磷酸鐵鋰的消費(fèi)分析與預(yù)測(cè)

1、 磷酸鐵鋰的消費(fèi)分析與預(yù)測(cè)4.1 世界磷酸鐵鋰消費(fèi)分析與預(yù)測(cè)4.1.1 世界磷酸鐵鋰消費(fèi)分析鋰離子動(dòng)力電池是一種以滿足混合電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、不間斷電源、割草機(jī)、礦燈和小型發(fā)電站電能存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換的大容量、高功率的大型鋰離子電池。工業(yè)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步很大程度建立在石油能源的基礎(chǔ)上，并且依賴程度日趨嚴(yán)重，石油能源是不可再生能源，隨著石油能源的匱乏，人類提出了節(jié)約、合理使用石油能源。鋰離子動(dòng)力電池可以在大量領(lǐng)域內(nèi)使用電能取代石油能源，節(jié)約了大量寶貴的石油資源，同時(shí)電能是一種清潔能源，可以緩解使用石油能源帶來(lái)的嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，大量發(fā)展鋰離子動(dòng)力電池具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)

2、意義。環(huán)保的呼聲和不可再生能源緊缺給綠色二次能源提供了廣闊的發(fā)展空間，促進(jìn)了電動(dòng)自行車，混合電動(dòng)汽車的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用。鋰離子動(dòng)力電池具有能量密度高、環(huán)境友好、安全性好和循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，成為電動(dòng)車首選移動(dòng)能源。鋰離子動(dòng)力電池作為綠色二次能源具有巨大的市場(chǎng)需求，其主要可用于電動(dòng)自行車和混合電動(dòng)汽車及車用蓄電池。全球鋰離子電池市場(chǎng)呈現(xiàn)中、日、韓三足鼎立的局面。日本是最早實(shí)現(xiàn)鋰電池商用化的國(guó)家，在2000年以前，全球鋰電的生產(chǎn)基本被日本壟斷。但隨著中國(guó)、韓國(guó)鋰電池制造技術(shù)的開(kāi)發(fā)和提升，日本鋰電池出貨量的比例在逐漸降低，而中國(guó)和韓國(guó)鋰電池出貨量的比例在逐漸增加。如下表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，從2002年到20

3、08年中國(guó)和韓國(guó)的鋰離子電池市場(chǎng)占有率逐年增加，而日本的市場(chǎng)份額也因此逐年減少。表4.1 20022008年世界鋰離子電池市場(chǎng)占有率變化情況表國(guó)家2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年日本65.28%61.82%57.67%58.01%54.39%51.40%49.97%中國(guó)11.24%12.62%19.10%19.52%22.95%23.03%23.17%韓國(guó)10.67%12.17%16.20%17.39%18.40%21.32%22.08%其他12.81%13.39%7.02%5.08%4.26%4.25%4.78%鋰離子電池的性能主要取決于正負(fù)極材料，目前

4、，主要應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料是嵌鋰過(guò)渡金屬氧化物，包括層狀limo2（m=co，ni，mn）和尖晶石limn2o4等，然而這些材料分別由于價(jià)格、安全性、電化學(xué)性能等原因使他們?cè)诟呷萘侩姵氐膽?yīng)用方面受到制約。1997年美國(guó)德克薩斯大學(xué)的goodenough首次報(bào)道了磷酸鐵鋰能夠可逆地嵌入和脫嵌鋰離子，考慮到其無(wú)毒，對(duì)環(huán)境友好，原材料來(lái)源豐富，比容量高，循環(huán)性能好，認(rèn)為這類材料將成為動(dòng)力型鋰離子電池最有希望的正極材料。磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的研發(fā)，為解決全球能源緊缺問(wèn)題，具有十分重要的意義。磷酸鐵鋰作為鋰電池材料是近幾年出現(xiàn)的事，其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力電池最重要的

