跑狗论坛四肖中特:鋰電池市場調查報告

來源:我要調查網 發布時間:2012-08-27 15:51:14 瀏覽:4907次
鋰電池市場調查報告

码狂四肖中特 www.cdmgi.icu 【報告格式】doc

【報告作者】淡水池子

【報告大小】664.5KB

【報告價格】51幣:0 ,如何獲取51幣?

【報告描述】鋰離子電池是最新一代的綠色高能充電電池,具有電壓高、能量密度大、循環性能好、自放電小、無記憶效應等突出優點。近幾年來,隨著通訊等高科技產業的蓬勃發展,帶動了鋰離子電池的高速發展,以其卓越的高性能價格比,廣泛應用于筆記本電腦、移動電話、攝像機、儀器儀表、軍用裝置等移動電子終端設備,并占據了主導地位。鋰離子電池廣泛應用于IT、電動車輛、航天軍工等高技術產業,具有巨大的市場需求,正在發展成為我國新能源材料領域的主流產業,為電池行業熱點項目。發展鋰離子電池,其關鍵技術主要包括:鋰離子電池正極材料、負極材料、隔膜、電解質。本報告主要介紹鋰離子電池正極材料及市場情況。

定制需求 下載報告

笔记本市场调查报告 - 码狂四肖中特|四肖中特i期期准免费1

锂电池市场调查报告

——锂离子正极材料市场调查报告

1​ 概述

锂离子电池是最新一代的绿色高能充电电池,具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点。近几年来,随着通讯等高科技产业的蓬勃发展,带动了锂离子电池的高速发展,以其卓越的高性能价格比,广泛应用于笔记本电脑、移动电话、摄像机、仪器仪表、军用装置等移动电子终端设备,并占据了主导地位。锂离子电池广泛应用于IT、电动车辆、航天军工等高技术产业,具有巨大的市场需求,正在发展成为我国新能源材料领域的主流产业,为电池行业热点项目。

发展锂离子电池,其关键技术主要包括:锂离子电池正极材料、负极材料、隔膜、电解质。本报告主要介绍锂离子电池正极材料及市场情况。

2​ 全球电池产业发展概况及锂离子电池市场现状

(1)全球锂离子电池市场现状

2000年全球锂离子单体电池产量超过了5.8亿只,主要用于移动电话的方型电池,销售量为5.65亿只,其中用于移动电话的电芯为3.14亿只,总销售额约30亿美元,超过了镉镍电池和氢镍电池销售额的总和。

根据2003年3月在美国举行的“第20届国际原电池和蓄电池会议”统计资料,2002年全球锂离子电池的总产量为8.62亿只,增长51%,销售额增长18%,其中,5亿多只用于手机,2亿多只用于笔记本电脑,1亿多只用于摄像机和数码相机等。预计2003年全球锂离子电池产量将达到12.55亿只,增长45%,销售额增长29%。

据日本IIT估计,2003年锂离子电池将占充电电池市场的68%以上,全球锂离子电池产量将达到9亿只。

据Freedonia集团预测,锂离子电池和锂聚合物电池市场到2005年将扩大到23亿美元。2000年锂聚合物电池市场为4000万美元,到2005年锂聚合物电池市场将增加到4.35亿美元。

目前,锂离子电池在电子产品中用量比例为:手机57.4%,笔记本电脑31.5%,摄像机7.4%,其他3.7%。在中国,手机电池用锂离子电池的比例较高,笔记本电脑电池增长迅猛。

日本三洋、索尼、松下三大公司占世界笔记本电脑电池市场的65%,特别是日本三洋公司,后来者居上,超过了索尼公司,专到世界市场的25%。

2003年锂离子电池产业出现了新一轮扩大投资和增大生产规模的趋势,其中包括三洋、索尼、松下、三星、LG和比亚迪和深圳比克电池公司等。

据日本索尼能源部介绍,2002年索尼销售锂聚合物电池1500万只,2003年预计销售3000万只。索尼公司锂离子电池销售额索尼能源部营业额的70%。

日本三洋和松下公司锂离子电池年生产能力约6亿只,如表1所示:

表1 三洋和松下公司生产能力和市场占有率情况 (什么时间?)

三洋

松下

市场占有率(%)

一次电池

11.3

35.5

二次电池

88.7

64.5

日本市场

51.0

65.0

国外市场

49.0

35.0

生产能力(万只/月)

镉镍电池

6000

6000

氢镍电池

4000

4500

锂离子电池

2000

20002300

聚合物锂离子电池

50

用于手机、笔记本电脑与PDA等产品电源的二次电池,目前日本产品占有全球市场的65%,特别是在锂离子电池方面,日本占有85%以上,韩国则占4%。为了在2010年超越日本,韩国将重点发展电池产业,由韩国产业资源部支持,设立了“电池产业发展策略委员会”,积极2010年前将韩国二次电池的全球市场占有率提高到40%。将大幅度增加经费支持,以五年为期,开发高效能锂(聚合物)高分子电池。计划在2007年前,设立电池材料研究开发中心与锂离子聚合物电池中心。

日本对输出锂离子电池生产技术和设备很谨慎,将其列为不宜输出的技术,因为日本认为向韩国输出技术和设备后,韩国的锂离子电池生产技术得到快速发展提高。

(2)全球电池产业发展概况及锂离子电池在市场中的地位

近几年世界电池市场发展概况介绍如下:

1994年全球干电池总产量为260亿只。

1995年,世界电池总产值为408亿美元。根据世界炭棒产量推测,圆柱型锌锰电池产量大致为200亿只。据日本蓄电池协会统计,1995年世界锂离子电池的需求量达到3500万只,销售额达到300~400亿日元。

1996年,估计全球各类一次电池年总量为280~300亿只,其中碱锰电池为70亿只,炭锌电池和碱锰电池年销量约为200亿只,占民用电池总量的90%,销售额占民用电池总额的70%。锂离子电池、氢镍和镉镍电池年销售额约为10亿美元。锂离子电池世界需求量约为1.2亿只,一次锂电池为16亿只。1996年国际电池市场销售情况如表2和表3所示:

表 2 1996年世界电池市场销售比例

汽车电池

普通电池

充电电池

其它电池

销售额(%)

51

24

12

13

销售额(亿美元)

210

190

10

销售量(亿只)

40

200

表 3 1996年世界主要电池市场销售额

国家或地区

美国

日本

西欧

中国

销售额(亿美元)

90

50

46

19.5

1997年,全球各种民用电池总量约350亿只,其中碱锰电池约100亿只,约占民用电池总量的28%,锌锰电池180亿只,占总量的51%。全球电池市场销售额为320~340亿美元,其中50%为铅酸蓄电池,20%为其他系列二次电池,30%为一次电池。二次电池市场份额中,北美、欧洲和日本占60%。1997年全球小型二次电池为20亿只,其中镉镍电池10亿只,氢镍电池6~7亿只,锂离子电池约3亿只。中国氢镍电池产量为5000多万只,锂离子电池为几百万只。另有报道,1997年全球电池生产与增长速度情况如表4所示:

表 4 1997年全球电池生产与增长速度

种类

锌锰

碱锰

锌空扣式

一次

锂电池

小型

铅酸

镉镍

氢镍

锂离子

数量

(亿只)

180

100

20

20

20

16~17

5~8

3

增长率(%)

8~10

5~8

45

1997年,移动电话电池在北美主要采用镉镍电池,日本100%使用锂离子电池,欧洲80%采用氢镍电池,锂离子电池不足20%。在中国市场,移动电话80%采用氢镍电池,锂离子电池仅占15%,镉镍电池用于低档手机约5%。

1998年,国际市场氢镍电池销售量约为7亿只。全球锂离子电池产量为2.86亿只,比上年增加46%。

1999年,全世界电池产量400多亿只(另有报道为约500亿只),销售额达到400亿美元,其中铅酸电池销售额约为200亿美元,占第一位。日本松下公司电池系列规格齐全,占销售额第一位。1999年碱锰电池全球总产量约107.29亿只,其中DURACFLL碱锰电池产量约占世界总产量的1/3,销售额达到20多亿美元。在通讯用锂离子电池和氢镍电池市场方面,日本企业占据90%以上的市场份额。1999年,全球镍镉电池产量约14亿只,其中日本约占4亿只。日本三洋公司是镍镉电池产量最大的生产厂家。

2000年,世界电池总产值估计为近400亿美元(另有报道为615亿美元)。锂离子电池世界需求量约为4亿只。

近几年小型二次电池全球产量汇总由表5所示:

表5 近几年世界小型可充电池生产量 (单位:亿只)

年 度

镉镍电池

氢镍电池

锂离子电池

聚合物锂离子电池

小型电池

产量

1986

4.00

--

--

--

1990

7.00

--

--

--

1994

11.00

2.00

0.20

--

1996

9.50~15.00

4.00~4.25

1.00~1.30

--

1997

10.00

6.41

1.95

--

20

1998

10.00

7.54

2.76~2.86

--

1999

10.00

9.08

4.01

0.02

2000

13.50

12.00

6.00

0.10

2001

<10

5.71

26.84

2002

<9

8.02~8.12

0.52~0.6

30.87

2003

5~6

12.55

1.3

33.34

据Freedonia集团预测,手机、PDA和新型无线装置将带动今后5年可充电池市场。全球铅酸蓄电池销售额将从2001年的101亿美元,增加到2006年的162亿美元。美国可充电池市场将从2001年的25亿美元,增加到2005年的42亿美元。

