磷酸铁锂正极材料及锂离子电池电池项目可行性研究报告(3)

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第二章 市场预测

2.1 产品市场供需现状及供需预测

伴随着世界性燃料储量日益减少的危机，以及环境污染的日益严重，尽快发展以蓄电池为主要动力源的交通工具显得迫在眉睫。但传统蓄电池做为一种大功率、大容量的动力电源，并没有解决其本身的致命弱点：比能量低（一次性充电达不到理想的续驶里程）；比功率小（加速爬坡能力低，在大电流放电时很难趋于平衡状态）。

锂动力电池的产生，为使用大功率大能量的驱动设备提供了新的憧憬。根据锂动力电池的性能（包括充放电特性、温度特性、循环寿命、自放电性、安全性）的综合分析和实际验证，锂动力电池的应用前景之广阔，使用范围之宏大是无法估量的。

锂动力电池现在已具备广泛进入市场的能力，这种电池的优点是体积小，比能量大，其可做为一种轻便可移动式的动力电源走向市场,已经引起所有的电动车厂家的密切关注。

通常所称的锂电池，是以各种含锂材料为正极材料的电池，目前市场上的锂离子电池正极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4），另外还有少数采用镍酸锂（LiNiO2）以及二元/三元聚合物作正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP）材料作电池正极的锂离子电池。

2.1.1 国内磷酸铁锂正极材料厂商情况

目前国际上磷酸铁锂材料知名的厂商主要是美国A123、加拿大的Phostech以及美国Valence。这些厂商都已经发展出十分成熟的量产技术，其中最大的产能5000吨/年以上。中国企业从2001年就陆续启动

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磷酸铁锂材料开发，历经6年时间，北大先行终在2007年突破了磷酸铁锂从实验室技术到中试生产技术的一系列技术及工程问题，并在完善相关工艺过程中，使得磷酸铁锂电池的安全性得到了较大程度的提高与保证，奠定了磷酸铁锂产品系列化和规模产业化的基础。总体来看，国内对磷酸铁锂的技术研发水平及产业化程度与国际基本同步。在产能方面中国的材料供应商与国外大厂差不多，售价比国外要低，但材料加工性能和稳定性略逊一筹。现阶段全国约有50多家电池材料生产厂商，其中真正进入工业化批量生产的仅有天津斯特兰、北大先行、苏州恒正等十余家。

2.1.1 磷酸铁锂正极材料市场容量及增长趋势

据中国化学与物理电源行业协会估计，至2008年，锂离子动力电池总需求量为50.69亿Ah(单体电池工作电压[/wiki]3.6伏)，折算为正极材料其消耗量为36200吨，按每吨15万元计算，市场规模为54.3亿元。而以上数据仅仅只包含了国内市场，考虑到国外市场的拓展及电动轿车的潜在发展，对动力型锂离子电池正极材料的需求量要远远超出36200吨。综合上述分析，磷酸铁锂作为新型高能锂离子电池的正极活性材料及电子材料产品，随着电池工业及电子工业的发展，具有广阔的市场前景。在未来的两三年内，磷酸铁锂的市场需求量将达15万吨以上，即275亿元市场规模，尤其是在动力型电池应用方面对磷酸铁锂的需求将大幅增加。目前，全球磷酸铁锂材料生产能力小于3万吨/年，市场缺口非常大。

2.1.3 国内磷酸铁锂电池产业发展现状及展望

目前国内不少公司正在积极试制应用于电动车、电动自行车、电动工具等领域的磷酸铁锂电池，部分企业已经储备了4、5个不同领域的技术产品，中国磷酸铁锂发展正式步入产业化阶段。以国内知名电池生产企业——天津力神、比亚迪为代表的中国电池界，纷纷投入巨

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资启动了磷酸铁锂动力电池研究，并建设了相关生产线，这表明国内主流电池生产企业对磷酸铁锂作为动力锂电池正极材料应用的肯定。

鉴于中国国情的客观因素，电动自行车这种介于机动车和非机动车之间的代步工具，更突出了它诸多的优点和实用性。2004年全国的电动自行车产量为675万辆，产值达到140亿元人民币，2005年电动自行车的产量达到700万辆，截止至2010年底全国电动自行车保有量已突破3000万辆。未来我国大中城市电动自行车将逐步替代自行车成为主要的交通工具之一，国内市场年产销量将维持在800万辆左右。但这需要电动自行车企业不断提高产品生产技术，保持质量的稳定，降低产品成本，同时更注重环保，逐步实现电池的新型高效，替代铅酸电池的应用。由于所有的传统二次电池都不能满足于自行车轻巧灵便的需要，电机生产厂商最后都把目光盯住锂动力电池。锂动力电池做为电动自行车最理想的驱动源泉，其市场保有量会随着电动自行车的逐渐增加而增加。