5、技術(shù)指標(biāo)。1c充放循環(huán)壽命近2000次。單節(jié)電池過(guò)充電壓30v不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出的大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用，以滿足電動(dòng)車頻繁充放電的需要。磷酸鐵鋰具有無(wú)毒、無(wú)污染、安全性能好、原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。2003年，百得（black & decker）公司想制造一種性能優(yōu)于有繩的無(wú)繩電動(dòng)工具，認(rèn)為a123的磷酸鐵鋰電池材料符合要求，下了幾百萬(wàn)塊電池的訂單。2006年，百得公司新的無(wú)繩專業(yè)電動(dòng)工具上市銷售。2008年，a123年產(chǎn)鋰電池1,000萬(wàn)只以上，產(chǎn)品主要用于電動(dòng)工具及遠(yuǎn)程通信方面。據(jù)science daily 20

6、09年5月11日?qǐng)?bào)道，由磷酸鐵鋰電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)滑板車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)輪椅等在歐洲首次亮相，其所用到的磷酸鐵鋰粉末由phostech lithium公司位于加拿大魁北克省st. bruno的工廠生產(chǎn)?！傲姿徼F鋰電池最終將給電動(dòng)汽車行業(yè)帶來(lái)豐厚的利潤(rùn)，在電池行業(yè)掀起一場(chǎng)革命”蒙特利爾大學(xué)化學(xué)系教授、phostech lithium的創(chuàng)辦人之一michel gauthier如是說(shuō)。phostech lithium公司因擁有生產(chǎn)和銷售基于goodenough博士專利的電池材料的專有權(quán)而在鋰電池領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。2010年6月22日，東京索尼發(fā)布采用了橄欖石磷酸鐵鋰電池的全新儲(chǔ)能模塊。該產(chǎn)品的主

7、要特點(diǎn)是高輸出功率、更長(zhǎng)使用壽命及優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性。新儲(chǔ)能模塊首批樣品將從2010年6月開(kāi)始出貨。新儲(chǔ)能模塊具備1.2千瓦時(shí)級(jí)別的大容量，可便捷地進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)以獲得高電壓或高容量。該產(chǎn)品可用于固定電源，例如數(shù)據(jù)服務(wù)器的不斷電系統(tǒng)ups或移動(dòng)電話無(wú)線基站的備用電源。2010年上市的通用雪佛萊volt電動(dòng)車采用a123提供的磷酸鐵鋰電池。通用汽車2011年宣布，a123 systems將為通用汽車的一款電動(dòng)車產(chǎn)品提供電池組，這款電動(dòng)車就是全新2011款雪佛蘭spark ev。2007 年全球磷酸鐵鋰材料需求量為700 噸左右，2008 年快速增長(zhǎng)到1500 噸左右，因其特點(diǎn)，小電池領(lǐng)域用得很少，所

8、產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池目前主要應(yīng)用在電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車等動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域。不過(guò)，2008 年下半年開(kāi)始蔓延的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)較大地延緩了磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，2009 年的需求呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)，估計(jì)需求量大概在1200 噸左右，很多企業(yè)大幅減產(chǎn)。a123 曾經(jīng)非常樂(lè)觀地預(yù)計(jì)到2010 年全球磷酸鐵鋰市場(chǎng)需求量為10 萬(wàn)噸，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，即使2010 年的需求有較大增長(zhǎng)，實(shí)際上可能1 萬(wàn)噸都很難達(dá)到。不過(guò)，誰(shuí)都篤信動(dòng)力鋰電池在交通運(yùn)輸和儲(chǔ)能領(lǐng)域會(huì)有非常光明的前景，那會(huì)是一個(gè)數(shù)千億元的巨大市場(chǎng)，而磷酸鐵鋰是制造動(dòng)力鋰電池最適宜的正極材料也得到了大多數(shù)人的認(rèn)同，雖然技術(shù)改進(jìn)的難度看起來(lái)也很大。目前世界磷酸鐵

