燃料電池VS鋰電池 誰將統治未來汽車動力源？ 路過十八次
http://xueqiu.com/2859479813/28024623中國網
http://www.china.com.cn 2013-11-14 09:13
幾個月前，特斯拉CEO「給力哥」Elon·Musk在德國接受外媒採訪時將燃料電池（Fuel Cell）稱為「傻瓜電池」（Fool Cell），並表示：「他們非常愚蠢，就算從理論上實現燃料電池的最佳性能，也無法同今天的鋰離子電池抗衡。」他還指出鋰離子電池還有很大潛力沒有發掘。
而另外一方面，通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作夥伴簽訂合作開發燃料電池協議，計劃未來數年內推出燃料電池車投入實用。早在2011年豐田就在東京車展上就亮相了FCV-R氫燃料電池概念車，今年東京車展則將展出量產型號。豐田公司同寶馬簽署協議在四個領域進行合作，其中就包括燃料電池。
除了豐田，通用汽車和本田汽車宣佈將聯合開發下一代燃料電池技術，以便2020年投放到市場。韓國現代汽車已經率先投產燃料電池車，福特、戴姆勒和雷諾-日產正合作開發燃料電池技術。
豐田表示，即將量產的燃料電池車售價大約接近寶馬5系或者特斯拉Model S，大約為5萬美元左右，一次加注燃料續航里程高達300英里（483公里）。因而性價比具有較高的競爭力。
那麼到底是特斯拉的給力哥對，還是豐田以及一眾車廠對，為什麼會有燃料電池和鋰離子電池之爭，未來電動車的動力之源會是什麼呢？我們來做一個深度解讀。
電動車和傳統汽車
現在林林總總的電動車，其實是傳統汽車的一個延續，人們做的，只是把傳統汽車動力部分、燃油部分換成了電機和電池。
電動車的歷史其實非常非常悠久，1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅動的車輛。內燃機汽車的發明時間則要推遲到四十餘年之後的1885年10月，卡爾·奔馳設計製造了世界上第一輛三輪汽油汽車，同年戈特利布·戴姆勒也製造出了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司，1926年兩家合併為戴姆勒-奔馳汽車公司。
電動車在歷史上經歷過三個發展期，1885年到1915年是電動車的第一次黃金時期。這一期間，由於內燃機技術相當落後，行駛里程短，故障多，維修困難，不及電動車，因此電動車在這一時期被普遍認可。當時美國總統的座駕就是電動車，而不是內燃機汽車。
第二個階段是60年代，中東戰爭引發石油危機的大背景下，美國通用汽車公司與福特汽車公司分別研發了新型電動汽車。雪鐵龍、標緻則將現有車型改裝成小型電動汽車。以此為契機，全球掀起了電動車熱潮。
第三個階段是20世紀90年代後，隨著鋰電池技術的進步，成本的降低，電動車的性能有了巨大提升。最終實現了特斯拉、日產等的量產電動車。
從電動車的歷史可以看出，電動車和傳統的內燃機汽車，實際上是平行發展，互相競爭的關係。當電動車的性能、成本、用戶體驗高於內燃機汽車的時候，電動車就有一個黃金發展期，而當內燃機技術進步，體驗超過電動車時，電動車就歸於沉寂。
電動車性能的關鍵因素：動力電池
對於電動車來說，性能、成本、用戶體驗能否壓倒內燃機汽車，關鍵在於動力電池。
我們知道，汽車能跑，是因為發動機和變速箱工作，給汽車提供動力，電動車能跑是電池和電動機提供動力。電機技術經過百年的發展，已經非常非常成熟。
無論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制，都遠遠優於發動機。同等功率的電機往往比發動機便宜，壽命更長，維護保養也更簡單。理論上電動車應該遠比內燃機汽車更有競爭力，而問題的關鍵就卡在電池上。
眾所周知，汽車運動是需要能量的，內燃機汽車的能量來自於汽油或者柴油的燃燒，熱能轉化成動能。而電池通過電機，把電能轉化成動能。而現在電動車遇到的問題就是同樣的重量，同樣的體積，電池提供的能量遠遠低於汽油和柴油，也就是能量密度低。
所以，同樣跑300公里，汽油車只需要30升的油箱，只需要20多公斤汽油，而即使採用了先進鋰離子電池的電動車，也要600多公斤的巨大電池包，還不算保護電路，電池包本身的保護的重量。
如果用鉛酸電池，則需要1噸到2噸的沉重電池包，而一輛家用轎車正常的重量也不過1噸多。
除了能量密度，電池還有一個功率密度的概念，動力電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動機功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會影響電動車的性能。
動力電池的分類
目前，電動車用的動力電池種類其實非常多，但是真正實用化的並不多。因為很多電池都有這樣或者那樣的問題。世界上大部分廠商都選擇了鋰電池，細節材料上有使用三元鋰電池的，有使用磷酸鐵鋰的，有使用錳酸鋰的，但是它們都可以歸結到鋰電池的範疇，需要充電放電，有循環次數。
氫燃料電池和鋅空氣電池都不是充電電池，是靠消耗其他材料（氫氣，鋅）產生電能，需要添加其他材料才能維持運行，更類似傳統燃油車加油的概念。
還有幾種比較另類的電池，一般當作動力電池的輔助使用。下面我們就來詳細說說各類電池的特點和用於汽車的優劣。
（一）氫燃料電池
查看原圖 首先我們來看被「給力哥」諷刺為傻瓜電池的氫燃料電池。燃料電池並不是一個新東西，它的歷史可以追溯到1838年，德國化學家提出了燃料電池的理論。真正實現商用化則是1955年的事情，美國通用電氣的工程師造出來實用化的氫燃料電池，隨即就應用了到美國太空探索的雙子星計劃（題外話，有興趣的可以搜索一下紀錄片《從地球到月球》，看看美國人的雙子星計劃，阿波羅計劃，再看看中國的神舟計劃，嫦娥計劃）。
1991年發展出來可以應用於汽車的氫燃料電池，這就是今天氫燃料電池的來源。
相對於其他電池，氫燃料電池最大的優勢是能量密度極高，實驗室可以做到3千瓦時每公斤，比其他類型的電池都高很多。用於汽車可以以更小的體積和重量，提供更長時間的續航。
但是，氫燃料電池也存在問題：
一是價格，氫燃料電池的核心零件是質子交換膜和鉑催化劑，都是非常昂貴的材料，用在不計成本的航天可以，用在汽車上昂貴的價格讓氫燃料電池普及困難，即使到2015年，豐田也只敢說整車5萬美元，30多萬人民幣。而目前的價格是150萬到200萬人民幣，遠遠高於燃油車和鋰電池的電動車；
二是燃料的來源和儲存，氫燃料電池需要氫氣，氫氣本身並沒有產業鏈支撐，製造，運輸，儲存，加注都極不方便，成本又很高，危險還很大，相比燃油車和鋰電池車成熟度太低。
從用戶體驗角度，氫燃料電池車還有很長的路要走。給力哥諷刺氫燃料電池為「傻瓜電池」，也不是完全沒有道理。
（二）鋅空氣電池
鋅空氣電池的歷史也很悠久，可以追溯到1878年。鋅空氣電池更加類似我們所實用的乾電池，實際上在很多領域，鋅空氣電池也在替代乾電池。
查看原圖 鋅空氣電池的能量密度較高，可以達到每公斤0.3千瓦時，比鋰電池高一，並且價錢便宜，鋅材料比鋰便宜的多。
但是鋅空氣電池也有兩個問題：
首先功率密度低，使用鋅空氣電池的電動車的雖然續航里程不遜色於鋰電池電動車，但是加速、爬坡性能都很糟糕，實用性不佳；
其次產業鏈不匹配，鋅空氣電池和氫燃料電池類似，也需要更換材料，鋅空氣電池需要把氧化鋅更換為金屬鋅，這就需要從發電廠，到電解鋅工廠，鋅電池製造廠，到汽車換電池站等一系列的產業鏈配套。這些都要從頭開始，同樣遠不如鋰電池成熟，要實用化也需要走很長的路。