锂离子电池的市场份额将从2001年的34%,增加到2005年的45%,以此同时,聚合物锂离子电池的市场份额将从2%增加到10%,在电动工具和其他低端便携式电子设备的应用将会从2000年的35%,下降到2005年的16%。其他电池如MH/Ni电池、可充碱性电池、锌空气电池和钠/硫电池等将维持15%的市场份额。

3​ 中国锂离子电池市场需求与发展趋势

了解锂离子电池正极材料的市场空间,有必要了解锂离子电池市场的需求和发展趋势,有关锂离子电池市场发展情况介绍如下:

(1)手机电池

近几年,我国电信业保持快速发展,2001年底,我国手机社会拥有量为1.4亿只。截止2002年2月,有关部门报道,全国固定电话用户达到1.85亿户(18514.2万户),移动电话用户达到1.56亿户(15585.2万户)。全国电话普及率达到25.9%, 其中移动电话的普及率达到11.2%。2002年6月底,移动电话用户已达到1.76亿户。2002年7月底报道手机为1.8亿只,全国固定电话用户达到2亿户。手机用户以每月500万的速度增加。国内市场将以每年6000万户的速度增长。目前国产手机市场占有率约30%。2002年8月份,我国手机用户数量达到1.9亿只,仅手机电池需求量即超过2亿只锂离子电池。2002年10月的统计数据为国内市场排序为摩托罗拉、诺基亚、波导。近几年我国手机以每年增加6000万只的速度增长。

波导从1995年建成第一条生产线,2001年销售量250万台(2001年波导手机销售量246万台),占国内市场第五位,2003年1月宣布累计销售1000万台。生产能力达到2000万台。

我国高档电器用电池仍需进口,我国至今仍然不能批量生产用于笔记本电脑的高端锂离子电池,尤其是笔记本电脑的电芯生产仍为空白,生产笔记本电脑所需的电池芯完全依赖进口,仅北京海关月报关进口电池即在300万只以上。

预计,2006年锂离子电池与锂聚合物电池的销售比例为3:1。

表6 近几年中国电信市场情况(万户)

年份

1996

1997

1998

1999

2000

2001

固定电话

5495

7031

8742

10881

14482

17903

移动电话

694

1350

2498

4324

8526

14481

互联用户

16

40

210

890

2250

3370

表7 最近移动电话市场发展情况

移动电话用户数

固定电话用户数

固定与移动总数

2001年12月

1.4522

1.8037

3.2559

2002年9月

1.90381亿

2.07亿

3.97亿

2002年10月

1.95833

2002年11月

2.00313

2.1268

4.1299

2002年12月

2.06616

2.1442

4.206

2003年1月

2.12439

2.18

4.3

2003年2月

2.16308

2003年3月

2.21491

2.256

4.47

2003年4月

2.25717

2003年5月

2.3005

2003年6月

2.34472

2003年8月

2.44

2.44

4.88

(2)PC市场

2002年中国笔记本PC市场继续保持高速增长的态势,众多新厂商的加入,使笔记本电脑市场扩大。2002年我国笔记本PC市场实现销量74.6万台,比2001年增长19.0万台,同比增长29.96%, 大幅度超过台式电脑的增长速度。在此基础上,2003年国内笔记本电脑市场将会保持高速增长,预计总销量将达到110.8万台左右,增长率将达到48.5%以上。

DELL品牌的市场份额会有一定的上升,国产品牌如联想、方正、紫光以及国外品牌如IBM等市场份额将少量增长,而台湾品牌在大陆笔记本电脑市场的份额将有进一步下降的趋势。

全球笔记本电脑市场销量估计在4000万台。

2001年,34%的可充电池都是锂离子电池。到2005年,预计锂离子电池所占比例将增加到45%,锂聚合物电池的市场份额将从2000年的约2%增长到10%,

目前的比例约在5%-6%。

4​ 我国锂离子电池进出口情况

(1)锂离子电池出口情况

锂离子电池2001年出口量为0.52亿只,2002年出口量1.38亿只,增加幅度为165%; 最近几年我国锂离子电池方面,以深圳比亚迪为代表,发展速度较快。

表8 近几年锂离子电池出口增长情况

锂离子电池

2000年

2001年

2002年

出口量(亿只)

0.27

0.52

1.38

出口额(亿美元)

1.62

2.68

4.98

(2)进口

小型二次电池2001年进口量为7亿只,2002年进口量为9.5亿只,同比增加了35.7%。从电池系列看,进口量增幅较大的是锂离子电池,2001年锂离子电池进口量为0.57亿只,2002年进口数量为1.46亿只,增加了156%,这与我国手机市场快速发展,电池进口关税下降有关。

5​ 全球锂离子正极材料研究开发简况

锂离子电池及其关键材料成为世界各国高科技的热点。

目前世界各国都形成了锂离子电池及其关键材料的研究和开发热潮,日本的索尼、松下、东芝、三洋、日立、夏普、理光、佳能、三菱、富士、三井等20多家大型公司加入了高性能锂离子电池及其关键材料的技术竞争行列。

美国的阿贡、布洛克一海文、桑地亚、劳伦斯、洛斯阿拉莫斯等国家实验室,以及麻省理工学院、明尼苏达大学、加州大学及加州理工学院等一流学府也均加入了该技术的研究行列。

目前,锂离子电池正极材料以锂钴氧化物为主,负极材料以石墨为主,其性能几乎已经没有多大可发展余地。从整体上讲,新一代电池的发展已迫在眉睫。

日本索尼公司依靠在电池材料方面的优势,已开发出高容量、高电位平台的电池样品,开始向摩托罗拉提供。

三井金属公司开始在竹原精炼所生产锂离子电池正极材料锰酸锂,规模为月产20吨。

日本Saga大学研究了以LiOH、NiOH和γ-MnOOH在氧气及流动空气中制备锂离子电池正极材料LiyMnxNi1-xO2的方法。这种方法以γ-MnOOH为锰源,在氧气0≤x≤0.3及空气0≤x≤0.2条件下制备出单一相的LiyMnxNi1-xO2。发现在锰源化合物的粒度大小是制备单一相LiyMnxNi1-xO2的关键。当焙烧温度高于750℃时,LiyNiO2+Li2MnO3反应生成LiyMnxNi1-xO2

美国福特矿物公司锂分公司合成了新型正极材料LiNi1-xTix/2Mgx/2O2。该材料可逆容量为190mAh/g, 循环稳定,在完全充电状态下的热稳定性有很大改善。

6​ 锂离子正极材料已成为制约我国高性能锂离子电池发展的制约因素之一

锂离子电池正在向高性能低成本方向发展,电池的主要性能包括:高比能、长寿命、安全性。锂离子电池材料已成为制约我国高性能锂离子电池发展的瓶颈。如日本电池厂商通过采用新材料和新技术不断提高锂离子电池性能,使其锂离子电池始终保持对中国产品的性价优势,至今仍然独揽高端锂离子电池市场。

而我国广东地区的锂离子电池企业虽然具有极低的劳动力成本这一竞争优势,但由于所采用的材料基本依赖进口,特别是高品质材料全部从日本进口,导致我国锂离子电池的产量虽然在不断上升(约占全球总产量的1/3),但售价和产值却在以更快的速度下降。据了解,广东地区一些企业所生产的手机电池其售价已降到10元人民币以下,部分厂商已停产,而与之形成鲜明对比,日本电池厂商给各国手机厂商直接配套的电芯供货价高达2~3美元。锂离子电池材料性能已明显成为制约我国锂离子电池性能提高的瓶颈。

目前,我国锂离子电池生产企业主要产品是普通手机用方型电池,由于产能过剩,而进入微利状态,现实的出路就是转向制造笔记本电脑用高档圆柱型锂离子电池。然而,由于锂离子电池材料这一瓶颈的制约,我国目前还不能生产用于笔记本电脑和第三代移动通讯设备等高档锂离子电池。

7​ 我国锂离子正极材料主要研究单位及开发简况

锂离子电池采用过渡金属元素和锂的复合氧化物(如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等)为正极材料,碳材料为负极材料,铜箔为负极集流体材料,含有LiPF6的碳酸酯溶液为电解液。其中,按锂离子电池芯使用材料的质量百分比计算,正极材料用量最大,铜箔集流体材料用量次之,负极材料用量居第三位。如按成本费用计算,据了解目前隔膜价格较高,占成本的40%。

目前,为了提高电池性能、降低成本,世界各国对于高性能锂离子电池关键材料的研究和开发十分活跃。

国内主要研究与生产单位介绍如下:

(1​ 京星恒电源有限公司和北京北航科技园建设发展中心

在国家863计划支持下,充分综合利用钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用掺杂、包覆和表面修饰等方法对钴酸锂、镍酸锂、镍钴酸锂和锰酸锂等进行改性,并取得自主知识产权,新型正极材料的可逆容量达到165 mAh/g,其性能优于国外正在开发的同类材料产品,如日本田中化学公司的比容量为140~160mAh/g,其成本比钴酸锂正极材料低1/3。