9、鋰廣泛用于混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)代步車、筆記本電腦、手機(jī)、新能源蓄能等領(lǐng)域，20072010年世界磷酸鐵鋰消費(fèi)情況見(jiàn)下表。表4.2 20072010年世界磷酸鐵鋰消費(fèi)情況表圖4.1 20072010年世界磷酸鐵鋰產(chǎn)能產(chǎn)量走勢(shì)圖 4.1.2 世界磷酸鐵鋰需求預(yù)測(cè)自上世紀(jì)九十年代以來(lái)，鋰離子電池的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，如手機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品，電動(dòng)自行車及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。而在未來(lái)幾年，鋰離子電池必將以其自身優(yōu)異的特性逐步占領(lǐng)整個(gè)電池市場(chǎng)。圖4.2 鋰離子電池在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用增長(zhǎng)預(yù)測(cè)如圖4.2所示，鋰離子電池在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用將迅猛增長(zhǎng)，其中全球鋰離子電池的總需求規(guī)模在

10、2009年已達(dá)到13.08gwh，2015年預(yù)計(jì)將達(dá)到60.83gwh，是2009年的4.65倍。磷酸鐵鋰材料是最近兩年才快速發(fā)展起來(lái)的電池正極材料，其低廉的價(jià)格、較高的安全性能、較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、優(yōu)越的循環(huán)性能使得其作為動(dòng)力電池和備用電源領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，理論上大有取代錳酸鋰之趨勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用上沒(méi)有達(dá)到想象的效果。據(jù)有關(guān)材料分析，通過(guò)對(duì)混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)代步車4個(gè)領(lǐng)域的電池需求進(jìn)行測(cè)算，保守的按照1020的滲透率計(jì)算，磷酸鐵鋰電池全球的市場(chǎng)規(guī)模就達(dá)到280億元，磷酸鐵鋰的需求量達(dá)6萬(wàn)噸以上。根據(jù)磷酸鐵鋰的領(lǐng)先企業(yè)a123的測(cè)算，全球磷酸鐵鋰的實(shí)際需求量超過(guò)15萬(wàn)噸，供

11、需缺口在10萬(wàn)噸以上。2010年上半年最火熱的磷酸鐵鋰話題，最近差不多煙消云散，曾經(jīng)為專利爭(zhēng)斗不休的磷酸鐵鋰企業(yè)或機(jī)構(gòu)開(kāi)始達(dá)成一致。cnrs、universite de montreal、hydro-quebec、lfp technology、dr. john goodenough、dr. michel armand、phostech lithium幾家專利持有者達(dá)成協(xié)議，聯(lián)合成立swiss muttenz lifepo4+c licensing ag推廣磷酸鐵鋰技術(shù)。而磷酸鐵鋰未在量產(chǎn)車型上見(jiàn)到。目前量產(chǎn)的要么是三元系要么是錳酸鋰。磷酸鐵鋰無(wú)法解決一致性和使用壽命的問(wèn)題，同時(shí)還有安全的問(wèn)題。

12、磷酸鐵鋰龍頭企業(yè)a123 system持續(xù)虧損，并且虧損幅度持續(xù)擴(kuò)大，2011年上半年虧損3300萬(wàn)美元，虧損幅度是2010年上半年的6倍。4.2 我國(guó)磷酸鐵鋰需求分析與預(yù)測(cè)4.2.1 我國(guó)磷酸鐵鋰消費(fèi)分析磷酸鐵鋰正極材料的產(chǎn)業(yè)化將直接帶動(dòng)鋰離子動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)由于磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的重量輕，續(xù)航能力大的優(yōu)勢(shì)，電動(dòng)自行車行業(yè)將以更高的速度增長(zhǎng)。磷酸鐵鋰正極材料的產(chǎn)業(yè)化也將推動(dòng)混合電動(dòng)車的應(yīng)用和推廣。同時(shí)，鋰離子動(dòng)力電池在車用蓄電池、不間斷電源、大型通信電源等方面的應(yīng)用具有廣闊的市場(chǎng)。 表4.3 我國(guó)磷酸鐵鋰應(yīng)用領(lǐng)域消耗分析表應(yīng)用領(lǐng)域電池配置材料耗量市場(chǎng)概況折算用量風(fēng)光互補(bǔ)路燈24v-100