（三）飛輪電池
飛輪電池是最近幾十年才發展出來的新型電池，它不是傳統的化學能轉化成電能的化學電池，而是內部有一個高速旋轉的飛輪，靠飛輪動能儲存能量的電池。
查看原圖 飛輪電池沒有化學物質，不存在爆炸燃燒之類的安全性問題，也不怕溫度變化，環境惡劣，循環壽命非常長。更可貴的是飛輪電池有極高的功率密度，達到5－10KW/kg，遠高於其他類型的電池，儘管能量密度和鋰電池差不多，但是高功率密度可以帶來極好的汽車加速性能，在能量回收的時候，也就可以承受更大的功率。
在保時捷918的概念車上，副駕駛位置就是一個飛輪儲能系統飛輪電池唯一的缺點就是貴，技術上，性能指標上，安全性上，飛輪電池都很適合汽車使用，但是高昂的價格注定它只可能出現在豪華車或者超跑上，而不能進入大眾用汽車。
（四）鋰電池
鋰電池的歷史可以追溯到70年代，是目前應用最廣泛的電池。
查看原圖 汽車用的動力鋰電池，其實也分好幾類，特斯拉最新用的松下電池已經是三元鋰電池了，三元鋰電池的能量密度、功率密度、安全性比較均衡，是中庸之選。
特斯拉的優勢是，用軟件的辦法，解決了充放電過程中的安全性問題。使得本來不偏重安全的三元鋰電池可以應用於汽車。
但是特斯拉的電源管理技術解決不了穿刺問題，只能靠加強電池包的保護來解決，遇到極端碰撞，強大的衝擊力擊破電池包的保護，特斯拉依然會起火爆炸，只是高強度的保護給了車主逃生的時間。
磷酸鐵鋰（也就是比亞迪所謂的鐵電池）是應用比較廣泛的電池，它的優勢是安全性相對比較好，儘管也有事故，但是相對其他鋰電池已經是最好的了。它的功率密度比較好，可以大倍率放電，有不錯的加速性能。在循環壽命方面磷酸鐵鋰也有優勢，長期使用成本相對較低。
磷酸鐵鋰的缺點是能量密度相對較低，同樣重量續航里程沒有優勢。此外，低溫性能比較差，冷天電量會損失很多。
綜合看，磷酸鐵鋰還是被一致看好的動力電池。
錳酸鋰電池，日本企業用的很多，優點是低溫性能比較好，低溫電量損失沒有磷酸鐵鋰那麼嚴重，價格也便宜，安全性不如磷酸鐵鋰，但是還不錯。但是材料本身不太穩定，容易產生氣體。
車云小結：
從目前的技術看，氫燃料電池、鋅空氣電池都需要新建一個產業鏈來支撐，這需要很長的時間和大量的投資，而且兩者都有弱點，競爭力很弱，很長一段時間不會有什麼希望。
飛輪電池性能優異，但是價格昂貴，如果能找到大幅度降低成本的辦法，飛輪電池是最適合電動車的，可惜目前還沒有找到的跡象。這就決定未來很長一段時間，飛輪電池只能出現在一些超高價的豪華車和超跑上。
鋰電池從發明以來，隨著技術的進步和產業化的擴充，每年都有小幅度的降價和容量提升。
特斯拉在2012年以後火爆，並不是特斯拉的技術領先多少，日本在2005年就開發出來了性能比特斯拉Model S更優異的Eliica，但是當時鋰電池的高昂價格注定這個產品只是試驗品。
比亞迪正在開發性能不遜色於特斯拉Model S的E9，而做為電動車和燃油車過度的插電混合動力車，比亞迪秦馬上上市，寶馬混合動力的i3、i8都要上市，保時捷918也已經預訂。這背後就是2013年鋰電池的價格已經降低到一個可以接受的範圍。
未來幾年，隨著鋰電池價格的進一步下降和容量的進一步提升，電動車、插電混合動力車會越來越便宜，性能越來越好，電動車取代燃油車的進程才剛剛開始。
電池投資三大邏輯之聚合物鋰電池進入爆發期 作者：格隆匯 小小微微一笑
http://www.guuzhang.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1234&extra=page%3D1格隆在最新一期的港股那點事中提到，未來中國經濟整體放緩，局部加速的定向式寬鬆與局部刺激會成為經濟抓手的新常態。從投資角度看，鐵路、特高壓、核電、軍工、環保、新能源等都會大概率成為新常態中加速的「局部」。新能源汽車解決了人類兩大制約問題：環境污染問題、對石油等化學能源的依賴問題，未來會是一個持續加速的「局部」，從研究角度，除了整車企業，最受益，彈性最大的應該還是充電設施、電池等配套領域。
因此我們隆重推出格隆匯成員小小微微一笑《電池投資三大邏輯》的深度研究報告，供廣大會員參考。作者新能源領域和新技術方面資深專家，也是美股「深圳比克」版主。他在報告中提出了消費電子，動力電池，儲能電池的行業特點投資邏輯各不相同。鋰電行業這些年技術進步不大，最大的趨勢是軟包聚合物電池爆發性的增長。
電池投資三大邏輯——軟包聚合物鋰電池的爆發時代
目錄前言
第一部 便攜電池——聚合物的爆發時代
1.1 消費電子產品的流行趨勢-智能機，平板電腦，超級本三大動力源
1.2 為什麼是聚合物鋰離子電池
1.3 我們就站在爆發時代的起點——4 年複合增長50%以上
1.4 到底誰受益了——期待能夠出現中國的鋁塑膜公司
1.5 聚合物鋰離子電池的核心技術在哪裡——凝膠聚合物隔膜
1.6 聚合物鋰離子電池的基礎知識
第二部 三國殺時代的儲能電池——成本決定未來
第三部 動力電池——安全第一
附錄 各地的一些產業政策
前言：我將電池根據應用不同，分成了三塊：便攜電池，儲能電池，動力電池。三塊的市場容量目前是便攜電池是最大的，儲能電池和動力電池目前都還比較小。三塊的終端不太一樣所以三塊的邏輯也不一樣。現總結如下：
1. 便攜電池主要用在手機，筆記本電腦，數碼相機等，這些目前存在電池續航時間太短的問題，因為電池在整個機器中間成本佔比5%左右，價格不是下游的核心問題，比能量和消費電子的薄形（能做得更薄）成為便攜電池最重要的因素，也是未來的投資邏輯。
2. 儲能電池的應用非常廣泛，電網，通訊基站，風電光伏等均有應用。儲能電站正負極等材料用量都非常大，現在一個光伏電站，如果加上儲能，儲能就要佔到總成本的一半。在電網跟通訊基站以及軍工上面的主要對手還是鉛酸電池，價格昂貴還是目前的主要問題，不過鋰電替代鉛酸還有更多的優勢，這些場合都有不同的特點，從現在看儲能最大的問題是成本。隨著分佈式能源的發展，未來儲能電池是僅次於動力電池的第二大市場，因此儲能還有投資實點的選擇問題，與技術成本相關。從目前來看儲能電池未來主要為三大技術，磷酸亞鐵鋰電池，鈉硫電池，液流電池，三個有著不同的特點適用於不同場合的應用。
3. 動力電池主要是在汽車電動自行車的應用，由於條件比較苛刻，目前存在的問題還很多，比容量的問題，安全性問題，成本問題都非常重要，動力電池是最複雜的。目前已經發生過10多起電動車起火的時間，電動車目前最重要的還是安全性問題需要解決。能夠看得到的最優的技術是錳酸鋰電池，在中國磷酸鐵鋰和錳酸鋰都會有發展前途。儲能電池和動力電池都是大電池，一般公司都是兩個電池都做，兩個電池的啟動時間點雖然會不一樣，但是對於投資公司的選擇來說，是需將兩個結合起來一起看公司的。
下面分開對三塊進行說明。
第一部 便攜電池
1.1 消費電子產品的流行趨勢-智能機，平板電腦，超級本三大動力源便攜電池，主要就是鋰離子電池。消費電子產品佔鋰離子電池下游的90%以上，其中手機佔比38%左右，PC佔比32%。因此研究便攜電池首先要把握消費趨勢，我認為在未來幾年中智能手機，平板電腦，超級本將迎來高速的發展。下面是該行業的一些主要的數據：
圖1.全球鋰離子電池細分市場佔比 數據來源 台灣工研院IEK
據IDC統計，全球智能手機的增長2010年為75.7%，2011年為61.3%，Gartner最新預測全球智能手機的2012年出貨量將保持39%的增速。DCCI 互聯網數據中心統計顯示，2012 年國內智能手機出貨量將近1 億部，滲透率將達35.3%，同比增長53.6%。國內平板電腦2011-2014年增長幅度分別為284.5%，57.4%，35.6%，27.7%。
