2019年電池行業(yè)需求、產(chǎn)品結構及未來趨勢分析[圖]

電池王密 2020-01-14 06:14 來源：智研咨詢

電池包括物理電池和化學電池。物理電池是利用物理效應，將太陽能、熱能或核能直接轉換成直流電能的裝置，如太陽能電池、溫差發(fā)電器、核電池等;化學電池是一種將化學能直接轉變成直流電能的裝置，如鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鋅錳電池等。

不同電池化學成分收入貢獻占比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

電池種類

碳鋅電池	碳鋅電池碳鋅電池又稱碳鋅干電池、碳性電池、碳性電芯，外殼由鋅構成。既可以作為電池的容器，又可以作為電池的負極。碳鋅電池是從液體Leclanche電池發(fā)展而來。傳統(tǒng)或一般型以氯化銨為電解質(zhì)；電池則通常是使用氯化鋅為電解質(zhì)的碳鋅電池，是一般使用的廉價電池的一種改良版。電池的正極主要是由粉末狀的二氧化錳和碳構成。電解液是把氯化鋅和氯化銨溶于水中所形成的糊狀溶液。碳鋅電池是最便宜的原電池，因此成為很多廠商的首選，因為這些廠商所銷售的設備中常常需要配送電池。鋅碳電池可以用于遙控器、閃光燈、玩具或晶體管收音機等功率不大的設備。此電池正極的碳棒與二氧化錳中所混合的碳只負責引出電流，并不參與反應，正極實際參與還原反應并提供正電的是二氧化錳中的錳，因此，又稱為錳鋅電池、鋅錳電池或鋅-二氧化錳電池，也有簡稱錳干電池的。碳鋅電池的電壓為1.5V。
鋅空氣電池	鋅空氣電池（Zinc-air battery）是一類結構特殊的品種。負極采用了鋅合金。而正極材料，則是空氣中的氧。在儲存時一般保持密封，所以基本上沒有自放電。又稱鋅氧電池，有時也被稱為鋅空電池。由于鋅空電池內(nèi)部含有高濃度的電解質(zhì)（氫氧化鉀具有強堿性、強腐蝕性），一旦發(fā)生滲漏，將腐蝕電池附近部件，而且這種腐蝕可能是不可修復的，致命的。又因電池上有孔，電池在激活使用后存放時間又很短，所以鋅空電池較易發(fā)生電池漏液。使用鋅空電池的場合要及時更換耗盡的電池，經(jīng)常檢查電池狀況，較長時間不用時取出電池。鋅空氣電池的電壓為1.4V。
鉛酸電池	又稱鉛蓄電池，是蓄電池的一種，電極主要由鉛制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。一般分為開口型電池及閥控型電池兩種。前者需要定期注酸維護，后者為免維護型蓄電池。蓄電池的原理是通過將化學能和直流電能相互轉化，在放電后經(jīng)充電后能復原，從而達到重復使用效果。鉛酸電池的電壓為2V。
膠體電池	膠體電池屬于鉛酸蓄電池的一種發(fā)展分類，最簡單的做法，是在硫酸中添加膠凝劑，使硫酸電液變?yōu)槟z態(tài)。電液呈膠態(tài)的電池通常稱之為膠體電池。電液改為膠凝狀。例如非凝固態(tài)的水性膠體，從電化學分類結構和特性看同屬膠體電池。又如在板柵中結附高分子材料，俗稱陶瓷板柵，亦可視作膠體電池的應用特色。膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別，從最初理解的電解質(zhì)膠凝，進一步發(fā)展至電解質(zhì)基礎結構的電化學特性研究，以及在板柵和活性物質(zhì)中的應用推廣。膠體電池其放電曲線平直，能量比要比常規(guī)鉛酸電池大20%以上，壽命一般也比常規(guī)鉛酸電池長一倍左右，高溫及低溫特性要好得多。膠體電池的電壓為2V。
鎳鎘電池	鎳鎘電池（Nickel-cadmium battery簡稱NiCd）這種電池以氫氧化鎳（NiOH）及金屬鎘（Cd）作為產(chǎn)生電能的化學品。對比其它種類的蓄電池，鎳鎘電池的優(yōu)勢是：可以較小重量儲存一定數(shù)量的能量、充電效率很高、放電時終端電壓變化不大，內(nèi)阻小及對充電環(huán)境要求不高。鎳鎘電池的缺點則是記憶效應及鍋的重金屬污染。鎳鎘電池的電壓為1.2V。
鎳氫電池	鎳氫電池（NiMH）是由鎳鍋電池（NiCd battery）改良而來的，其以能吸收氫的金屬代替鎘（Cd）。它以相同的價格提供比鎳鎘電池更高的電容量、比較不明顯的記憶效應、以及比較低的環(huán)境污染（不含有毒的鎘）。其回收再用的效率比鋰離子電池好，被稱為是最環(huán)保的電池。但是與鋰離子電池比較時，卻有比較高的記憶效應。舊款的鎳氫電池有較高的自我放電反應，新款的鎳氫電池已俱有相當?shù)偷淖晕曳烹姡ㄅc堿電相約），而且可于低溫下工作（-20℃）。鎳氫電池比碳鋅或堿性電池有更大的輸出電流，相對地更適合用于高耗電產(chǎn)品，某些特別型號甚至比鎳鎘電池有更大輸出電流。
鋰離子電池	鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。習慣上，鋰離子進入正極材料的過程叫嵌入，離開的過程叫脫嵌；鋰離子進入負極材料的過程叫插入，離開的過程叫脫插。和所有化學電池一樣，鋰離子電池也由三個部分組成：正極、負極和電解質(zhì)。電極材料都是鋰離子可以嵌入（插入）/脫嵌（脫插）的。鋰離子電池的電壓為3.6~3.7V。
鋰離子聚合物電池	鋰離子聚合物電池，也稱聚合物鋰電池，鋰聚合物電池。是一種以膠狀高聚物為電解質(zhì)的可充電電池。避免了鋰離子電池高溫下容易爆炸的安全問題。相對于鋰離子電池，鋰聚合物電池的特點如下：1.無電池漏液問題，其電池內(nèi)部不含液態(tài)電解液，使用膠態(tài)的固體。2.可制成薄型電池：其厚度可薄至0.5mm。3.電池可設計成多種形狀，最大可彎曲90°左右。4.可制成單顆高電壓：液態(tài)電解質(zhì)的電池僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓，而高分子電池由于本身無液體，可在單顆內(nèi)做成多層組合來達到高電壓。5.容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍。鋰離子聚合物電池的電壓為3.6~3.7V。
磷酸鋰鐵電池	是一種鋰離子電池的正極材料，也稱為鋰鐵磷電池，特色是不含鉆等貴重元素，原料價格低且磷、鋰、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會有供料問題。其工作電壓適中（3.2V）、電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。磷酸鋰鐵電池的電壓為3.2~3.3V。