(2​ 信国安盟固利公司(北京)

年产钴酸锂500吨,年产锂离子电池1000安时。

(3​ 北大先行公司(北京)

年产钴酸锂500吨,2003年底正极材料产能将达到1000吨。

(4​ 北京当升材料科技公司

年产钴酸锂200吨,建成日产1000只方形电池的试验生产线。

(5​ 湖南瑞翔新材料有限公司

2001年生产能力已达到年产300吨,2004年将达到年产1000吨的规模,主要产品:钴酸锂、锰酸锂、锂钴镍氧

(6)部分国内研究单位

武汉大学、厦门大学、天津十八所、北京有色金属总院、河南师范大学、中南大学 (湖南省长沙)、浙江大学、长沙矿冶研究院。

8​ 锂离子电池正极材料性能评价比较

在正极材料方面,研究最多的是具有α—NaFeO2型层状结构的LiCoO2、LiNiO2、和具有尖晶石结构的LiMn2O4及其它们的掺杂化合物。

(1)关于LiCoO2

LiCoO2是最早用于商品化锂离子电池中的正极材料,其结构为六方层状晶体结构,制备相对简单,有高达4.5伏的工作电压,在充放电过程中发生从三方晶系到单斜晶系的可逆相变,由于这种相变只伴随很少的晶胞参数变化,因此,LiCoO2材料具有平坦的充放电平台、较大的电容量和优良的循环特性,至今绝大多数商品锂离子电池仍采用LiCoO2为正极活性材料。

目前,锂离子电池普遍采用的钴酸锂正极材料是不规则形貌的钴酸锂,这种材料的加工性能差,振实密度低,造成电池极片加工困难,加工过程中的合格率低,电池的比容量扩展空间小,限制了锂离子电池的发展,而球形高密度钴酸锂材料的加工性能优越,材料振实密度明显提高,电池正极极片的敷料量也明显上升,因此钴酸锂正在向球形、高密度、高性能的方向发展。

需要指出的是,LiCoO2的容量一般限制在140mAh/g, 否则,过充电将导致不可逆容量损失和极化电压增大;另外,LiCoO2由于使用Co,成本较高,对环境不利。而且,随着单体容量的提高,安全性成为LiCoO2电池的主要问题,因此人们试图寻找其他材料取代LiCoO2作为锂离子电池正极材料。

(2)关于LiNiO2

由于LiNiO2具有与LiCoO2相同的警惕结构而受到人们的关注。镍与钴的性质相近,价格远远低于钴,并且储藏量丰富,世界上已探明镍的可采储量约为钴的14.5倍,因此,LiNiO2成为继LiCoO2后研究较多的锂离子电池正极材料。LiNiO2的理论容量为274mAh/g, 实际容量已达190 mAh/g~210 mAh/g,自放电率低,没有环境污染,对电解液的要求较低,与LiCoO2相比具有一定的优势。

但是,LiNiO2作为锂离子电池正极材料也存在问题:

● 首先,LiNiO2的合成条件十分苛刻,材料合成的温度和气氛都会严重影响材料的性能,易生成Li1-xNi1+xO2,即其中Ni离子易占据Li的位置,从而阻碍Li离子的移动,造成正极材料容量下降。

● 其次,LiNiO2的热力学和电化学稳定性都不如LiCoO2,导致其循环性能下降。

● 而且,更重要的是,一旦过充电,还可能出现安全问题,此时,由于过量的锂脱出,导致LiNiO2层状结构扭曲转变为单斜晶系,除循环寿命降低外,还因大量生成具有很高活性的四价镍氧化物,而与有机电解质发生放热反应,严重影响锂离子电池的安全性能。

鉴于LiNiO2材料存在的缺点,人们尝试用Co或其他元素取代部分Ni形成固溶体来改善材料性能,如镍钴酸锂。

LiNiO2改性主要有以下几个方面:

提高脱嵌相的稳定性,从而提高安全性;

抑制容量衰减;

降低不可逆容量,与负极材料达到较好的平衡;

提高可逆容量。

大量研究表明,取代后的固溶体正极材料具有较好的循环性能,但其电化学性能比LiNiO2差,而且,到目前为止,还未能解决这类材料在合成时的结构控制和使用中的结构稳定性问题,也未能解决涉及高活性四价镍的安全性问题。

(3)关于LiMn2O4

尖晶石结构LiMn2O4中的M2O4骨架是一个有利于Li离子扩散的四面体与八面体共面的三维网络,在脱锂状态下,每一层都有足够的M阳离子以保持氧原子理想的立方紧密堆积状态。因此,锰酸锂不仅成本低,而且安全性好。但是,LiMn2O4也存在一些缺点:

● 首先,它的容量低,实际容量不超过110mAh/g;

● 在电解液中会逐渐溶解,发生歧化反应,导致其经多次循环后会发生容量衰减。

● 深度放电过程中,会发生Jahn-Teller扭曲,使尖晶石晶格在体积上发生变化,电极活性成分损失。

(4)关于LiFePO4

LiFePO4是目前已知最安全的正极材料,引起了广泛关注。自1997年首次报道LiFePO4以来,当前对LiFePO4的研究主要集中在采用掺杂的方法,提高其电子导电率。常用的掺杂方法主要有掺杂导电剂和掺杂杂原子。2002年以来,报道的最好成绩改性结果为C/10放电容量为150 mAh/g以上,5C放电容量在100 mAh/g以上。

(5)LiyMnxNi1-xO2

日本Saga大学研究了以LiOH、NiOH和γ-MnOOH在氧气及流动空气中制备锂离子电池正极材料LiyMnxNi1-xO2的方法。这种方法以γ-MnOOH为锰源,在氧气0≤x≤0.3及空气0≤x≤0.2条件下制备出单一相的LiyMnxNi1-xO2。发现在锰源化合物的粒度大小是制备单一相LiyMnxNi1-xO2的关键。当焙烧温度高于750℃时,LiyNiO2+Li2MnO3反应生成LiyMnxNi1-xO2。(电池快讯)

(6)LiNi1-xTix/2Mgx/2O2

美国福特矿物公司锂分公司合成了新型正极材料LiNi1-xTix/2Mgx/2O2。该材料可逆容量为190mAh/g, 循环稳定,在完全充电状态下的热稳定性有很大改善。(电池快讯)

(7​  LiNi1-y-zMny Coz O2 (Mater.Res.Soc.Proc.,2003,756:231-236(Re.337)

(8​ Li1+x Ni1-x Coy O2-zFz

可逆容量182mAh/g, 在前100次循环衰减仅为2.8%, 在随后的循环中其衰减更小。

(9​ Li(Ni0.84 Co0.16)0.97Al0.03 O2

可逆容量185mAh/g, 第一次不可逆容量仅为25 mAh/g,本具有良好的循环性能,热稳定性也明显提高。

(10)Li Sr0.02Ni0.9 Co0.1O2

在其表面修饰MgO,热稳定性提高,安全性提高。

(11)Li8 (MnCo2Ni5 ) O16

单一的层状结构,容量为150 mAh/g,本容量衰减每一循环仅为0.41 mAh/g。

(12)Li-V-O类型等

9​ 国内研究单位氧化镍钴锂最新研究与样品性能比较

由于钴的自然资源有限、价格较贵,从而使LiCoO2材料及其电池的应用受到局限,因此研究和开发高性能、低价格的正极材料成为锂离子蓄电池进一步发展和大规模应用的关键。有关氧化镍钴锂LiNi1-yCoyO2研究情况介绍如下

目前LiNi1-yCoyO2的可逆比容量可达180mAh/g, 远远高于LiCoO2(140mAh/g)和Li Mn2O4(约120mAh/g)。美国以LiNi0.8Co0.2O2材料作为正极的18650型电池,其容量达到1.75Ah; 韩国三星生产的以LiNi0.7Co0.3O2的为正极材料的18650型电池,容量也达到1.60Ah以上。

国内研究单位由武汉大学、厦门大学、天津十八所和中科院成都有机所等,有关情况介绍如下:

采用扣式2430电池考核正极材料LiNi0.8Co0.2O2的电化学性能,以恒定电流进行充放电,电压范围:4.33.0V,对电极采用Li片。

表9-1 正极材料LiNi0.8Co0.2O2性能测试与比较

充放电电流

0.4mA/ cm2

材料来源

天 津

武 汉

厦 门

材料编号

Ni-35-B

Ni-85

Ni-83

循环

次数

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

1

204.6

183.0

228.9

197.8

201.2

184.0

2

187.8

186.0

203.2

197.4

187.3

183.4

3

187.9

185.1

206.0

189.2

185.3

181.5

4

187.4

184.0

202.8

182.8

183.1

178.4

5

185.0

182.6

207.7

171.3

180.4

175.5

6

184.2

184.6

203.5

171.2

179.4

167.8

7

185.5

180.6

195.7

171.0

183.4

163.4

8

180.4

177.5

187.5

174.5

181.8

160.1

9

178.7

176.0

186.8

176.0

174.2

163.6

10

177.8

178.7

187.0

176.2

171.9

163.6

下降幅度

26.8

4.3

41.9

21.6

29.3

20.4

表9-2 正极材料LiNi0.8Co0.2O2性能测试与比较

充放电电流

0.8mA /cm2

材料来源

天 津

武 汉

厦 门

材料编号

Ni-35-B

Ni-85

Ni-83

循环

次数

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

1

208.7

175.9

228.6

195.4

200.0

176.1

2

182.4

178.1

198.8

195.4

180.1

176.7

3

183.3

174.8

196.9

193.3

178.7

175.5

4

177.4

174.6

194.4

192.9

177.2

174.7

5

176.2

171.4

193.6

190.0

176.2

174.4

6

173.0

167.8

189.6

187.3

175.7

172.6

7

169.2

169.6

187.1

184.0

173.4

171.4

8

171.5

168.8

184.4

180.7

172.3

170.2

9

171.0

169.7

178.9

177.2

171.0

168.1

10

171.0

166.0

178.2

177.7

168.7

166.3

下降幅度

37.7

9.9

50.4

17.7

31.3

9.8

表9-3 正极材料LiNi0.8Co0.2O2性能测试与比较

充放电电流

0.2mA/cm2

材料来源

成 都

材料编号

工艺1

工艺2

循环

次数

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

充电容量

mAh/g

放电容量

mAh/g

1

192.4

156.5

198.9

161.6

2

157.0

151.1

160.4

154.1

3

151.2

147.6

154.3

149.8

4

147.9

143.8

150.3

148.8

5

143.6

141.3

150.2

146.5

6

143.2

140.0

146.8

144.0

7

139.8

138.9

144.1

140.1

8

140.6

140.6

141.1

142.0

9

142.3

141.8

143.1

143.2

10

142.0

138.1

144.2

141.3

下降幅度

50.4

18.4

54.7

20.3

比较上述数据可见:

武汉样品放电容量最高。

● 放电电流密度大,放电容量小,但成都样品放电电流较小,放电容量仍低于其他样品。

● 厦门样品放电容量曲线较为平稳。

10、锂离子电池正极材料性能比较

(1)性能比较

表10 锂离子电池正极材料物理与电化学性能

正极材料

钴系LiCoO2

镍系LiNiO2

LiNi1-xCoxO2

锰系LiMn2O4

锰系LiMnO2

LixMn2-yMyO4

材料结构

层状

层状

尖晶石

层状

晶体结构

R3m

R3m

Pd3m

C2/m

理论容量

(mAh/g)

274

274

148

285

可逆容量

(mAh/g)

140

150

120

150

可用容量

(mAh/g)

160

180

130

190

安全性能

较差

较好

良好

较好

循环性能

良好

较好

较好

较差

高温性能

良好

良好

较差

优良

使用温度

-20~60℃

-20~60℃

-20~55℃

自放电率

较低

较低

较高

较低

首次充电容量 (mAh/g)

≥140(145)

160

≥160

120

160

≥115

首次放电容量 (mAh/g)

≥140

150

≥150

115

150

≥110

首次充放电效率(%)

≥90%

≥90%

≥90%

≥90%

≥90%

≥90%

充放500次容量保持率

≥60%

≥60%

≥60%

外观颜色

黑色粉末

(略带灰兰色)

黑色粉末

(略带灰兰色)

黑色粉末

(略带灰白色)

颗粒度(d50)

5~10μm

5~10μm

3~6μm

比表面积BET(m2/g)

≤2.5

2.5

≤3.5

松装密度

(g/cm3

振实密度

(g/cm3

≥2.0(2.3)

2.5

2.5

1.9

2.3

≥1.7

体积比容量

(mAh/ cm3)

322

375

228

345

大电流放电特性

较差

较差

较好

较差

充电态时的热稳定性

较好

较差

较好

较好

生产成本

较小

性能价格比

较大

较大

最大

资源情况

有限

较丰富

丰富

丰富

环境污染

严重

较小

(2)验收标准

GB/18287—2000

(3)模拟电池

电池类型:扣式电池(直径10~16mm), 例如扣式2430电池

正极组成:正极材料:乙炔黑:PTFE == 85:10:5

正极集流体:铝箔

对电极: 金属锂

电解质: EC:DMC == 50:50(Vol.%), 1M LiPF6 或 LiClO4

(4)测试条件

充电速率:≤0.5C(0.2~0.5C)

放电速率:≤0.5C(0.2~0.5C)

放电深度:

电压范围:3.0~4.30V(钴系) Vs.Li/Li+

3.0~4.35V(锰系)Vs.Li/Li+

2.7~4.30V(镍系)Vs.Li/Li+

测试温度:20℃~25℃

使用温度:0℃~30℃

极限温度:-20℃~60℃

(5)成都提供的对比数据

● 同等条件下对比检测数据

表11 钴系正极材料

比 较 项 目

国 外

国 内

我 们

首次放电比容量(mAh/g)

≥140

125—140

(135)

≥140

首次充放电效率(%)

≥90

≥90

≥92

循环寿命(次)

≥500

≥500

≥500

密度(g/cm3

≥2.5

2.0—2.5

(2.3)

≥2.5

充放电速率(C)

0.2—0.5

0.2—0.5

0.2—0.5

表12 锰系正极材料

比 较 项 目

国 外

国 内

我 们

首次放电比容量(mAh/g)

≥115

≥105

≥115

首次充放电效率(%)

≥90

≥90

≥90

循环寿命(次)

≥300

≥200

≥300

密度(g/cm3

≥1.7

≥1.5

≥1.7

充放电速率(C)

0.4—0.5

0.2—0.5

0.4—1.0

表13 镍系正极材料

比 较 项 目

国 外

国 内

我 们

首次放电比容量(mAh/g)

≥150

≥155

≥155

首次充放电效率(%)

≥85

≥82

≥88

循环寿命(次)

≥500

无数据

≥500

密度(g/cm3

≥2.5

无数据

≥2.7

充放电速率(C)

0.1—0.5

无数据

0.2—1.0

已提供的数据检测结果系200多批次样品、每批次16个电池(重复2—3次)检测结果的平均值;产业化后的产品的质量至少不低于这个平均值;同批次数据中的最好与最差数据相差在±5%以内,重现性和重复性良好。

● 高比能

表14

比 能 量

钴 系

锰 系

镍 系

质量比能量(Wh/kg)

522

437

558

体积比能量(Wh/dm3

1305

743

1507

● 长寿命

钴系:≥500次(100%DOD);

锰系:≥300次(100%DOD);

镍系:≥500次(100%DOD)。

● 安全性

钴系:小型电池安全,大型动力电池无数据;

镍系:小型电池安全,大型动力电池较安全(法国SAFT公司报道);

锰系:小型电池安全,大型动力电池也安全。

11、离子电池正极材料制备工艺方法简介

锂离子电池正极材料氧化钴锂制备工艺介绍如下:

● 固相反应制备氧化钴锂

锂离子电池的正极活性物质主要是嵌锂的氧化物,这些氧化物有CoO2、NiO2、Mn2O4、Cr2O3等,相对于锂电极的电极电位在4伏左右,这些材料具有层状结构可逆地嵌入和脱嵌锂的离子,这些氧化物嵌锂后形成锂氧化物。

嵌锂的钴氧化物是在700℃条件下,通过高温固相反应得到的,其反应式如下:

Co2O3 + 2LiOH → 2LiCoO2 + H2O

目前,日本各公司所生产的锂离子电池主要采用LiCoO2 。为了降低电池成本,目前研究的热点是采用LiMn2CoO4 替代LiCoO2 。南非采用另一不同的方法制备LiCoO2 ,在400℃的条件下,使Li2CO3 与CoCO3 反应得到一种新的LiCoO2 ,据介绍该材料在有机电解质中更稳定,更抗氧化。

层状氧化钴锂的制备方法一般为固相反应,高温下离子和原子通过反应物、中间体发生迁移。这类迁移需要活化能,对反应不利。但延长反应时间,制备电极材料,可获得比较理想的电化学性能,并性能较为均匀。固相反应制备的LiCoO2 正极材料,可逆容量一般在120mAh/g左右。

索尼公司生产LiCoO2 正极材料工艺流程示意图

溶胶-凝胶法制备氧化钴锂

一般先将钴盐溶解,然后用LiOH和氨水逐渐调节pH值,形成凝胶。在该过程中,pH值的控制比较重要。如控制不好,一般形成沉淀,因此有人称该办法为沉淀法或共沉淀法。然后热处理制备固体LiCoO2 正极材料。该方法制备的LiCoO2 正极材料,可逆容量一般在150mAh/g以上。10次循环以后,容量还在140mAh/g以上。

为了更好地控制粒子大小及结构的均匀性,可加入有机酸作为载体,如草酸、酒石酸、丙烯酸、柠檬酸、聚丙烯酸、腐殖酸等。

喷雾干燥法制备层状氧化钴锂

先将锂盐与钴盐混合,然后加入聚合物支撑体如PEG,然后进行喷雾干燥。这样制备的前驱体材料结晶度较低,不能直接作为锂二次电池的正极材料,但该方法锂和钴的混合比较均匀,再在高温如800℃下进行热处理,制备材料的首次循环充放电效率高达90%以上,可逆容量一般在135mAh/g以上,没有明显的容量衰减。