到2016年美國三分之二的年輕人將擁有平板電腦。從去年開始戴爾，因特爾，三星都推出了超級本，而蘋果是08年推出的MAC air。IHS預測Ultrabook筆記本電腦將迅速增長。這種筆記本電腦在2010年佔全球筆記本電腦出貨量的不到1%，預計今年的市場份額將不到2%。但是，到2012年，Ultrabook將佔筆記本電腦出貨量的將近12%。到2013年，Ultrabook的市場份額將猛增至28%，到2014年將增長到38%，並且在2015年達到大約43%。市場研究公司IC Insights預計，由於平板電腦已成為消費者市場上的主要驅動力，平板電腦市場的規模將會出現進一步增長。在2010年到2015年之間，全球超級本銷量的年複合增長率有望達到81%。超級本和平板電腦的對普通筆記本電腦的替代，未來將會帶動方形聚合物鋰電池替代傳統的圓柱形18650電池。
皮尤研究中心表示，截至2012 年2 月，在所有美國成年人手機用戶當中，53%屬於智能手機用戶，這一比例較2011 年5 月時的35%有所提升。鑑於美國有88%成年人擁有手機，這意味著46%的美國成年人屬於智能手機用戶。IDC 最新發佈報告稱，中國2012 年將取代美國，成為全球手機出貨量最大的市場。到2016年，印度和巴西兩大新興市場的智能手機出貨量也將躋身全球前五。強勁的需求正在推動新興市場成為全球智能手機的發展引擎。IHS 公司的資深首席分析師Steve Mather 認為，2015 年全球手機銷量將達17 億部，其中10 億部將是智能手機。這意味著2015 年超過70 億的人口中，14%將購買智能手機，如圖2所示
圖2 智能手機的增長預測圖 數據來源IHS
圖3 日本3G手機和2G手機過去10年發展趨勢圖 數據來源 Bloomberg
其它機構的預測：DCCI 互聯網數據中心統計顯示，2012 年國內智能手機出貨量將近1 億部，滲透率將達35.3%，同比增長53.6%，高於全球增長速度。這一預測再次印證了2012 年智能手機發展前景廣闊。圖反應的是日本3G手機完全替代2G手機。而中國目前還只有1.2億的3G用戶，發展空間非常大。
從目前這幾個行業的發展來看智能機和平板電腦發展的短板的最核心的因素是電池的續航問題。這三種高速增長的電子產品都有一個共同特點就是都是薄形電子產品，而且都非常的耗電，因此對鋰離子電池提出了更高的要求。從全球鋰電需求來看鋁殼電池已經產能過剩，而聚合物電池卻高速增長，10年比09年翻5.4倍，11年比2010年翻倍增長。
圖4.全球鋰電不同領域的需求情況圖 數據來源IIT
聚合物電池主要應用於手機、筆記本電腦以及其他數碼產品領域。從圖5可知，從2010-2011 年整個聚合物鋰離子電池市場需求是增加的，除了2011 年第一季度，平均每季度增長6.5%左右。到2011 年第四季度整個聚合物鋰離子電池市場需求量達到大約87 百萬支/月。聚合物鋰離子電池主要用於手機和筆記本電腦上，佔據整個需求量的50%以上。預計到2011 年整個聚合物鋰離子電池市場的需求量將達到9 億只左右。從圖6 可知，整個聚合物鋰離子電池市場基本上被ATL、LGC，SDI，SONY 佔據。從圖7 可知，在2010 年第三季度之前，整個全球聚合物鋰離子電池市場供求平衡，但到了第四季度以後供不應求，並缺口呈上升態勢。比較圓柱和方形的供過於求，聚合物的供不應求缺口呈增大趨勢。由於去年以來10 年四季度之後IPAD,IPHONE4，以及智能手機的高速增長帶來聚合物鋰電池的高速增長。
圖5.不同應用領域的聚合物鋰離子電池市場需求情況圖 數據來源 IIT
圖6.不同企業聚合物鋰離子電池出貨量情況圖 數據來源IIT
圖7.全球聚合物鋰電池市場供求關係圖 數據來源IIT
1．2 為什麼是聚合物鋰離子電池——比容量是成長的核心動力一般而言，電池主要的構造包括正極、負極與電解質等三項要素。聚合物鋰離子電池是指在這三種主要構造中至少有一項或一項以上使用了高分子材料的電池系統.而目前所開發的聚合物鋰離子電池系統中，高分子材料主要是被應用於正極及電解質。市場上面的聚合物鋰電池一般是在隔膜表面塗覆了一層凝膠聚合物，凝膠聚合物吸附了電解質。聚合物電池與傳統電池相比有如下的優點：
1. 聚合物電池採用的是軟包包裝，所以可以做成各種形狀，有非常高的靈活性。液態鋰離子電池很難做到4mm 以下的電池，即使生產出來容量和成本相對聚合物鋰電也沒有什麼優勢，而聚合物鋰電池可以做到0.5mm的厚度,剛好適應薄形電子產品的發展趨勢.
2. 體積利用率更高，比傳統電池提高10%-20%。
3. 電池容量提高50%以上。
4. 軟包電池比傳統的電池有更高的循環壽命，同種材料電池，聚合物電池100 次循環之後的衰減要比電解液的鋁殼電池小4-7%個點。
5. 聚合物電池現在主要有兩種,凝膠聚合物形態的和全固態的,液態電解液很少甚至沒有，因此不會有漏液發生，安全性能會更高。
6. 由於採用了軟包包裝，一般電池發生短路也不會像鋁殼電池一樣發生爆炸，而只會發生軟包的鼓脹，安全性能更高。
7. 與陶瓷電解質或者無機玻璃電解質相比，聚合物電解質具有更好的適應電極體積變化的能力，可以保證充放電過程中電極具有良好的接觸。
8. 不需要串聯就可以做成大電池。現在聚合物鋰電池已經可以做成電動自行車的電池了。
9. 更適合大規模工業化生產。
1.3 我們就站在爆發時代的起點——未來4 年複合增長50%以上• 聚合物鋰電池的薄形，更高的比容量和循環壽命，更高的安全性使得聚合物鋰離子在薄形便攜電子產品中間取代液態電池成為必然趨勢。尤其是智能手機，平板電腦的高速增長，以及隨著手機和平板電腦的娛樂化產品越來愈多，電池續航問題日益嚴重，使用聚合物鋰電池成為當前解決問題的關鍵。從目前的情況來看手機和平板電腦的電池較小，材料用量也比較小，在一個智能手機中間電池佔成本的比重3-10%，因此電池的成本對總成本影響不大，但是對用戶體驗卻是至關重要。2011 年聚合物鋰電池在鋰電池中佔比18%，根據電子產品的消費預測，未來兩三年聚合物鋰電池在消費鋰離子電池中佔比要達到50%的比重。除了在便攜電子產品的替代之外，現在聚合物鋰電池已經應用在電動自行車上面了，開始替
代傳統的鋁殼池和鉛酸電池。過去10 年鋰電池的產量翻了9 倍，2011 年全球鋰電增速10%，市場容量約為170 億美金，預測全球消費電子鋰電池的行業到2015 年復合增速在8%，到2015 鋰離子電池的年市場容量達到230 億美金，到2015 年聚合物鋰電池市場容量將達到90 億美金左右的市場容量，年複合增長約為50%。
聚合物鋰電池的預測
隨著聚合物鋰電的發展，國內的一些技術落後的公司會逐漸被淘汰。下游手機筆記本公司的集中度提高，大電池組的發展，電池一致性問題越來越關鍵，電池的質量也越來越重要，對於先進的鋰電工廠的投資動則幾十億。現在國內的幾家發展較好的電池公司均有大的財團在背後支撐，力神背靠中海油，精進能源背靠深圳立業集團，ATL 背後是日本TDK，力神的生產線也是國內最先進的。現在行業的依然十分分散，未來行業集中度會逐步提高。尤其是隨著軟包聚合物鋰電池的發展，會使得手機，平板電腦，超級本的電池集中度提高。
三星，LGC，三洋，松下，sony,maxell,等公司的出貨量增速超越行業增長速度。
