LIB:绿色电池“真命天子”?
2010 年 7 月,全球知名增长咨询公司 Frost & Sullivan (弗若斯特沙利文)发表研究报告称,认
为未来一段时间电动汽车电池组件市场将快速增长
,电动汽车在未来将迅速增长,对电池组件
方面的需求也会越来越大。而在混合动力汽车和电动汽车中
LIB 即锂离子电池将大量取代镍
氢电池
,成为绿色电池领域的“真命天子”。
电池种类繁良莠不齐
电动汽车是用电动马达代替内燃机作为动力的
,化学电池(包括铅酸、镍氢和锂离子)为其
提供电力。未来几年内
,环境可持续性将成为交通行业发展趋势,石油能源将逐渐被替代,欧美
市场引进了越来越多的新能源
,美国能源部给相关企业提供了补助,这些都将驱动电动汽车电
池的发展
;但是新兴电池代价较高,其技术安全性能有待验证,功率密度和充电性能都有待于
改善。
Frost & Sullivan 预计 2013-2015 年随着锂离子电池价格降低和基础行业发展,电动汽车
电池市场将迅猛发展。
公众能否接受电动汽车的一个关键因素是电池系统的安全性
,原因是汽车行驶时产生的
热量容易引发电池中化学反应导致爆炸
,因此如何研发隔热材料和设计电动汽车的热管理系
统是推广电动汽车的关键。由于锂离子电池能量密度高
,预计未来将有望取代镍氢电池应用
到混合动力和电动汽车上。
未来几年
,电动汽车电池行业的发展将受以下几方面因素的影响:行业基础设施的发展、
产品的全球化、产品的安全性、性能和成本的权衡、与供应商和最终用户建立合作关系等。另
外随着技术的发展
,电池充电时间将显著缩短,一次充电行驶路程将更长,电池能量也将更大。
目前
,电动汽车的电池种类繁多,除锂离子电池外,还有镍氢电池、镍镉电池和镍钠电池等,
其中镍氢电池已经证明了其安全性能
,而且目前大量应用于混合动力汽车。但是由于镍氢电
池能量不如锂离子电池
,加上目前政府对锂离子电池的支持,其市场受到一定的考验,Frost &
Sullivan 预计未来镍氢电池将逐步被锂离子电池替代。
把脉
LIB 材料未来市场
电动汽车电池组件主要有阴
/阳极活性材料、层板、电解质、分离层和粘合剂,其中阴极活
性材料为电池技术发展的关键组件。目前
,锂离子电池使用铜作为阳极(添加石墨和 LiC6 等活
性材料
),铝作为阴极(添加 LiMn2O4 和 LiCoO2 等活性材料),电解质是典型的锂盐如 LiPF6,分
离层主要是聚丙烯材料。
未来电池生产商极力控制生产成本
,因此锂离子电池化工材料的价格都将有所下降。大
多数化工材料将供给混合动力汽车
(HEV)和电动汽车(EV),同时美国能源部(DOE)的鼓励政
策将对其行业的投资和参与产生重要影响
,公司兼并收购与合资将会成为主流趋势。Frost &
Sullivan 预测,2008-2016 年电动汽车电池材料市场收入年均复合增长率将达 125%。
LIB 分离层
作为电池的关键部件
,分离层分隔阴阳极、维持离子传导,多孔质薄且牢固的分离层能够
提高锂离子电池的性能。目前分离层材质主要有陶瓷和聚合物
(聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯
等
)两种,材质选择随着电池各因素不同而不同。分离层的生产工艺也有两种,湿法生产和干法
生产
(不使用溶剂),湿法生产在亚洲较为常见。