空气

压缩空气 4 前驱体

混合溶液

● 掺杂

为了提高LiCoO2 正极材料的容量和充放电循环性能,以及降低成本,可采用掺杂的办法,如采用LiF、Ni、Cu、Mg、Sn等。

LiF的加入量(质量百分比)为1%、3%、5%、10%时,可逆容量均高于LiCoO2 正极材料。

用Al取代Co生成LiAl0.15Co0.85O2 的初始可逆容量达160mAh/g,10次循环后,主体结构没有明显变化。

综上所述,正极材料的发展趋势是高性能、低成本、长寿命,通过各种方法对钴酸锂、镍酸锂、镍钴酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰,改变其结构,提高其各种性能,并探索新的正极材料体系。

12、锂离子电池正极材料成本估算

(1​ 钴系LiCoO2 正极材料(钴酸锂)

表15 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0万元/吨

0.388吨

LiOH·H2O

3.0万元/吨

Co3O4

15.0万元/吨

0.82吨

生产每吨LiCoO2 正极材料需原料0.388吨Li2Co3和0.82吨Co3O4。材料成本为:

0.388吨X3.0万元/吨 + 0.82吨X15.0万元/吨 == 13.5万元/吨

(2​ 氧化锂钴镍系LiNi1-xCoxO2 正极材料

表16 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0万元/吨

0.38吨

LiOH·H2O

3.0万元/吨

Co3O4

15.0万元/吨

0.17吨

Ni(OH)2

6.5万元/吨

0.76吨

生产每吨氧化锂钴镍系LiNi1-xCoxO2 正极材料需原料0.38吨Li2Co3和0.76吨Ni(OH)2,以及0.17吨Co3O4。材料成本为:

0.38吨X3.0万元/吨 +0.76吨X6.5万元/吨+ 0.17吨X15.0万元/吨 == 8.63万元/吨

(3​ 镍系LiNiO2(镍酸锂)

表17 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0万元/吨

LiOH·H2O

3.0万元/吨

0.432吨

Co3O4

15.0万元/吨

Ni(OH)2

6.5万元/吨

0.961吨

生产每吨氧化锂镍系LiNiO2 正极材料需原料0.432吨LiOH·H2O 和0.961吨Ni(OH)2。材料成本为:

0.432吨X3.0万元/吨 +0.961吨X6.5万元/吨 == 7.54万元/吨

(4​ 锰系LiMn2O4 正极材料

工艺一:

表18 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0元/吨

0.21吨

LiOH·H2O

3.0元/吨

MnO2

1.0元/吨

0.97吨

生产每吨氧化锂锰系LiMn2O4正极材料需原料0.21吨Li2Co3和0.97吨MnO2。材料成本为:

0.21吨X3.0元/吨 + 0.97吨X1.0元/吨 == 1.6万元/吨

工艺二:

表19 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0元/吨

LiOH·H2O

3.0元/吨

0.232吨

MnO2

1.0元/吨

MnCO3

1.0元/吨

1.271吨

生产每吨氧化锂锰系LiMn2O4正极材料需原料0.232吨LiOH·H2O和1.271吨MnCO3。材料成本为:

0.232吨X3.0元/吨 + 1.271吨X1.0元/吨 == 1.97万元/吨

工艺三:

表20 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0元/吨

LiOH·H2O

3.0元/吨

0.232吨

MnO2

1.0元/吨

0.962吨

MnCO3

1.0元/吨

生产每吨氧化锂锰系LiMn2O4正极材料需原料0.232吨LiOH·H2O和0.962吨MnO2。材料成本为:

0.232吨X3.0元/吨 + 0.962吨X1.0元/吨 == 1.66万元/吨

(5​ 锰系LiMnO2 正极材料

表21 主要材料单价

原料名称

单价

用量

Li2Co3

3.0元/吨

0.394吨

LiOH·H2O

3.0元/吨

MnO2

1.0元/吨

0.926吨

生产每吨氧化锂镍系LiMnO2 正极材料需原料0.394吨Li2Co3和0.926吨MnO2。材料成本为:

0.394吨X3.0元/吨 + 0.926吨X1.0元/吨 == 2.11万元/吨

(6​ 其它费用

其它费用包括:辅料、水电费、工资、折旧、管理、销售等费用,为计算方便,统一设为:2.58 万元/吨。

(7​ 锂离子电池正极材料成本比较

表22

产品名称

材料成本

(万元/吨)

其他费用成本(万元/吨)

总成本

(万元/吨)

钴酸锂LiCoO2

13.5

2.58

16.08

镍酸锂LiNiO2

7.54

10.12

镍钴锰锂LiNi1-xCoxO2

8.63

11.21

锰酸锂LiMnO2

2.11

4.69

锰酸锂LiMn2O4

工艺一

1.6

4.18

工艺二

1.97

4.55

工艺三

1.66

4.24

磷酸亚铁锂Li-Fe-P-O

12​ 离子电池正极材料利税比较

(1​ 锂离子电池正极材料市场价格

表23 国内市场价格情况简介

产品名称

北京介绍单价

(万元/吨)

成都介绍单价(万元/吨)

钴酸锂LiCoO2

25

25

镍酸锂LiNiO2

镍钴锰锂LiNi1-xCoxO2

20

25

锰酸锂LiMnO2

15

锰酸锂LiMn2O4

工艺一

15

工艺二

工艺三

磷酸亚铁锂Li-Fe-P-O

15

近期国际市场钴酸锂价格约在60万元/吨,国产价格在25—40万元/吨,但价格下跌很快。

其它有关材料价格情况,国内金属钴价格约为17.0万元/吨,氧化钴约为14.0万元/吨,氢氧化钴约为2.7万元/吨。

资料介绍,在锂离子电池成本中,钴酸锂材料费用约占1/3;隔膜占40%。

(2)锂离子电池正极材料利税比较

表24

项目

钴系(万元/吨)

掺杂镍系(万元/吨)

锰系(万元/吨)

材料成本

13.5

8.63

2.11

其他成本

2.58

2.58

2.58

总成本

16.08

11.21

4.69

市场单价

25

20

15

增值税

(市场单价—总成本)

1.52

1.5

1.75

综合成本

(总成本+增值税)

17.6

12.71

6.44

利税

(市场单价--综合成本)

7.40

7.29

8.56

年产100吨利税

740

729

856

13、锂离子电池正极材料需求量及市场发展趋势

(1)国际市场锂电池对正极材料需求量

2001年,锂离子电池材料钴酸锂等主要供应商为比利时联合矿业集团(UM),UM年销量达到约1000吨,国内较多厂家采用UM材料。日本SEMI公司的产品,因价格高,年销售量约在200吨。日本化学公司产品为最先进入中国市场,但因价格偏高,年销量约在100吨。

2002年,国际市场对钴酸锂的需求量约为4000吨,其中日本钴酸锂产量约达1700吨/年。

目前锂离子电池所用正极材料,主要为钴酸锂,国际市场年需求量为1000万吨左右。

(2)国内市场锂离子电池对正极材料需求量

在我国,锂离子电池及其关键材料具有较大的市场需求,产销量约占全球总市场的三分之一,锂离子电池关键材料正在发展成为我国新能源材料领域的主流产业。

国内市场锂离子电池正极材料需求量约在2500吨左右,预计2年至3年后将达到5000吨以上,市场前景十分广阔。

钴酸锂产业主要集中在北京地区,钴酸锂产能已达到1500吨,本年度销量将超过1000吨,占有国际市场的10%,国内市场的50%。但国内市场仍需要大量进口国外高性能正极材料。

考虑到国际市场钴的年供应量为38000吨,二次电池所耗用钴资源已达20%以上,继续扩大对钴的需求量,将使钴的价格上扬。例如2002年国际市场钴的价格为6.3美元/升,2003年即上涨到10.6美元/升。因此锂离子电池正极材料将朝着钴酸锂、镍钴锰酸锂及磷酸亚铁锂等并存的方向发展。

外资企业在中国大陆投资锂离子情况:

● 日本索尼在无锡投资锂离子电池

● 日本松下在江苏无锡投资达4亿人民币规模生产锂电池

● LG将在天津投资一亿人民币生产锂电池

● 三洋北京将投资生产LIB和LIP

这些项目将扩大锂离子电池正极材料的市场需求量。

从我国手机数量增加速度,从我国锂离子电池产量和出口量增长幅度,可以看到,锂离子电池正极材料的市场需求量,正以每年递增约50%的速度上升。

根据锂离子电池社会消耗量核算锂离子电池正极材料的市场需求量,如表25所示:

表25 我国锂离子电池正极材料的市场需求量

电池耗用量

单只正极材料测算

正极材料耗用量

手机用锂离子电池

1亿只

》800吨

锂离子电池出口量

摄像机锂离子电池

1500万只

120吨

笔记本电脑锂离子电池

6000万只

480吨

其它

13​ 锂离子电池正极材料产业规模

锂离子电池正极材料生产企业分为几种类型,大多数为研究单位与生产企业建立合作,即有技术支持单位。另一特点为,生产电池材料,同时也生产电池产品。有关企业汇总如表26所示:

表26 有关锂离子电池正极材料生产能力

公司

钴酸锂

投资规模

锂离子电池

国内部分:

中信国安盟固利公司

500吨

1000安时/年

北大先行公司

500--1000吨

1000只/天

北京当升材料科技公司

北京矿冶研究总院

200--2000吨

湖南瑞翔新材料有限公司

中南大学,长沙业翔

300--2000

锂钴镍氧

锰酸锂

1.5亿元

北京圣比和科技有限公司

云南个旧圣比和

800

西安荣华新材料股份公司

中科院青海盐湖研究所

400--1000

山东恒源石化集团公司

山东大学

800

5200万元

贵州汇通新材料发展有限公司

300吨

6000万元

深圳市中金高能电池材料有限公司

浙江余姚市金和实业有限公司

500

云南玉溪汇龙科技股份有限公司

云南玉溪卷烟厂滤咀棒分厂

100--1000

5200万元

湖南晶鑫科技股份公司

V

潍坊北大青鸟华光科技股份有限公司

日本引进技术

正极材料800吨

2000万只

比利时优美科市场拓展有限公司

上海百洛达金属有限公司

V

温州弘泉锂离子材料有限公司

浙江大学

200吨

北京大陆太极电池公司

厦门钨业股份有限公司

锡山市万达金属粉末厂

220

广州融捷新材料产业有限公司

300

广州市星明粉末冶金有限公司

(氧化亚钴\钴粉\钴酸锂

四氧化钴等)

其他地区或国家

UM

销量--1000

日本SEMI

销量--200

日本化学

销量--100

欧恩亩股份有限公司

OMG ASIA PACIFIC CO.,LTD

准备投资企业:

新余市高新技术工业园

150

芜湖亚兰得公司

1000

江西锂厂

清华大学

150

湖南博邦能源

1000

动力电池

14、锂离子电池正极材料(钴酸锂等产品)生产企业情况简介

(1)欧恩亩股份有限公司(OMG ASIA PACIFIC CO.,LTD)

大陆手机:13621722925

台北市民生东路三段156号18楼B室

产品:氢氧化镍、球形氢氧化镍、包覆钴球形镍、氧化亚镍、超细钴粉、氢氧化钴、硝酸镍、硝酸钴、低钠氧化钴、锂钴盐、锂镍盐、锂镍钴盐。

(2)百洛达金属有限公司和比利时优美科市场拓展有限公司

主要产品:精细钴粉、氧化亚钴、球形氢氧化镍、锂钴氧化物等。

INCO公司在上海(江苏昆山)已建立合资企业“上海百洛达金属有限公司”生产镍钴产品,该公司有比利时优美科公司与上海九凌冶炼公司合资创办。

(3)贵州汇通新材料发展有限公司(贵州新材料(矿业)发展有限公司)

电话:0851-64060138,传真:0851-6460992 邮编:550018

地址:贵州贵阳国家高新技术开发区

投资4000万元--6000万元,年产能力300吨钴酸锂。

表27 钴酸锂产品规格与性能主要指标

项目

GM-4.5

GM-9

GM-15

D10(μm)

2.5

6

8

D50(μm)

4.5

9.5

14.5

D90(μm)

9

19

29

振实密度 g/cm3

2.2

2.65

2.5

比容量 mAh/g

>140

比表面积 m2 /g

0.2~0.6

(4)深圳市中金高能电池材料有限公司 (原深圳市广远新实业有限公司)

电话:0755-7303666,传真:0755-7302229

表28 球形钴酸锂产品主要指标

项目

指标

松装密度 g/cm3

>1.8

振实密度 g/cm3

>2.8

比表面积 m2 /g

1.0~2.0

粒度分布 μm

1.0~2.0

放电容量 mAh/g

>150

形状

球形

(5)浙江余姚市金和实业有限公司

电话:0574-62577337, 62577747 传真:0574-62577719 邮编:315403

地址:浙江省余姚市扶贫经济开发区中山东一路4号

锂离子电池正极材料,高结晶度钴酸锂,粒径分布7~11μm,年产量能力500吨。

(6)云南玉溪汇龙科技股份有限公司

电话:0877-2771932,2771578

地址:云南玉溪卷烟厂滤咀棒分厂

前期投资5200万元,已形成年产能力100吨,计划形成年产能力1000吨。

表29 掺钴尖晶石结构锰酸锂产品指标

项目

1#

2#

3#

松装密度 g/cm3

1.28

1.12

1.00

振实密度 g/cm3

2.11

2.04

2.00

比表面积 m2 /g

0.44

0.70

0.70

D50粒径 μm

20.52

16.38

15.09

放电容量 mAh/g

>120

充放电循环

>500次

(7)中信国安固盟电源技术有限公司

电话:010-89741073 传真:010-89741076 邮编:102200

地址:北京市中关村科技园区昌平工业园白浮泉路8号

从2002年4月已形成500吨钴酸锂正极材料的生产能力。

(8)湖南瑞翔新材料有限公司

电话:0731-4064371,4064372,

地址:湖南长沙经济技术开发区光南路

2001年生产能力已达到年产300--600吨,投资1.5亿元,2004年将达到年产1000--2000吨的规模,主要产品:钴酸锂、锰酸锂、锂钴镍氧。

主要投资股东:上海致达科技(集团)股份有限公司

主要技术股东:中南大学,长沙业翔科技发展有限公司。

技术人员情况:中国工程院院士一名,博士七名,硕士十名等。

(9)北大先行科技产业有限公司

电话:010-82667070,传真:010-82667171 邮编:100080

地址:北京市海淀区海淀路52号北大太平洋科技发展中心1605-1608

钴酸锂年产能力1000吨,

(10​ 潍坊北大青鸟华光科技股份有限公司

年产锂离子电池2000万只,锂离子电池正极材料800吨,负极材料400吨。

(11)温州弘泉锂离子材料有限公司

电话:0577-63753658,63752279 传真:0577-63750547 邮编:325400

地址:浙江平阳县万全工业区

钴酸锂年生产能力200吨,技术支持单位为浙江大学。

钴酸锂产品技术标准指标:Q/HLW 01-2001

表30

项目

指标

外观特征

蓝黑色粉末

粒度分布μm

5~15

松装密度 g/cm3

>1.0

振实密度 g/cm3

2.1

比表面积 m2 /g

0.2~0.5

Li %

≥7.0

Co %

≥60

Fe %

<0.02

Cu %

<0.01

Ca %

<0.02

Ni %

<0.06

Na %

<0.02

放电容量 mAh/g

>120

充放电循环

>500 次

(12)北京大陆太极电池有限公司

电话:010-67887301,传真:010-67886322 邮编:100176

地址:北京经济技术开发区宏达北路8号

(13)潍坊北大青鸟华光科技股份有限公司

年产锂离子电池2000万只,锂离子电池正极材料800吨,负极材料400吨。

(14)厦门钨业股份有限公司

地址:福建省厦门海沧 邮编:361026

电话:0592-6081612 传真:0592-6081611

E-mail:[email protected]

//www.xiamentungsten.com

MH生产线年产能力500吨, 经营钴Co和钨W制品

(15​ 江苏无锡宜兴

(16​ 江苏锡山市玉祁万里村

锡山市万达金属粉末

邮编:214183 电话:0510-3880245 传真:0510-3888919

主要产品:氧化钴锂、钴酸锂、四氧化三钴、氧化钴、钴粉、草酸钴、球形氢氧化镍。年产钴制品220吨,镍制品250吨。

(17)广州融捷新材料产业有限公司

地址:广州市天河区水荫四横路34号演音大厦B座七层 邮编:510075

电话:020-82070884 传真:020-82071924

钴酸锂年产能力300吨、四氧化三钴、电池铝方壳

(18)云南个旧圣比和实业有限公司,北京圣比和科技有限公司

研究人员由国外留学工作多年的专家、学者,和国内教授组成,2001年与个旧新建矿业公司等组建云南个旧圣比和实业有限公司,建立年产能力200吨钴酸锂生产线,承担国家经费支持项目,2003年项目验收,2003年目标规模年产800吨。

(19)北京当升材料科技有限公司

技术背景:北京矿冶研究总院,1999年成立钴酸锂研究项目,2001年建成年产200吨的钴酸锂生产线。融资扩大生产规模能力为2000吨钴酸锂和氧化钴。

(20)西安荣华新材料股份有限公司

由西安荣华集团有限公司与中国科学院青海盐湖研究所共同创办,主要产品为钴酸锂正极材料,一期生产规模为年产400吨,2004年二期规模达到年产量1000吨。

(21)山东恒源石化集团有限公司

投资5200万元,与山东大学联合开发,采用化学沉淀—热解法制备高纯度纳米级四氧化三钴,年产钴酸锂800吨,2003年5月竣工投产。

(21)广州市星明粉末冶金有限公司

广东省广州市番禺区珠江管理区鸿安围

邮编:511462

电话:020-84948844

传真:020-84945183

E-mail: [email protected]

产品:充电电池原材料(氧化亚钴\钴粉\钴酸锂四氧化钴等)

(22)湖南长沙矿冶研究院电池材料厂

主要产品:球形钴酸锂,振实密度2.3~2.5g/cm3, 首次放电比容量>145mAh/g。

15、中国主要锂离子电池生产企业情况:

(1​ 中国主要电池生产企业调查

表31

企业名称

深圳比亚迪实业有限公司

BYD Battery Co., Ltd.

地址

Add.