1.4 投資標的選擇，到底誰受益了——期待能夠出現中國的鋁塑膜公司聚合物鋰電池和液態鋰電池就只有兩點不一樣，隔膜和外殼。隔膜採用的是凝膠聚合物隔膜，外殼採用的是鋁塑膜而非鋁殼。在聚合物鋰電的爆發增長時期，受益最大的是鋁塑膜的生產商和擁有凝膠聚合物隔膜技術的電芯生產公司。鋁塑膜這塊沒有國內公司，目前鋁塑膜生產主要還是日本公司：昭和電工，DNP，大倉，凸版，以及的韓國栗村。鋁塑膜是一種三層膜，由塑料膜/鋁/塑料膜組成的結構，一般塑料採用的是PET，或者PP，或者改性的聚乙烯。首個聚合物鋰電是96 年研製成功的，而鋁塑膜的出現比聚合物鋰電還要晚的。聚合物鋰電池用鋁塑膜是普通的包裝用鋁塑膜對空氣和水的阻隔性能要高10000 倍，本身鋁塑膜還要能夠耐電解液的溶脹，滲透，溶解，吸收以及電化學反應等。電解液的是一個混合的溶劑，是通用符合材料的良好溶劑，遇水可以產生強腐蝕性的氫氟酸。鋁塑膜還必須要耐電極毛刺穿刺，以及高溫壓力下的熱封避免與金屬電極形成短路。鋁塑膜的技術是軟包電池的一個非常關鍵的技術，目前國產的鋁塑膜都做的不好，目前還智能用在醫藥和食品的包裝上面，幾乎沒有可以用在聚合物鋰電池上面的。鋁塑膜的成本大概佔到電池成本的15%。
隔膜現在主流的做法是在傳統的隔膜表面塗覆一層凝膠聚合物，一般電芯公司都會有生產自己的凝膠聚合物的技術。目前在這一塊做的好的是日本TDK 的在華子公司ATL（東莞新能源），SDI,LGC,SONY,天津力神，以及佛山的精進能源等。目前許多國內的公司號稱自己的聚合物鋰電池，實際上都不是，當然廣義上面來說，隔膜本身就是聚合物材質的，但是我這裡所說的是凝膠聚合物電池或者全固態電池。ATL，SDI,LGC,SONY 目前是全球最強的聚合物鋰電池公司，ATL 和力神是蘋果公司的供貨商,ATL 目前在國內基本是壟斷地位。在A 股的上市公司中間德賽電池切入了ATL，SDI,SONY,LGC，力神的供貨體系，為這幾家公司生產電池管理芯片和PACK。德賽電池的PACK 技術是非常好的，德賽電池的41%的收入來源於ATL，SONY 和SDI 佔比30%左右。從目前來看聚合物鋰電池受益最大的A 股上市公司是德賽電池，隨著這幾家聚合物電池公司的高速增長將帶來德賽電池的快速增長。德賽電池的主要優勢在於不良品率只有1.5ppm,而6 西格瑪管理要求是6ppm 的不良品。生產線非常先進，自動化水平高，率先對於管理系統做的微創新，如電量檢測等。公司戰略清晰，並未將電芯這種投資門檻要求非常高的作為重點發展，而主要做公司擅長的PACK 和保護板。
圖中虛線內的部分為PACK 的部分
1.5 聚合物鋰電的核心技術在哪裡——凝膠聚合物隔膜聚合物鋰電池的核心技術是隔膜的不同，現在隔膜主要有兩種，一種是全固態的隔膜，一種是凝膠聚合物隔膜，凝膠聚合物隔膜要求隔膜的吸脹性能特別好，能吸儘量多的電解液，一般是自身體積的7 倍以上。凝膠聚合物隔膜一般的製作工藝是在普通隔膜表面塗覆了一層凝膠聚合物。核心也就是凝膠聚合物的製備工藝，尋找與正負極，電解液匹配的凝膠聚合物，這塊不是一般的公司短時間內可以掌握的技術，目前凝膠聚合物基本上掌握在電芯公司手中。
凝膠聚合物究竟是什麼？按聚合物形態來分，可分為凝膠型聚合物電解質和全固態聚合物電解質，主要區別是前者含有增塑劑而後者沒有。按聚合物主體來分，主要有如下幾種類型:聚醚系(主要為聚氧化乙烯，PEO)、聚丙烯睛(PAN)系、聚甲基丙烯酸酷 (PMMA)系和PVDF 等。聚合物電解質的主要的技術指標是：
1、要有儘量高的離子電導率和離子遷移數。
2、良好的電化學穩定性，通常要求電化學穩定窗口在4.5 伏。
3、良好的熱力學穩定性，在充放電發熱的時候不會融化和分解。
4、良好的化學穩定性不會與電極反應。
5、具有良好的鋰/聚合物電解質界面穩定性。
6、對電子傳輸絕緣並具有一定的機械強度。
7、無污染，成本低廉，以利於市場開發。
幾種常用的凝膠聚合物結構與性質的對比
PVDF 目前是一些鋰電池公司常用的凝膠聚合物材質，這塊之前主要公司是蘇威，現在已經被法國阿克瑪切入，搶佔了大量的市場，大金氟化工現在也開始做這塊的市場。三愛富在10 年突破了PVDF 樹脂的技術，也許未來三愛富也能夠切入凝膠聚合物用樹脂這塊市場，不過這個市場不大。
1.5 鋰電池的基礎知識：聚合物鋰離子電池基本原理圖，鋰離子在可逆地穿過凝膠聚合物隔膜，在正負極嵌脫鋰。聚合物鋰電池與液態鋰電的不同之處在於隔膜用的是凝膠聚合物，可能是純粹的凝膠，也可能是隔膜兩個表面有凝膠聚合物。外包裝從鋁殼換成軟包裝的鋁塑膜。
圖7.聚合物鋰電池的原理圖
在鋰電池的正極材料，負極材料，隔膜，電解液，鋁塑膜，以及其他的封裝材料。這主要的四塊的成本中間，正極材料佔比30%，負極材料10%，凝膠聚合物隔膜25%，電解液10%，鋁塑膜15%，其他的封裝材料10%。這個成本不算PACK的成本。目前正極材料的比容量在120-210 mWh/g 之間。負極材料石墨的比容量是300mWh/g。因此目前對鋰電池能量密度，成本，質量影響最關鍵的就是正極材料。隔膜對充放電速度，自放電，安全性，壽命的影響非常關鍵。電解液的耐電壓以及電導率對電池的性能有關鍵的影響。
電芯的各部分成本佔比
1.4.1 正極材料-提高能量比的關鍵對於正極材料來說，目前在鋰電池中間成本佔比比較高，達到了30%，而且現在制約鋰電池的續航時間的關鍵也是正極材料的比容量問題，提高正極材料的比容量，既可以提高電池的續航時間，還可以降低正極材料的用量。對於開發高壓的正極材料也是可以提高電池的比容量的。目前市場上面的正極材料種類也比較多，各種不同的正極材料有著不同的性能和應用，下面對鋰離子電池的正極材料詳細介紹。
什麼事正極材料？鋰離子電池的正負極活性物質均為能夠可逆的嵌入一脫出鋰的化合物，其中至少有一種電極材料在組裝前處於嵌鋰狀態。一般選擇電勢(相對金屬鋰電極)較高，且在空氣中穩定的嵌鋰過渡金屬氧化物為正極材料，它是電池中鋰離子的「貯存庫」，主要有層狀結構的LiM2O4 和尖晶石結構的LiMPO;以及橄欖石結構的LiMPO;化合物(M-Co、Ni、Mn 等過渡金屬元素)。
幾種主要正極材料的對比
圖8 幾種主要正極材料的市場佔有率變化圖 數據來源IIT
從這幾種材料的性質來看，決定了他們的用途的不一樣，現在一般手機電池是以鈷酸鋰為主，比容量高，振實密度也高，雖然價格貴，而且發熱大，但是便攜電池一般比較小，用材料少，在手機和筆記本中間佔成本小，安全性還可以，壽命短也不會有太大的影響，現在一般的電池材料的循環性能至少都有400-500次，也就是三四年，對於手機登電子產品來說已經足夠了。所以鈷酸鋰無可非議的在便攜電子產品中間成為最主要的正極材料。從圖8 來看，三元材料的佔比在上升，三元材料正在替代一部分鈷酸鋰的空間。三元材料是一個近乎完美的材料在手機電池上面，比容量高，價格便宜，倍率性能也不錯，就是一致性差，但是手機是當個電池沒有什麼影響。LGC 的三元材料是很好的，國內做三元材料好的公司很少，佛山精進能源是三元材料電池做的好的公司之一。
而錳酸鋰，三元材料和鐵鋰電池是可以大電流充放電，價格便宜，而且安全性能較高適合電動車。磷酸鐵鋰的鐵的來源豐富，比容量高，循環性能高達2000次，比容量現在已經有實驗室可以做到接近理論容量，現在最大的問題在於亞鐵的還原性問題，磷酸鐵鋰的一致性也差，一致性差就會影響電池管理系統，從而產生安全問題，A123 目前也是由於在美國發生過安全事故，現在在美國推廣也阻力重重。三元材料是比較有前途的材料，有著三種材料的優點，還有比較高的容量，結構的穩定性相對鈷酸鋰提高，犧牲了部分的大充大放的性能，目前福特，上海汽車等多家汽車品牌均使用的LG 的動力電池，不過LG 的動力電池便是是錳酸鋰和三元材料混合使用的。在電動車時代，三元材料和錳酸鋰都是非常有前途的。