2.2 产品目标市场分析及竞争力分析 2.2.1 磷酸铁锂电池的优势

（1）使用安全，磷酸根化学键的结合力比传统的过渡金属氧化物结构化学键强，所以结构更加稳定，并且不易释放氧气，磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，磷酸铁锂电池是目前全球唯一绝对安全的锂离子电池，在高温下的稳定性可达400～500℃（且在滥用情况下释放的热量最少），保证了电池内在的高安全性；不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。

（2）磷酸铁锂电池寿命超长，循环使用次数高，在室温下1C充放电循环2000次，容量保持率80％以上；是铅酸电池5倍，镍氢电池的4倍，是钴酸锂电池4倍，是锰酸锂电池4-5倍左右。

（3）磷酸铁锂电池不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有

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金属），无毒，无污染，为绝对的绿色环保电池；而铅酸电池中却存在着大量的铅，在其废弃后若处理不当，仍将对环境够成二次污染。磷酸铁锂材料无论在生产及使用中，均无污染，因此该电池又列入了“十二五”期间的“863”国家高科技发展计划，成为国家重点支持和鼓励发展的项目。

（4）其他优势

◆磷酸铁锂电池重量很轻，是铅酸电池的1/3，镍氢电池的63%； ◆磷酸铁锂电池体积小，商品设计可轻量化。铅酸电池的2/3，也较镍氢电池体积小；

◆磷酸铁锂电池单体电压高，为3.2V，串联少，电池组可靠性高；平台性能：1C充放电，3.3~3.0V 平台容量达到93%以上；

◆放电平台稳定，可作大电流高功率充放电高倍率放电特性：10C充放电效率达到 96％以上，容量保持率90％以上，可实现10C放电；

◆磷酸铁锂电池自放电小；无记忆效应。可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电；

◆磷酸铁锂电池快速充电特性优，2C快充，半小时充足95%； ◆工作温度范围宽广（-20℃-+75℃），有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。

表2.2.1-1 磷酸铁锂电池与传统电池性能比较

技术参数 工作电压（V） 质量比能量（Wh/kg） 体积比能量（Wh/L） 寿命 镍镉电池 1.2 30～50 150 500 镍氢电池 1.2 50～80 200 500 铅酸电池 2.1 40 70 400 磷酸铁锂电池 3.2 120 210 2000 磷酸铁锂正极材料及其动力电池项目可行性研究报告.

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单位价格（RMB/Wh） 单位价格/寿命(1000) 环保 安全性 3 6 有毒 优秀 6 12 略有污染 好 1.0-1.5 2.5-3.75 有毒 良好 3-5 1.5-2.5 无毒 优秀 说明：与传统电池相比，磷酸铁锂电池只在价格方面处于一定劣势，其他各项指标明显占据优势。但如果考虑电池寿命，磷酸铁锂电池的价格却是最低的。

表2.2.1-2 各种锂离子电池性能比较

振实密度（g/cm3） 比表面积（m2/g） 克容量(mAh/g) 电压平台(V) 循环性能 过渡金属 原料成本 环保 安全性能 适用领域 钴酸锂 liCoO2 2.8～3.0 0.4～0.6 135～140 3.6 ≥300次 贫乏 很高 含钴 差 小电池 镍钴锰 LiNiCoMnO2 2.0～2.3 0.2～0.4 155～165 3.5 ≥800次 贫乏 高 含镍、钴 较好 小电池/小型动力电池 锰酸锂 LiMn2O4 2.2～2.4 0.4～0.8 磷酸铁锂 LiFePO4 1.0～1.4 12～20 130～140 3.2 ≥2000次 非常丰富 低廉 无毒 优秀 动力电池/超大容量电源 100～115 3.7 ≥500次 丰富 低廉 无毒 良好 动力电池 说明：磷酸铁锂除了振实密度、克容量两个指标略有不足，其他各项指标均占很大优势，尤其是在循环性能、环保性、安全性能、原料成本及应用领域方面。

2.2.2 投资机会

作为锂离子电池家族的新成员，磷酸铁锂电池具有无可比拟的优势，在动力电池领域里，几乎被推崇为最完美的电池。不过，磷酸铁锂电池产业化成功与否关键还是取决于电池正极材料的性能。正极材

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