深圳市龙崗区葵涌镇延安路

Yan An Road, Kuichong Longgang Shenzhen, 518119,China

邮编

518119

电话

0755-4203333

传真

0755-4202222

电子邮箱

E-mail: [email protected]

Web地址

//www.byd.com.cn

企业简介:

BYD公司研究开发、生产和销售镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池,公司成立于1994年,为民营高新技术企业,现有员工13000多人,厂房面积15万平方米。

电池销售量成倍增长:1995年为800万只;1996年2300万只;1997年为5700万只;1998年1.1亿只;1999年1.93亿只;2000年3.3亿只;2001年约为5.6亿只。

占全球市场份额及排名:以2000年产量计算,镉镍电池为世界销量第三;氢镍电池为世界第三名;锂离子电池位于世界第六名。

Employee: 13,000

Total Factory Area: 150,000 Sq.m

Monthly Production Capacity: 50,000,000 PCS.(包括其他电池系列)

技术及研究开发能力:

R&D Engineer: 200

Q.C. staff: 400

International Certifications: ISO9001, ISO14001, RBRC, UL

主要客户:

Major Markets: Europe, USA(for example Motolola), Japan,

Ni/MH Battery Specification:

AAAA, AAA, AA, A, SC, C, D, Prismatic

其他电池系列产品:

镉镍,Li-ion

(2​ 中国主要电池生产企业调查

表32

企业名称

天津和平海湾电源集团有限公司

Tianjin Peace Bay Power Sources Group Co., Ltd.

地址

天津市高新技术产业园区华苑产业区开华道15号

邮编

300191

电话

022-83710559

传真

022-83710442

电子邮箱

Web地址

企业简介:

公司成立于1996年7月,为大型高科技股份制企业,占地12000平方米,总资产约5亿元,是中国主要的氢镍电池生产企业。主要产品为圆柱型、方型、扣式等小型或动力型氢镍电池,镉镍电池,以及充电器等。承担国家863火炬计划项目,从日本东芝公司引进氢镍电池生产线,采用全套东芝生产工艺及检测标准,已形成年产6000万只氢镍电池的能力。

Total Asset: nearly RBM 550 millions

Employee:

Total Factory Area: 12,000 Sq.m

Production Capacity: 公司拥有年生产4,000 万只Ni/MH电池的能力,可生产容量达600mAh的AAA电池。通过与日本东芝公司合作,该公司能生产700mAh 的AAA电池。

技术及研究开发能力:

R&D Engineer:

Q.C. staff:

International Certifications: ISO9002

主要客户:

Major Markets:

Ni/MH Battery Specification:

AAA, AA, A, SC, C, D, Prismatic,

其他电池系列产品:

alkaline manganese cell, button type Ni/Cd cell, Ni/MH mobile phone cell, walkie-talkie radio cell, video camera cell, portable notebook computer cell and electric bicycle power sources, etc.

(3​ 中国主要电池生产企业调查

表33

企业名称

江苏海四达化学电源有限公司

Jiangsu Highstar Chemical Power Sources Co., Ltd.

地址

江苏省启东市和平南路306号

No.306, Heping South Road, Qidong, Jiangsu, China

邮编

226200

电话

0513-3312776

传真

0513-3312776

电子邮箱

[email protected]

Web地址

//www.highstar-battery.com

企业简介:

生产规模位于国内前几位,主要产品为镉镍、氢镍、Li-ion, 三大门类,16个系列,200多个规格。年生产能力8,000万安时,多个品种电池被部队选用,定点采购。近期与研究院所合作,正在研究开发锌镍电池。

技术及研究开发能力:

International Certifications: 通过ISO9002认证,中国军工产品质量体系认证,部分产品已通过UL、CE认证。

主要客户:

Ni/MH Battery Specification:

AAA, AA, A, SC, C, D, Prismatic,

其他电池系列产品:

(4​ 中国主要电池生产企业调查

表34

企业名称

天津蓝天三洋电源有限公司

Tianjin Lantian Sanyo Energy Co., Ltd.

地址

天津市高新技术产业区华苑产业区兰苑路7号

邮编

300384

电话

022-83710596

传真

022-83710371

电子邮箱

Web地址

企业简介:

又中国天津蓝天电源公司、日本三洋电机株式会社、日本丰田通商株式会社合资经营,总投资3460万美元,注册资金1464万美元。

从日本三洋公司引进氢镍电池生产线,年产能力3000万只,并可组成相应的电池组,例如AAA电池容量达到750mAh。

Total Asset: nearly $34.60 millions

Employee:

Total Factory Area: Sq.m

Production Capacity:

技术及研究开发能力:

R&D Engineer:

Q.C. staff:

International Certifications:

主要客户:

Ni/MH Battery Specification:

AAA, AA, A, SC, C, D, Prismatic,

其他电池系列产品:

16、电池生产企业名录(另有通讯录汇编)

17、电池中对钴制品的需求量测算(核对前述数据)

(1)镍电极中亚镍的配比

(1)涂膏式电极

采用泡沫镍基板,涂膏工艺正极活性物质配方:

Ni(OH)2(%) 75-85

导电剂(%) 8-10 加入镍粉或石墨粉

粘结剂(%) 3-5 加入聚四氟乙烯,聚乙烯醇,CMC,MC等

添加剂(%) 3-5 加入钴的化合物

i​ 单只电池中球形氢氧化镍的用量

每节电池按AA型,900mAh估算,每节电池需氢氧化镍3.2g。

(2)钴在电池中的配比

ii​ 锂离子电池卷式正极配方介绍

正极配方:

LiCoO2 70%~80%

导电物 10%~15%

PTFE乳液 7%~10%

铝集电板(基底),厚度:0.025mm,

电极成品厚度约0.18mm

(注意:铝带在电池中的应用,钢带的相近产品)

iii​ 锂离子电池负极配方介绍

碳材料 95%

PTFE乳液 5%

铜集电板(基底),厚度:0.015mm

电极成品厚度约0.20mm。

(注意:铜带在电池中的应用,为钢带的相近产品)

iv​ 单节电池中钴酸锂的需求量

按18650电池,1600mAh测算,单节电池需钴酸锂13g计算。

(3)目前材料耗用量

按2001年全国电池生产量测算对氢氧化镍和钴酸锂的耗用量

表35

电池类型

电池数量

(亿只)

测算

规格/mAh

活性物质

单节耗量

(g)

小计用量

(吨)

测算

耗用量

镉镍电池

4.01

AA/800

氢氧化镍

3

1203

氢镍电池

2.50

AA/1200

氢氧化镍

4.5

1125

锂离子

0.70

18650/1600

钴酸锂

13

910

18​ 镍与钴制品进口量

2002年1~8月部分钴镍制品进出口情况

表36

项目

进口

出口

进口量(kg)

出口额(万美元)

出口量(kg)

出口额(万美元)

钴的氧化物及氢氧化物;商品氧化钴

494073

842.45

35790

71.89

电池级的稀土金属、钪及钇

20

0.03

823594

442.41

氢氧化锂

180997

37.28

1143353

367.8

镍的氧化物及氢氧化物

2938300

1993.98

174740

105.66

氯化钴

65671

58.28

47322

32.02

氯化锂

10

0.04

253360

75.62

19​ 专利简单情况

【名称】一种合成锂(离子)电池中正极材料的新方法 【申请号】99115147.X  

本发明属于一种崭新的金属复合氧化物的合成方法,尤其适合于变价金属复合氧化物的合成,特别适合于锂(离子)电池中正极材料和复合氧化物催化剂的合成。本发明的目的是提供一种简便易行,易于实现工业化的材料合成新方法,从而达到节约能源和提高生产效率以及减少环境污染的目的。本发明的特征在于将一种含锂的化合物溶于一种含氧化剂和沉淀剂的混合溶液中,然后在强力搅拌下将上述混合溶液加入到一种含锰的化合物溶液中,使其发生原位氧化还原沉淀。沉淀经老化1—12h,然后蒸干,105~125℃烘干过夜(12h),研磨,在600~800℃空气中焙烧6—24h。即得到材料组成为 Li#-[x]Mn#-[2-y]M’#-[y]O#-[4](0<x≤2,0≤y≤1)的样品。样品呈尖晶石结构且具有很好的电化学性质,在0.2—0.5C条件下恒流充放电,首次放电比容量大于110mAh/g,效率大于90%,循环100次后,放电比容量仍大于105mAh/g,效率大于95%。该材料稳定性好,制备简单,重复性好。  

名称】  

一种锂(离子)蓄电池正极材料Li#-[x]Mn#-[2-y]Tl#-[y]O#-[4]及其制造方法   

【主分类号】 

H01M4/48

【分类号】 

H01M4/48

【申请号】  

99115191.7  

本发明提供了一种掺杂金属铊(T1)离子的锂锰复合氧化物(Li#-[x]Mn#-[2-y]Tl#-[y]O#-[4],0<x<1.2,0<y≤0.50)及其制造方法。其中掺杂铊离子的锂锰复合氧化物是一种均匀的黑色超细粉末,可被用做锂(离子)蓄电池的正极材料,具有优良的电化学性能。在3.3—4.35V和0.4 mA/cm#+[2](0.4C)条件下恒流充放电,首次放电容量大于130mAh/g,循环200次后,放电容量仍保持在100mAh/g。  