磷酸鐵鋰還有一個優勢是鐵的自然界來源豐富，價格便宜，因此磷酸鐵鋰也成為了儲能電站的一個主要材料，與鈉硫電池和液流電池相比，磷酸鐵鋰的轉化效率高，佔地面積小，安全性能也比較高。但是成本上面相對液流電池和鈉硫電池來說沒有太大的優勢。
目前在實驗室已經做的比較成功的是高壓鎳錳電池，鋰硫電池，富鋰電池，這些電池在容量上面都有非常大的優勢，鎳錳電池電壓高，可以很大程度提高能量密度，但是未能大規模使用的原因是不能用常規的電解液，需要用高壓電解液。
現在鋰硫電池實際容量都已經可以做到800mAh/g,循環100 次以上還能保持這個容量，但是由於使用的是鋰片，還是有安全性問題，以及用到了硫，對環境等方面考慮，還沒有大規模地商業化。富鋰電池將鋰離子容量提高，氧也參與氧化還原反應，實驗室已經將實際容量做到了250 以上，而且循環性能也不錯，未來富鋰電池也會對之前的材料發起挑戰。
目前國內正極材料上市公司主要還是看杉杉，比亞迪。兩家都屬於全產業鏈公司，杉杉的正極材料也做的不錯，不過目前杉杉還沒有做聚合物鋰電池。
1.4.2 隔膜——安全性能，電池壽命，自放電相關隔膜材料一般為聚烯烴系樹脂，常用的隔膜有單層或多層的聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜，如Celgard2300 隔膜為PP/PE 用P 三層微孔隔膜。作為理離子電池隔膜材料必須滿足下列條件:
l)非電子導電體;
2)化學穩定性好，在有機溶劑中穩定;
3)機械強度大，使用壽命長;
4)在電解液中的潤濕性能好;
5)非正常工作下具有電流遮斷性能。
鋰離子電池的工作原理:在充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，通過電解質和隔膜後嵌入到負極材料的晶格中;電池放電時鋰離子從負極材料的晶格中脫出，通過電解質和隔膜，重新嵌入到正極材料的晶格中。在整個充放電過程中，鋰離子往返於正負極之間。
隔膜的質量主要可以看兩個指標，公司所能夠做的隔膜的厚度，越薄越好，隔膜越薄，電池可以做得更薄，或者單位體積的容量可以做更高，現在16um 的隔膜比20um 的隔膜還是要貴一些。孔隙均勻的分佈在10-30 納米之間。目前國內生產隔膜的廠家主要有佛塑，星源材料，格瑞恩，南通天豐，以及即將投產的滄州明州，南洋科技。從已經投產的這些生產廠家來看，星源材質的隔膜做的比較厚，35um，主要還是在動力電池的使用上面，他們也有鋰電池隔膜的產品，但是鋰電池隔膜的產品目前質量還是比Celgard 有較大的差距，佛塑的隔膜質量要優於格瑞恩。
現在國內的隔膜質量都還是做的比較差，主流還是使用的日本旭化成、美國Celgard、日本東燃、日本Ube，佔全球74%。國內隔膜80%依賴進口，預計今年存在1.67 億美金進口替代空間，市場規模11 億美金。下圖為隔膜的全球市場份額。
圖9.全球鋰電池隔膜的市場格局 數據來源IIT
1.4.3 電解液——完全國產化，但是質量不如日本，未來價格大幅下跌。鋰離子電池電解液一般為LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3 等鋰鹽的有機溶液，有機溶劑常使用碳酸丙烯酷(PC)、碳酸乙烯醋(EC)、碳酸丁烯酷(BC)、碳酸二甲酷(DMC)、碳酸二乙酷 (DEC)、碳酸甲乙酷 (EMC)等的一種或者幾種的混合物。用於鋰離子電池的電解液必須滿足下列條件:
l)鋰離子電導率高;
2)電化學性能穩定，在較寬的溫度範圍及較高的電壓範圍內不發生分解;
3)化學穩定性高，與電池體系的電極材料、隔膜、集流體等不發生反應;
4)無毒性，製備容易，價格低。
目前市場上面的電解液主要是由六氟磷酸鋰和添加劑構成，其中六氟磷酸鋰佔電解液的比重為30-50%的樣子。六氟磷酸鋰最先由天津金牛量產成功，之後是九九久和多氟多，國內的六氟磷酸鋰和國外的六氟磷酸鋰價格和質量沒有太大的差異。但是國內的電解液的價格和國外的電解液的價格相距巨大，現在電解液的價格是6-18 萬每噸，新宙邦的電解液目前的價格是6 萬。
金牛2011 年1000 噸六氟磷酸鋰小量，其中國內佔70%。今年預計六氟磷酸鋰銷量到2000 噸，公司現有電解液產能5000 噸。國泰華容去年電解液銷售4000噸。從電解液質量來看國泰華容的質量要優於天津金牛，銷售額也高於金牛。現在全球六氟磷酸鋰產能1.7 萬噸了，可以做15 萬噸電解液了。日本三家基本都要擴到3000，中國這三家也均在擴產。估計未來的一段時間六氟磷酸鋰的價格還會持續下降。去年六氟磷酸鋰的價格是27 萬，預計今年電解液的價格和六氟磷酸鋰的價格還會持續下降。
1.4.4 負極材料負極材料在鋰電池成本中間佔比是10%，現在大多數的鋰電池的負極採用的是天然石墨，天然石墨的比容量可以達到300-400mAh/g，與正極材料相比，負極材料的比容量遠遠大於正極材料，因此負極材料的用量也遠小於正極材料，因此成本也要低於正極材料。持續地提高負極材料的比容量依然可以降低鋰電池的成本。總得來說負極材料市場相對來說比較穩定。
負極材料性能要求具有:
1．在鋰離子的嵌入反應中自由能變化小，電位低，並接近鋰，以保證電池具有較高的且平穩輸出電壓;
2．鋰離子在負極的固態結構中有高的擴散率，以確保電極過程的動力學因素，從而使電池能以較高的倍率充放電，滿足動力型電源的需要;
3．高度可逆的嵌入反應，以保證電池具有較高的能量密度和較小的容量損失;
4．有良好的電導率;
5．熱力學上穩定，同時與電解質不發生反應，即在電解液中具有很好的化學穩定性與相容性，以保證電池具有良好的循環性能;
6．電極的成型性能要好;
7．製備容易，資源豐富，價格低廉，對環境無污染。
總之，負極材料要求電容量大，鋰損失量小，反應可逆性好，電池能量密度大及循環特性好。
目前，負極材料的研究方向多種多樣，但主要歸納起來分為兩大類:第一類碳材料，包括石墨基負極(改性石墨、中間相炭微球等):第二類非碳材料，主要包括過渡金屬氧化物、多元鏗合金、鏗金屬氮化物和過渡金屬氮化物、磷化物。
目前碳硅複合材料已經出現在三星高端手機，主要特點是比容量很高可以做到1000，但是容易膨脹，不可以用來做大電池。而硬碳軟碳材料也會在動力電池有好的應用，主要優點是可以20C,50C放電，但是現在循環性能不好。
石墨烯概念現在還是屬於炒作階段，即便最簡單的氧化-還原石墨烯的合成都是成本很高的，需要用大量硫酸，高錳酸鉀以及氫氣還原，PECVD生長的單片石墨烯更小，成本更貴。碳納米管現在理論容量可以做到460mAh/g,但是成本上面和天然石墨相比沒有什麼優勢。所以現在也沒有可以在鋰離子電池上面商業化的前途。
圖10.各種鋰離子電池負極材料的市場佔有率
1.4.5 PACK——門檻其實不高，但是很關鍵，大電池時代的關鍵。PACK 的核心是電池管理系統，電池管理系統是用戶與電池的橋樑，也是鋰電池的的一個關鍵部分，要瞭解管理系統得從鋰電池的充放電說起。
一般鋰電池的最高充電終止電壓應為 4.3 V，不能過充，否則會因正負極的鋰離子拿走的太多而報廢。可採用專用的恆流、恆壓充電器進行充電。通常恆流充電至 4.3 V 後轉入恆壓充電，當恆壓充電電流降至 100 mA 以內時，應停止充電。