13、ah7公斤大陸市場(chǎng)2010年led路燈需求量為67萬(wàn)盞。4690噸電動(dòng)自行車36v-10ah1公斤2008年中國(guó)共銷售2100萬(wàn)輛電動(dòng)自行車，其中鉛酸電池占據(jù)90%以上，鎳氫次之，鋰電池僅占1%。21000噸電動(dòng)工具36v-2.3ah0.20公斤全球需求量5.47億顆18650，目前市場(chǎng)85%被鎳鎘電池占據(jù)。5470噸電動(dòng)汽車300v-200ah160公斤“十城千輛”示范項(xiàng)目，到2010年在13個(gè)城市推廣至少3萬(wàn)輛新能源車的運(yùn)行。4800噸電動(dòng)大巴500v-400ah550公斤我國(guó)的電動(dòng)自行車從研制開(kāi)發(fā)到上世紀(jì)90年代中期小批量投放市場(chǎng)，及至現(xiàn)在的生產(chǎn)和銷售，一直呈逐年大幅增長(zhǎng)的勢(shì)頭。1998

14、年我國(guó)電動(dòng)自行車的產(chǎn)量為5.54萬(wàn)輛，1999年產(chǎn)量為12.6萬(wàn)輛，2000年為27.6萬(wàn)輛，到2001年上升到58萬(wàn)輛，2002年起銷售規(guī)模突破100萬(wàn)輛，2003年全國(guó)產(chǎn)量高達(dá)400萬(wàn)輛，2004年已銷售500萬(wàn)輛，累計(jì)產(chǎn)銷量達(dá)1500萬(wàn)輛，市場(chǎng)容量已經(jīng)達(dá)到100億元，全國(guó)共有近700家電動(dòng)自行車企業(yè)獲得了生產(chǎn)許可證。目前中國(guó)的自行車數(shù)量為5億輛，保守估計(jì)，其中每年2%被電動(dòng)自行車取代，每輛電動(dòng)自行車配一個(gè)動(dòng)力電池，每個(gè)電池用1千克磷酸鐵鋰計(jì)算，一年所需要的磷酸鐵鋰正極材料將達(dá)到1萬(wàn)噸?；旌想妱?dòng)汽車最先主要是公交車上的應(yīng)用，以全國(guó)的100個(gè)大中城市計(jì)算，共計(jì)采用混合電動(dòng)汽車50000輛，每

15、輛車車用電池使用正極材料100千克計(jì)算，一年需要正極材料5000噸。另外，磷酸鐵鋰可以在小電池上可以和鈷酸鋰混合使用，一年的需求量將達(dá)到5000噸。因此，保守估計(jì)，磷酸鐵鋰正極材料每年市場(chǎng)需求為2萬(wàn)噸。但是，目前，電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車主要采用鎳氫電池作為動(dòng)力源，而鋰離子電池電動(dòng)汽車的份額仍然較小。有資料稱：2009年國(guó)內(nèi)每年磷酸鐵鋰的需求量為8000噸左右，2010年國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰的年需求量超過(guò)1.5萬(wàn)噸。而2008年我國(guó)磷酸鐵鋰實(shí)際銷售不到1000噸。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池的廠商較多，主要集中在廣東、深圳、浙江、天津等地，其中，深圳是國(guó)內(nèi)最大的鋰電池生產(chǎn)基地，有代表性的是比亞迪、沃特瑪、比克