【名称】  

一种制备锂(离子)二次电池中正极材料的方法   

【申请号】  

00112653.9  

【申请日】  

2000.01.26  

本发明属于一种新的金属复合氧化物的制备方法,特别适合于锂 (离子)蓄电池中正极材料Li#-[x]Mn#-[2-y]M#-[y]O#-[4]的合成。其特征在于将一种含锂的化合物溶于一种含氧化剂和沉淀剂的混合溶液中,然后在强力搅拌下将上述混合溶液加入到一种含锰的化合物溶液中,然后将其转入内衬PTFE的不锈钢高压釜中,在120~260℃和自生压力下进行水热晶化6~72h。水热合成样品再于400~850℃热处理2~48h,得到组成为Li#-[x]Mn#-[2-y]M#-[y]O#-[4](0<x≤2;0≤y≤1=的产品。  

名称】  

一种锂离子二次电池正极材料及其制备方法   

【公开号】  

1324119  

【公开日】  

2001.11.28  

本发明涉及一种锂离子二次电池正极材料及其制备方法。正极材料的化学通式为Li#-[1+x]Mn#-[2]O#-[4-y]X#-[y],X为卤族元素,例如F,Cl,Br, 当X为F时,x≤0.3,0<y<0.05;当X为其它卤族元素时,x≤0.3, 0<y<0.3。该正极材料是以电解MnO#-[2],水合LiOH和水合LiX原料,用无水乙醇为分散剂,在球磨机中湿法研磨后于马弗炉中在445℃- 800℃焙烧而成。  

【名称】  

一种锂离子电池正极材料及其制备方法   

【申请号】  

00113190.7  

本发明涉及一种用作锂离子二次电池正极材料的锂锰氧氟铊化合物及其制备方法。该化合物的化学通式为Li#-[1+x]Tl#-[y]Mn#-[2-y]O#-[4-z]F#-[z], 0<x≤0.3,0<y≤0.3,0<z≤0.3。该正极材料是以电解MnO#-[2],LiOH·H#-[2]O, LiF和含铊金属盐如硝酸铊、醋酸铊等或铊的氧化物为原料,用无水乙醇、甲醇、环己烷或聚乙二醇为分散剂,在球磨机中湿法研磨后于马弗炉中采用程序升温、程序降温的方法焙烧而成。  

【名称】  

一种锂离子蓄电池正极材料及其制备方法   

本发明属于一种锂离子蓄电池正极材料及其制备方法。将含锂的化合物、含锰的化合物、含铊的化合物、含铝的化合物与含铬或镍或钴的化合物以特殊的方式混合和分散,继而在适当温度下发生化学反应,生成一种组成为Li#-[x]Mn#-[2-y-z-δ]Tl#-[y]Al#-[z]M#-[δ]O#-[4]的复合尖晶石正极材料。该材料用作锂离子蓄电池正极材料,具有较高的可逆放电容量,较长的循环寿命和较好的高温稳定性。  

【名称】  

一种合成锂离子蓄电池中正极材料LiLiCo#-[1-x]M#-[x]O#-[2]的方法   

【公开号】  

1389939  

【公开日】  

2003.01.08  

【申请号】  

01108495.2  

本发明属于一种新的金属复合氧化物的合成方法,特别适合于锂离子蓄电池中正极材料LiCo#-[1-x]M#-[x]O#-[2]的制备。其特征在于将一种含锂的化合物与一种含氧化剂和沉淀剂的溶液混合后,在强力搅拌下迅速加入一种含钴的化合物(或含钴的化合物与含第三种金属M的化合物的混合物)的乙醇溶液中,先生成溶胶,再生成凝胶。然后再经过干燥,预焙烧,研磨和焙烧,得到组成为LiCo#-[1-x]M#-[x]O#-[2]且电化学性能优良的正极材料产品。其中0≤x≤1.0,M=Ni,Mn,Al,Cr。  


镍系专利情况

(1)锂二次电池用正活性物质及其制造方法               

日本电池株式会社   96.12.


(2)一种高性价比锂离子电池正极材料LiNiO2的制备方法   

武汉大学     97.7
湖北省武汉市  胡晓宏  李升宪  杨汉西  027-87873526


(3)正极用的材料和二次电池                           

索尼株式会社   2001.3


(4)一种高性能锂离子二次电池正极材料的合成方法       

北京     2000.8


(5)非水电解质二次电池                               

三洋电器株式会社   2001.9


(6)一种锂二次电池用球形纳米晶镍钴酸锂制备方法       

辽宁  01.2


(7)喷射热解反应制备锂离子电池正极材料的方法         

北京工大   02.11 
夏定国、赵煜娟 电话:010 –67391594/67391766


(8)非水电解质二次电池      专利号:99802474.0                

松下电器产业株式会社
  
(9)非水电解质用正极及其制法、以及用该正极的电池及其制法 

 三洋电器株式会社      
专利号:99126373.1


(10)锂二次电池的正极活性材料的生产方法  

日本电池株式会社 

专利:97117013.4      

(11)镍酸锂正极物质、其生产方法以及装有该活性物质的锂电池   

日本电池株式会社      
专利号:99115013.3
(12)生产镍酸锂正电极的方法以及用此电极的锂电池           

日本电池株式会社      

专利号:97103857.0

(13)无水电池用的正极活性材料的制备方法                    

日本电池株式会社      

专利号:96104801.8

20​ 项目建议

几点建议:

(1)、投资方向

最近我国锂离子电池市场发展很快,并形成规模发展,出现投资热潮,竞争也很激烈,例如日本索尼、松下、三洋、韩国三星、LG、中国比亚迪、深圳比克、保定风帆、青岛奥柯玛都投资或扩大投资锂离子电池项目,形成了锂离子电池正极材料需求市场,这些大公司的投资,带动和促进了中国锂电池市场的快速发展。在此条件下,投资锂离子电池正极材料,形成产业链中重要的原材料一环,可以肯定其方向是对的。

(2)、产品选择

在原材料方面的竞争同样存在,并激烈,由上述介绍可见,在氧化钴锂材料方面,投资的企业较多,有些是上市公司,在规模和资金方面具有较强的竞争能力。

但在氧化镍锂方面,特别是掺杂氧化镍锂或是其它掺杂,国内大都居于研究阶段。这是切入点。

(3)、合作结构

考察一下现有企业的技术支持

● 山东潍坊青鸟:该公司生产电池和材料,初期引进日本技术,具有一定基础,在技术方面由北京有色金属研究总院为依托,如果在材料方面增加投入,增加品种,扩大规模,可寻求发展。

● 长沙瑞翔:中南大学:该大学在材料方面已形成特色,长沙企业的情况可作为借鉴,以大学为依托,多品种生产电池材料,形成规模,产、学、研、销形成整体,具有竞争能力。

● 北大先行:北京大学

● 北京当升:北京钢铁学院

● 长沙矿冶研究院电源材料厂:长沙矿冶研究院

因此贵公司如投资电池行业生产电池材料,也同样需要技术支持。从企业技术起点考虑,并从长远利益考虑,同时也降低初期投入和风险,建议选择研究单位或大学研究部门共同开发,或技术入股,将利益、风险共同承担,也可发挥各自的优势,迅速形成产业化。

(4)、合作开发

从资料可见,一些研究单位在锂离子正极材料方面的研究,有的已取得实验阶段结果,有的已取得专利,但缺乏中试,需要形成产业化。在此条件下,采取合作中试,技术合作。这类研究单位有武汉大学、厦门大学、北京工业大学等。

(5)、关于企业产品多元化

以柯达为例,该公司除了胶卷产品,还有电池产品。乐凯公司多年积累的销售网络,同样可覆盖或转化为电池销售网络。近期建议采取OEM方式,采用和利用“乐凯”商标,确认商标注册情况,定牌加工碱锰电池、锌镍电池、一次锂电池,完全可利用“乐凯”品牌的市场影响,在照相器材用品市场很快占据份额。

上述产品的定牌加工建议合作单位:

● 碱锰电池:如南孚、双鹿、豹王

● 锌镍电池:江苏海四达、双鹿

● 圆柱型一次锂电池:四川建中锂

● 氧化银扣式电池:常州立达

● 扣式一次锂电池:四川建中锂、宁波野马、常州立达

先做市场,类似于广东德赛的经营初期。通过产品质量检测确定定点加工,投资风险较小。

(6)、掺股或购买电池产品或材料生产企业

进入电池领域,掺股或购买电池产品或材料生产企业是近期较为活跃的方式。这方面可以查阅上市公司投资电池行业的情况。

近期是电池行业调整时期,例如美国金霸王公司购买南孚股份;新加坡GP购买宁波双鹿股份;宁波维科投资宁波豹王电池公司;中科院长春应化所和吉林大学等技术合作组建深圳比克公司等。因此乐凯进入电池行业可以借鉴这些公司的经验。

安徽时时计划软件手机版式 2018炸金花下载大全 广东11选5五计划软件下载 排三6码组六最大遗漏 三分pk10冠军稳赚技巧 pk10双面盘技巧 八戒中特网平特一肖460707 全网36码特围下载 后三组选包胆豹子为什么不中奖 app自助领取彩金38 手机三公 贵州时时彩 安徽时时快三 奇趣腾讯分分彩免费计划软件 11选5顶级绝技 体彩app扫码兑奖最大多少