在放電的時候，因鋰電池的內部結構所至鋰離子不能全部移向正極，必須保留一定的鋰離子在負極以保證在下次充電時鋰離子能夠順利地嵌入通道，否則，電池壽命就相應縮短。為了保證石墨層中放電後留有一定鋰離子，就要嚴格限制放電終止最低電壓，也就是說鋰電池不能過放電，放電終止電壓通常為 3.0 V，一般最低不能低於 2.3 V。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關，電池放電時間（小時）=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流（mA）不應超過電池容量的 3 倍如（1000 mA 電池，則放電電流應嚴格控制在 3A 以內）否則會使電池損壞。
由鋰電池的充放電要求可以知道為提高鋰電池的使用壽命,保護電池安全運行，在電池盒內設置的鋰電池保護電路大致需要具備以下功能及特性：
1、若充電電壓超過電池允許的最大值時，切斷電池與外部電路的連接。
2、若電池放電低於極限電壓時，切斷電池與外部電路的連接。
3、若電池的充、放電電流大於極限值，或者負載電路短路時，切斷電池與外部電路的連接。
4、當上述不正常狀態消除後，應能自動地恢覆電池向外部電路的供電功能。
5、保護電路自身功耗應非常之小。特別是在電池貯存放置時,保護電路的待機功耗必需極低，才能不顯著地增加電池的自放電率。
目前PACK 這塊做的最好的是德賽電池，德賽電池是ATL，SONY,SDI，LGC的供貨商,從客戶角度來看，德賽電池的PACK 技術非常強大，他們在保護芯片上面做的非常好，這個是德賽電池PACK 技術的核心。其他的華為，比亞迪也有比較強的電池管理技術。上市公司中間欣旺達是專業的電池管理系統公司，但是個人認為對於小電池來說電池管理系統不是一個技術壁壘高的東西，因為僅僅只是單個電池的充放電管理，而在動力電池許多個電池組成的電池組的管理，平衡各個電池之間的關係，控制充放電，監測正負極的狀態，這個才是最難的。
第二部 三國殺時代的儲能電池——成本決定未來
儲能電池未來是亞於動力電池的第二大市場，儲能系統能夠應用於電力供應價值鏈的各個環節，可將諸如風能、太陽能等間歇性可再生能源電力轉化為穩定的電力輸出；偏遠地區電力供應的最優化解決方式；電網固定投資的遞延，以及削峰填谷的應用。儲能系統也能夠作為變電站及通信基站提供備用電源得到應用。同時可以應用在軌道交通，工礦企業，精密儀器以及家庭用電的使用。
儲能解決方案
目前美國總電能的2.5%是通過儲能提供的，歐洲發電量約10%是通過儲能工廠設施進行循環的，日本將其發電量的15%進行了存儲。從美國的儲能應用來看，下游主要是發電與居民用電市場。對於中國來說，居民用電的存儲電源可能沒有這麼高，而發電會是主要市場，尤其是風電和光伏的需求。儲能電池可以解決風力發電的間歇性對電網的衝擊問題，保證電網輸電的連續性和穩定性。另外，風電並網會引起電網電能質量下降、諧波污染，大型風電場並網時會引起電網電壓、頻率的不穩定，為保證電網安全穩定運行，電網需要配套儲能電池。大型風電場儲能電池的容量在MW 以上。儲能電池在電網中可以有效利用峰谷差價、提高輸配電設備效率、解決局部電壓控制問題、提高用電可靠性和改善電能質量。
目前我國有四分之一的風電沒有並網，儲能電池將成為解決風電並網安全、穩定和高效運行重要的配套設備之一。2011年4月30日召開的風光儲項目建設通氣會上，國家電網儲能研究團隊作為風光儲項目重頭的專業性團隊，初步梳理了方案，提出了新的設計和建設思路，隨後這個方案進一步修正、細化、完善，最終確定了在鋰離子電池儲能裝置中，以比亞迪的6兆瓦×6小時和東莞新能源的4兆瓦×4小時作「能量型應用」，用於低倍率大容量充放電；以中航鋰電的3兆瓦×3小時和萬象的1兆瓦×2小時作「功率型應用」，用於高倍率大功率充放電。在大量應用技術較成熟的鋰電池的同時，放眼世界化學儲能技術，採用普能公司的2兆瓦×4小時全釩液流電池，對4兆瓦×6小時的鈉硫電池進行國際招標。
據統計，截至2011年底，我國風電累計裝機容量62Gw，光伏累計裝機容量3Gw。國家能源局公佈我國十二五可再生能源規劃目標，到2015年風電並網運營將達到100GW（實際可能到117GW），太陽能將達到15GW。在風電和光伏系統中間，到底是用多大功率和容量的儲能電池，是需要經過精密計算的，而且現在也還是在實驗之中，所以具體進行精確的估算需要多少的儲能電池，智能根據張北的電池功率和容量來進行計算。按照10%配備儲能電池（一般10-20%），風電配套儲能將達到10GW，按照18000元/KW算，我國風電儲能電源的市場最低將達到1800億元（如果5%配備儲能，20%的時間容量4小時左右，5元每瓦時，那麼市場容量為1000億元）。每年我國軍工採購儲能電池在500億元左右，光伏按照5%的安裝儲能電池
計，光伏的市場需求約為150億元。天然氣分佈式發電預計到2015年達到1000萬千瓦，將產生儲能需求約為150億元。到2015年智能變電站數量將達到5182座，將產生儲能電池需求為需求約為600億元。
在我之前的報告《從成本來推光伏的四階段發展-N型單晶硅迎來高速發展期》中的結論是成本是光伏發展的核心，對於新能源的風電光伏電池來說，其本質為加上儲能電池之後能夠使得經濟效益增加，因此儲能電池發展的本質和風光發展的本質一樣，依然是成本的下降。
目前儲能市場是一個百花齊放的時代，按照工作原理可以分為兩大類物理儲能和化學儲能。以下是一些主要的電池的對比數據，不過個人認為抽水蓄能應該不算電池吧。
幾種主要電池的市場份額從全球儲能電池的市場份額佔比，鈉硫電池最大是53%，在2010年的時候這個比例是76%。主要是由於其他鋰電池的市場佔比上升了，鋰電池現在的佔比達到了13%。其中A123System佔全球鋰電池的比例為7%。綜合以上幾種儲能電池的性能來看，未來磷酸亞鐵鋰電池，鈉硫電池，液流電池，負極鈦酸鋰電池是儲能電池中間最有前途的電池材料。目前鈉硫電池商業化做的最好，全球就只有日本NGK一家公司。日本仔儲能這塊世界上做的最好，日本主要是以鈉硫電池，改性鉛酸電池，液流電池為主。美國現在發展最快的是A123System的鈉硫電池，在美國液流電池，和改性鉛酸電池也有較快發展。結果中國的國慶來說，目前國內做鈉硫電池研究的有示範性項目的只有上海電力集團和硅酸鹽研究所合作的一個項目。液流電池北京普能收購了國外的液流電池公司成為全球最大的液流電池公司，目前技術還是不錯的，現在已經有MW級的項目。中科院大連化物所也有自己的液流電池。磷酸鐵鋰電池受國內動力電池發展的影響，使得大量的資金，人才投入到磷酸鐵鋰電池中間來，使得在國內所有的儲能電池技術中間磷酸鐵鋰是發展最快的電池技術。
從目前的研發情況來看，磷酸亞鐵鋰電池，負極碳酸鋰電池和超級電容器是受到了更多的重視，應用範圍也更寬所以未來的技術改進速度來看，這三種電池發展的會更快。從現在的應用情況來看鈉硫電池的應用是最好的，每年供貨量超過600MWh。當然也不是因為鈉硫電池是最好的，而是因為鈉硫電池是歷史最長的，鈉硫電池起源於上世界60年代的美國，福特曾經花了大力氣來研究，但是因為這個電池容易著火，爆炸，最後放棄了。日本將儲能產業當成了一個獨立的產業來支持，鈉硫電池在日本NGK公司開花結果了。鈉硫電池的結構式硫是正極，鈉為負極，中間是氧化鋁陶瓷的隔膜。原材料都非常容易得到，但是電池需要維持300度的溫度，鈉硫電池的能量密度是鉛酸電池的三倍，佔地面積比較小，2MW/12MWh的電池佔地面積約為30平方。它的「蓄洪」性能非常優異，即使輸入的電流突然超過額定功率5~10倍也能泰然承受，再以穩定的功率釋放到電網中。倍率性能也很好，是液流電池的幾倍。結構也簡單，沒有管啊，泵啊，閥什麼的，壽命也可以達到10-15年。但是鈉硫電池的運行需要維持300攝氏度的中溫狀態，