16、、atl等。深圳市比亞迪電池股份有限公司正致力于研究動(dòng)力汽車，2008年該公司大批量采購(gòu)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的磷酸鐵鋰，據(jù)稱磷酸鐵鋰月需求是40噸，最高達(dá)到月需200噸。是中國(guó)目前最大的磷酸鐵鋰消費(fèi)企業(yè)。該公司磷酸鐵鋰除滿足自用外，還滿足大眾、上海等客戶需求。深圳市沃特瑪電池有限公司自2006年以來(lái)專項(xiàng)生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，2007年中試成功并實(shí)現(xiàn)小批量供貨。沃特瑪最早只生產(chǎn)單體電池，2008年掌握了電池成組技術(shù)，并為五洲龍、吉利和奇瑞等整車廠配套。該公司現(xiàn)有的磷酸鐵鋰環(huán)保動(dòng)力電池車間具備日產(chǎn)1.25兆瓦時(shí)的能力，是目前國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量最大的生產(chǎn)廠家。目前，深圳市上路運(yùn)行的混合動(dòng)力公交車配裝的磷酸

17、鐵鋰電池絕大部分產(chǎn)自沃特瑪，其中有的車輛已經(jīng)運(yùn)行一年多，行駛里程超過(guò)2萬(wàn)公里，表現(xiàn)良好。除此之外，該公司的產(chǎn)品還為即將在深圳上路示范運(yùn)行的141輛混合動(dòng)力公交客車配套。隨后，沃特瑪再為180輛新能源客車提供動(dòng)力電池的訂單將在2011年內(nèi)完成。在深圳市場(chǎng)取得重大突破的同時(shí)，沃特瑪還積極開(kāi)拓國(guó)內(nèi)其他市場(chǎng)。2011年8月初，該公司與眾泰汽車簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，為其純電動(dòng)轎車配套。此外，沃特瑪還為廈門金旅即將在天津示范運(yùn)行的40多輛新能源公交車提供動(dòng)力電池組。山東海霸電池有限公司是中國(guó)北方地區(qū)規(guī)模較大的鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)廠家之一，也是山東省鋰離子動(dòng)力電池重點(diǎn)生產(chǎn)廠家。目前該公司的產(chǎn)品主要是：磷酸鐵鋰動(dòng)力

18、電池（礦燈電池、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)高爾夫球車、電動(dòng)觀光車、電動(dòng)警車、電動(dòng)清掃車）。此外，atl廣東新能源目前每月對(duì)磷酸鐵鋰的需求是10噸，天津力神在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的為valence oem后，每月也有固定的磷酸鐵鋰需求。河南環(huán)宇集團(tuán)和青島澳柯瑪都希望能尋找到供應(yīng)磷酸鐵鋰材料的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家。理論上磷酸鐵鋰需求旺盛，根據(jù)我們的調(diào)研認(rèn)為，利用磷酸鐵鋰作正極材料生產(chǎn)動(dòng)力電池的應(yīng)用還剛起步，許多技術(shù)問(wèn)題需要解決；市場(chǎng)需求主要是測(cè)試樣品，需要開(kāi)發(fā)、開(kāi)拓市場(chǎng)。電動(dòng)汽車發(fā)展的形勢(shì)已經(jīng)趨于明朗，但要克服技術(shù)難題、進(jìn)一步降低制造成本保守估計(jì)還需要35年的成熟期，發(fā)展電動(dòng)汽車是我國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，但我國(guó)磷酸鐵鋰電池企業(yè)目前的重點(diǎn)必須放在電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和路燈市場(chǎng)?！爸\生存求發(fā)展”是我們現(xiàn)階段的重要任務(wù)。20072010年我國(guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)、供、需情況見(jiàn)下表和圖：表4.4 20072010年我國(guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)、供、需平衡表單位：噸/年項(xiàng)目2007年2008年2009年2010年圖4.3 20072010年我國(guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)、供、需