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國電池行業(yè)競爭戰(zhàn)略分析及市場需求預測報告》數(shù)據(jù)顯示：目前，全球電池需求仍以化學電池為主。其中，鉛酸蓄電池具有性價比高、容量大、功率高、壽命長、安全可靠等優(yōu)點，是目前世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池。

全球電池行業(yè)需求占比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

在鉛酸蓄電池的產(chǎn)品結構中，啟動型電池占比最大，比重接近一半;其次是動力型電池，占比逐年提升，有望與啟動型電池持平;備用與儲能型電池占比也有15%，有望成為未來電池行業(yè)的發(fā)展重點之一。

全球鉛酸蓄電池產(chǎn)品結構占比

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從全球鉛酸蓄電池產(chǎn)能規(guī)模來看，中國是生產(chǎn)大國，產(chǎn)量占全球的比重達到45%左右，其次是美國，產(chǎn)量占比約為32%，日本位居第三，占比接近13%。

全球鉛酸蓄電池市場格局占比

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相比鉛酸蓄電池，鋰電池市場能夠?qū)崿F(xiàn)快速發(fā)展，則得益于近年來智能手機、平板電腦等的普及，以及電動汽車、電動自行車等新興市場的崛起。

全球鋰電池產(chǎn)品結構占比

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從鋰電池市場格局來看，中國、日本和韓國形成了三足鼎立的局面，生產(chǎn)的鋰電池占全球產(chǎn)量的90%以上。其中，日本以40%的比重暫時領先，成為全球最大的鋰電池生產(chǎn)國。

全球鋰電池市場格局占比

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全球電池行業(yè)將持續(xù)回暖。隨著全球經(jīng)濟逐步復蘇，下游市場需求釋放，全球電池行業(yè)有望實現(xiàn)中高速增長。

儲能市場逐步形成。儲能電池發(fā)展?jié)摿薮?，但由于成本、技術、政策等原因仍處于市場導入階段，相對于動力電池增長滯后。未來隨著技術逐漸成熟、成本的逐步下降，儲能市場也將有望成為拉動鋰電池消費的另一增長點。

電池企業(yè)逐漸重視回收體系。擴大再生資源的利用效率，通過將廢舊鋰離子電池中的鎳鈷錳鋰等有價金屬進行循環(huán)利用，生產(chǎn)鋰離子電池正極材料，使鎳鈷錳鋰資源在電池產(chǎn)業(yè)中實現(xiàn)循環(huán)，是規(guī)避原生礦產(chǎn)短缺及價格波動風險，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。目前電池回收行業(yè)規(guī)范仍處于起始階段，隨著動力電池報廢規(guī)模逐步增長、動力電池回收規(guī)則明確、回收渠道規(guī)范、動力電池拆解回收技術進步，鋰電池梯次利用和報廢回收的規(guī)模將逐年擴大。

新材料體系不斷成熟，三元體系將快速崛起。相比磷酸鐵鋰和低鎳三元材料，高鎳三元材料由于鎳元素比例的提高，在比能量上有更大的優(yōu)勢，今后動力電池體系的升級換代將突出表現(xiàn)在三元鋰電池領域。除了在技術路線上引入高鎳三元材料之外，硅碳負極、復合隔膜、新型鋰鹽、石墨烯導電劑等新型材料也將更多的進行產(chǎn)業(yè)化應用。

智能制造加速落地。在全球“智能制造”的大背景下，電池產(chǎn)品傳統(tǒng)的制造工藝、分散訂單發(fā)展模式等很難滿足電池市場的高質(zhì)量、一致性要求，只有瞄準高精度、全自動化、智能化的生產(chǎn)線制造方式，才能適應新市場。未來，電池制造企業(yè)對于設備自動化、智能化的需求將變得越來越緊迫。

本文采編：CY337