所以本身還要消耗一部分的電能，另外鈉硫電池的也比較危險，因為溫度比較高，日本曾經就著過幾次火。由於是高溫的電池，所以電池的所有的封裝材料，電池集成材料都需要耐高溫，目前陶瓷棒也是不可以自己生產的。另外鈉硫電池的適時電池容量不得而知的。國內目前中國科學院硅酸鹽研究所和上海電氣集團合作，有800KW的電池已經運行。不過目前來看國內的鈉硫電池技術還是很不成熟，很多做鈉硫電池需要的輔材也不可以自己生產如陶瓷棒。鈉硫電池的構造比較簡單，所用的材料價格也不是很貴，因此如果鈉硫電池可以商業化的話，成本是可以降下來的。做鈉硫電池的研究的公司也不是很多，鈉硫電池國內說商業化還挺早的。
液流電池一般被稱為氧化還原液流電池，其中，正負極全是用釩鹽溶液的稱為全釩液流電池。這一概念是美國NASA Lewis Research Center, Thaller,L.H.於1974年提出的。發展至今，技術逐漸成熟。釩液流電池由電堆模塊、儲能液罐和雙向逆變器三部分組成。電化學反應發生在電堆模塊中，產生充電和放電的效果，能量儲存在液罐中的電解液裡。以下是儲能電池的突出特點：
1. 釩電池儲能系統採用單一化學物質「釩」，不會產生不可逆的化學變化，不會形成化學交叉污染，而且充電過程主要通過離子交換膜完成，電解液僅承受電流籌集功能，不參與充放電的電化學反應，因此不存在電池老化問題，理論上講沒有壽命限制，深度放電也不會對電池壽命產生影響，釩電池的壽命在15-20 年，充放電次數上萬次，而且安全可靠，環境友好。
2. 釩電池的電池容量可以適時監測，這個便於對電池進行管理。
3. 釩電池的不會存在令人頭痛的一致性問題，不會因為單體電池性能不一致而引起組合後電池組壽命提前終結等問題。
4. 釩電池的主要缺點是釩電池的體積很大，能量密度低，運輸麻煩，擺放地方太大。
5. 系統複雜，價格昂貴。
6. 對溫度要求高，冷熱都很麻煩。
中國普能世紀是世界上技術最先進的液流電池公司之一，現在已經完成2MW液流電池的生產。隨著儲能電池的發展，普能的成本已經大幅下降，現在約為6000-9000元每千瓦的成本。普能相對於大化所來說技術要領先一到兩年。磷酸鐵鋰具有轉化效率高，作為動力電池也有較高功率，轉化效率高，比容量高，體積小適應溫度範圍寬。目前成本來說，磷酸鐵鋰電池的成本相對來說最低，比亞迪的價格是5元每瓦左右。國內的產業鏈來看磷酸鐵鋰有完整的產業鏈和大量的人才。現在美國A123system也將工廠設在中國。從目前來看磷酸鐵鋰儲能電池會在中國得到最好的發展。
第三部 動力電池——安全第一
動力電池比較複雜，目前看來磷酸鐵鋰，錳酸鋰，三元材料都有希望。從目前來看比亞迪的汽車使用的是磷酸亞鐵鋰電池，但是其實他們自己的正極材料也是從美國A123 買回來的摻合自己的一起用，由於二價鐵的不穩定，即使是A123的電池也是有著火的，美國本國的福特也沒有採用磷酸亞鐵鋰，而選用了LGC
的錳酸鋰技術。目前全球有近10 家公司採用的LGC 的錳酸鋰技術。使用錳酸鋰和當地的環境還有關係，錳酸鋰的低溫性能好。磷酸鐵鋰的低溫性能不好。錳酸鋰價格最便宜，倍率性能好，電池後續管理成本比較低，做成大電池之後安全性能優於磷酸鐵鋰，錳酸鋰電壓比較高，可以彌補一部分比容量低的問題。對於大電池的管理，智能管理系統現在也是動力電池的問題，和安全相關。現在電動車還只能在平地上使用，動力問題，安全問題，使得僅僅可以用於城市交通，未來還有較長的路要走。這塊發展速度也沒有那麼快。成本安全性都是要考慮的問題。
之前國內主要是是支持磷酸鐵鋰技術的發展，現在已經開始轉向錳酸鋰技術，錳酸鋰的特點是倍率性能好，電壓高，但是克比容量低。錳酸鋰的安全性能要優於鈷酸鋰，鈷酸鋰只可以做小電池，因為鈷酸鋰的發熱量大，而且鈷酸鋰的價格昂貴，鈷元素比較稀缺。錳酸鋰的倍率性能好，優於三元材料。安全性能也要優於磷酸亞鐵鋰。未來富鋰電池技術的成熟，錳酸鋰的比容量還可以進一步地提高。因此從長遠來看錳酸鋰會是電動車的最主流的技術。現在全球已經有超過10 家汽車公司採用了LGC 的錳酸鋰技術。
總得來說，電動車的啟動還有很長的一段路程要走，純電動車還會有很多技術問題要解決，畢竟是在一個移動的汽車設備。鋰電池是一個不穩定的系統，就相當於一個大的炸彈，所以安全問題為第一要考慮的問題。而過度時期採用的混合動力的方案不是必須使用鋰電池，鎳氫電池相對鋰電池來說要更加有優勢，鎳氫電池的價格，安全性，成熟程度都要優於鋰電池，雖然能量密度，動力上面亞於鋰電池。
現在做鋰電的公司均是儲能鋰電和動力鋰電是一起做的，儲能是一個本來存在的行業，電動車是一個新興行業。儲能技術相對動力電池來說要簡單一些，啟動也要早於動力電池。動力電池的啟動預期在2015 年，而在這之前的量還不會很大，但是隨著儲能的發展，這些做大鋰電的公司投資機會會提前出現。
附錄1 重點相關公司介紹 |
| 序號 | 公司基本狀況 | 優勢產品 |
| 三星(SDI) | 三星集團成立於1970 年，在2008 年一次性新增
30 條全自動生產線，三星電池在2010 年，電池銷售
780.2 百萬隻，首次超過三洋，成為全球最大的鋰離子電池生產企業。全自動化生產，產品有圓柱形、方形、聚合物系列；全自動化生產，國際著名品牌電腦商是其主要客戶，在中國東莞設有工廠生產液晶產品和鋰離子電池 。 | 主要產品有圓柱、方形、聚合物系列。但主營產品是ICR18650（2200mAh）單價為USD1.70/支，生產價格相對三洋、松下略低。 |
| LG 化學（LGC） | LG 化學是韓國第二大鋰電池生產商，集團同時生產電池上游材料，2010 年生產和銷售量僅次於三星和三洋公司，全自動化生產，在中國南京有生產工廠；與通用、長安等汽車公司建立了汽車電池的合作。 | LG 化學產品品質在國際性品牌中排名較低，產品價格在日、韓企業中
是最低，產品主要是手機用鋰電池和及18650 圓柱型筆記本計算機
用鋰電池。 |
| 日立(MAXELL) | 日立公司研發、生產無汞鹼性電池、軟盤產品企業，
在國內無錫投資USD9750 萬元生產鹼錳和鋰離子電
池，每月出貨量在2KK 左右。目前同HYB 在聚合物上
進行合作生產 | 具有強大的技術團隊，產品的一致性好，主營產品是聚合
物鋰離子電池。 |
| 三洋(SANYO) | 三洋於1994 年開始生產銷售鋰離子電池，10 年前
銷售數量和生產規模一直處於行業第一位置，2010 年全年銷售751.3 百萬隻，全自動化生產，產品品質一直穩定，與全球筆記本電腦都有配套，鋰離子電池能源在北京有生產工廠，2000 年在北京投入USD 8900 萬元建廠，計劃從2009 年再投入12 億美元用於擴大產能。2010 年11 月松下收購三洋全部股份，在電池領域形成互補的優勢。 | 全自動生產，產品品質一直很穩定，但價格較韓企略高，但訂單週期長，小客戶無法通過原廠拿到產品，在非動力電池
領域市場佔有率較高。主要產品有圓柱、方形、聚合物系列。 |
