装修等场合，具有技术含量低、利润低的特点。目前中国绝大部分电动工具生产企业均在生产DIY家用级电动工具产品，产品销售主要以价格为竞争手段，整体呈现一种低端、无序的竞争状态。而专业级电动工具无论在技术含量、应用领域范围、产品附加值还是在产品毛利率方面，均远超DIY级产品。专业级电动工具本身功率大、转速高、电机寿命长，能够持续长时间重复作业，具有技术含量高、利润率高、市场范围广、行业门槛高、品牌价值高等特点。中国国内的电动工具市场常年为德国博世、日本牧田、日本日立、美国得伟等外资品牌巨头牢牢把持。罗百辉指出，从近年趋势来看，外资品牌的国内市场占有率处于下降通道，锐奇电动工具的崛起不断扩大市场占有，替代进口品牌。在国内市场占有率前四名中，锐奇股份是最年轻的后起之秀，但却是增长最快的一支新秀，其从建厂投产至今短短七年时间，便已跻身市场占有前四，有赶超近百年历史的德国博世、日本牧田的趋势。
纵观国内电动工具行业现状，生产DIY家用级电动工具产品的企业占据了绝大多数，能够形成产品系列的专业级产品工厂极为稀少，行业集中度低，缺乏领军企业。从发展趋势来看，内资品牌之间必将经历行业洗牌，最终形成由少数领军企业统领并规范的有序局面;内资和外资品牌之间，也将重新分配市场份额，内资品牌不断替代外资品牌。行业的内在整合需求，必将由行业的领军者来执擎。可以预见，锐奇，作为唯一的一家主营电动工具的上市公司，有机会也有能力站在资本市场的舞台上，推动中国电动工具行业的资源重组和格局重整。
产品结构有待提升，综合服务能力需加强如前所述，电动工具市场形势很好，但问题在于国产电动工具结构不尽完善，内销的电动工具中，绝大多数为传统高速电动工具和一般水平的硬质合金标准工具。为巩固目前已占领的市场，进一步培育和开拓新的市场，电动工具企业应进一步提高产品质量，加快新产品开发。特别要重点加快电池式电动工具和电子控制电动工具的开发，不断提高电动工具的水平和产品质量。
二、锂离子电池在电动工具领域的应用
1电动工具用锂离子电池的主要特性
目前，电动工具用锂离子电池以圆柱形锂离子电池为主，一般都组合使用（图1）。单体电池主要有14500、18650、22430、22650、26650等。电动工具正常使用时电流较大，使用时还经常碰到堵钻、卡钻等异常情况，这时电流较大，所以电动工具用锂离子电池与一般电池要求不同，电池要求除了具有高倍率连续放电性能，还必须具有更高倍率的脉冲放电性能。
1.1高功率
电动工具中使用的锂离子电池一般都要求具有较高的功率特性。小型的电动工具（如螺丝批等）可以单支使用，电池放电要求在5C倍率左右。枪钻的使用要求单体电池放电在10C倍率左右，同时可以20C连续放电，30C脉冲放电。
1.2长寿命
通常要求单体电池具有1C充电，10C放电循环300次，容量保持初次容量的80%以上。目前，有的锂离子电池可以做到10C放电循环500次，容量保持初次容量的80%以上。
1.3高安全
电池能通过针刺、挤压、重物撞击等安全性能测试项目，测试时电池应不起火、不爆炸。
同时电池还能通过过充、过放、短路、高温、温度冲击、低气压等安全性能项目测试。试验电池应不起火、不爆炸。
1.4一致性要求
电动工具用锂离子电池一般都是经过串并联后组合使用。为了延长使用寿命和提高安全可靠性，这就要求电池组中各单体电池之间具有较高的一致性。一致性不仅只是要求使用初期的电池组内单体电池间的性能一致性，而且最好能确保整个使用寿命周期内性能一致。目前，以18650电池为例，在电动工具中使用一般要求电池组初期电池容量偏差≤20mAh，电压差≤10mV，内阻差≤1mΩ。
2目前在电动工具中使用的锂离子电池的类型
目前在电动工具中使用的锂离子电池按照正极材料体系分可以主要分为镍钴锰酸锂三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂三大类。根据我们的测试结果，三种电池有如下优缺点。
2.1镍钴锰酸锂三元材料电池
优点：镍钴锰酸锂材料比容量高，可以达到145mAh以上：18650型电池可以容量做到1300mAh以上，电池循环性能好，10C放电循环可以达到500次以上；高低温性能优越；极片压实密度高，可以达到3.4g/cm3以上。
缺点：电压平台低，1C放电中值电压3.66V左右，10C放电平台在3.45V左右；电池安全性能相对差一点；成本较高。
2.2磷酸亚铁锂电池
优点：安全性好，是目前电动工具锂离子电池中最安全的电池，电池高温性能优越，循环性能好，自放电小，对环境友好。
缺点：电压平台低，1C放电中值电压3.25V左右，10C放电平台在3.0V左右；极片压实密度低，只有2.25g/cm3左右；电池容量偏低，以18650动力电池为例，容量只有1100mAh左右。
2.3锰酸锂电池
优点：安全性略好于镍钴锰酸锂三元材料；电压平台高，1C放电中值电压3.80V左右，10C放电平台在3.5V左右；电池低温性能优越；对环境友好；成本低。
缺点：电池高温循环性能差；极片压实密度低于三元材料，只能达到3.0g/cm3左右；锰酸锂比容量低一般只有105mAh/g左右；循环性能比三元材料差。
严谨、科学的研究方法才能确保研究报告的准确性和质量。《2010-2013年中国动力锂离子电池市场动态与投资风险预警分析报告》主要采用的研究方法有：1）普查：我们对动力锂离子行业中近百家从业者进行了面访或电话访问，获得最佳一手数据。2）跟踪研究：为确保实时掌握动力锂离子行业动态，我们在此动力锂离子行业建立了跟踪研究机制，每个月都通过访问获得动力锂离子行业的发展动态。3）政府机构数据：我们查询了动力锂离子行业的重点企业的工商档案、统计局档案、海关进出口数据等等，获得较为权威的信息。4）SOWT分析：应用SWOT分析、波特五力分析等方法，我们分析了动力锂离子行业及企业的竞争优劣势以及潜在的威胁及发展机会。5）科学预测：我们采用回归分析、时间序列分析、因子分析、组合分析等方法对动力锂离子的发展趋势做出了全的预测。
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