| 索尼(SONY) | 索尼是鋰離子電池的發明者,最早生產鋰離子電池,目前以索尼、三洋代表了鋰離子電池最高水平，2005年索尼就推出了18650-2550mAh 產品，但索尼品質在市場上不穩定，07 年出現一次大批量召回事件，小批量召回事件也不斷發生，價格與三洋、松下相當，全自動生產，10 年共計銷售462.9 百萬隻，出貨量全球排名第四名。索尼電池在2000 年投入USD2300 萬元在中國無錫有生產聚合物產品工廠。 | 擁有強大的研發團隊，代表了鋰電技術最高水平。主要產品有圓柱、方形、聚合物和動力鋰電池。 |
| 東莞新能源（ATL） | 1999 年10 月成立，目前擁有3 家全資子公司，最
大的客戶為美國APPLE 公司，具有較強的盈利能力，
員工超過1 萬人，年銷售額超過30 億人民幣，企業被日本TDK 收購。計劃今年在香港上市。 | 公司研發實力非常強，優勢產品為聚合物和圓柱形動力電池。其中聚合物產品影響力與SONY 品牌相當，國內是第一品牌。 |
| 松下(PANASONIC) | 松下目前共有四家鋰電池生產工廠，全部為自動化
生產線，產品質量在行業內是最穩定的品牌，沒有出現過大的召回事件，鋰電池在動力用領域全球份額超過50%，三洋在非動力應用領域市場佔有率高，與三洋公司重組後在業務上存在互補。 | 產品質量在行業內是最穩定的品牌，主要產品為鋰動力電池。 |
| 天津力神 | 1997 年成立，註冊資本8 億元人民幣，總投資超過28 億人民幣，目前公司已具有2.5 億只電池的年生
產能力，獲得了摩托羅拉、三星等認證證書；投資方包括中海油、國投高科、藍天電源、普天國有股份，全自動化生產線，是國內自動化程度最高的企業。方形產品與國際品牌手機廠配套，圓柱形主要與A123 合作生產動力電池，行業市場佔有約為4%。 | 其鋰電生產自動化程度在國內是最高的，資金實力雄厚。產品包括圓型、方型、聚合物和塑料軟包裝、動力電池四大系
列幾百個型號。 |
| 精進能源 | 佛山市順德區精進能源有限公司（簡稱AEE）成立於 2000 年，由深圳立業集團控股，專業生產聚合物鋰
電池，每年產量達 3000 多萬顆。員工 2000 餘人，並在廣西、深圳設立分廠。公司擁有研發人員 100 餘名，高級工程師 20 餘名，工程師30 餘名等。擁有先進的聚合物電池封口工藝。擁有18650 電池200 度防爆燃工藝。 | 精進能源精進走的道路和ATL 基本相似，是科研與生產並重的方式。 |
| 比亞迪 | 1995 年成立工廠，最早從事鎳電池生產，2010 年電池及相關產品銷售收入超過45 億人民幣，主要生產方形產品，與摩托羅拉、三星手機、諾基亞等手機原廠配套，電池市場佔有份額約10%，但電池業務在比亞迪業務塊的增長速度明顯放緩，2010 年較2009 年營業收入有下降。是香港上市公司。 | 優勢產品主要為磷酸鐵鋰動力電池，其技術已經成功應用在動力汽車上了。 |
| 華粵寶 | 成立於1999年3月，註冊資金6000萬元，主要從事鋰離子二次充電電池的研究、開發、製造及銷售，被授
予國家級高新技術企業。目前已經成為三星等國際大廠的供貨商，圓柱型鋰離子電池打破筆記本電腦電池市場被日本、韓國企業壟斷的局面，成為中國大陸地區第一個利用自己研發技術生產筆記本電腦電池的廠家。 | 優勢產品圓柱電池，鋁殼電池，現在有少量聚合物鋰電出貨 |
| 比克 | 比克電池2001 年成立，註冊資本8260 萬元美金，廠房面積超過20 萬平方，員工超過6000 人，圓柱形
全自動化生產線20 條，日產能超過20 萬支，目前與台灣部分筆記本電腦原廠配套，方形產品日生產能力超過100 萬隻，因早期方形產品策略是以佔有市場為目的的低價格競爭，市場集中在國內中、低端市場，在美國納斯達克上市，2010 年年報顯示虧損USD2500 萬元。 | 生產設備基本上屬於自動化生產，產品線有方形鋁殼、聚合物、圓柱形等系列。 |
| 風華鋰電 | 風華鋰電是廣東廣業投資集團有限公司旗下公司，廣晟資產公司入主風華高科後成為實際控制人，年產鋰離子方形產品超過4000 萬支，主要與國內手機中興等國內知名手機原廠配套，經營穩健，從電池上游正、負材料到電池配件都有生產，沒有圓柱形和聚合物產品，專注手機中、高端市場。 | 主要方形鋁殼、圓柱和聚合物鋰離子電池。 |
| 哈光宇 | 哈爾濱光宇電源股份有限公司成立於1998 年，現有佔地面積17 萬餘平方米，建築面積10 萬餘平方米，
最早從事鎳氫電池生產，註冊資本2.3 億人民幣，上市公司，日產能約10 萬支鋰電，鋰電池客戶集中在國內以華為、步步高等中、高端市場。 | 優勢產品有方形鋁殼和聚合物。 |
| 邦凱 | 邦凱能源成立1999 年11 月，主要生產方形鋁殼和聚合物產品，日產能力超過30 萬支，產品銷售主要以PACK 形式出售，聚合物產品在國內行業有一定知名度，產品品質一般，以中、低端客戶群為主，連續2 年在國內提交上市過會資料，沒有通過，目前經營面臨困境。 | 邦凱主營液態鋰電、聚合物鋰電、圓柱鋰電、鋰鐵磷酸鹽動力電池和儲能電池五大系列產品。 |
| 天貿 | 2002 年成立，工業園佔地面積約120 畝，建設面積13 萬平方米，目前有員工5000 多人，日產能力超
過100 萬隻鋰離子電芯，目前主要產品是方形鋁殼鋰離子電芯和圓柱形鋰離子電芯，方形產品在國內中、低端市場佔有率超過30% ，在低端市場有較高的知名度。圓柱形產品目前沒有形成銷售。 | 主要產品為方形鋁殼鋰離子電池和圓柱形鋰離子電池。 |
| 迪凱特 | 2004 年成立，目前員工3000 人，廠房面積3 萬平方，目前主要生產方形鋁殼產品，在中、低端市場佔
有率高，經營方向和市場與天貿類同。 | 主要生產鋁殼鋰電池及聚合物電池。 |
附錄2 各省市鋰離子電池投資項目情況 |
| 山東省 | 2010 年11 月，青島海霸能源和宏耐新能源兩個投資10 億以上的大型企業分別
在膠南、即墨開建，建設生產能力為10 億安時的動力鋰離子電池。 |
| 北京 | 2010 年8 月，歐瑞資本與環宇集團共同投資成立北京環宇賽爾新能源科技有限
公司。環宇賽爾計劃提高其日輸出量，在2010 年底達到鋰離子電池總產能50
萬安時/天。 |
| 天津 | 2010 年12 月，天津市捷威動力計劃投資25 億元，2015 年完成二期建設，屆
時將達到每年4 億安時新能源汽車鋰離子動力電池的生產能力。 |
| 河北省 | 2010 年12 月，鉅鹿縣神州巨電公司計劃再投資9000 萬元建設二期工程，預計
2011 年8 月份可竣工投資，屆時產能將從日產5 萬安時提高到20 安時。2015
年日產200 萬安時。 |
| 山西省 | 2010 年5 月，總投資15 億元的鋰離子動力電池新能源項目落戶山西晉城市，
建成後年產2.2 億安時 |
| 吉林省 | 長春高新區計劃2015 年15 億安時產能；遼源鋰源公司已形成5000 萬安時國
際標準鋰離子動力電池生產能力，產品主要為一汽集團的中巴客車配套，2010
年7 月，公司計劃投資5.6 億元，建設年產業2.4 億安時的生產線 |
| 黑龍江 | 中強能源科技為美國納斯達克上市公司，主要從事聚合物鋰離子電池及相關產品
的研發、生產和銷售，現有日產5 萬安時的聚合物鋰離子電池生產線 |
| 上海市 | 2009 年底，上海航天工業總公司、上海空間電源研究所、寧波杉杉股份有限公
司和深圳大族激光科技股份有限公司簽署協議，以9000 萬元的首期投資啟動了
上海首個新能源汽車動力電池產業化項目，將形成年產1 億安時的鋰電池生產能力。 |
| 江蘇省 | 2011 年4 月，江蘇萬力與國軒高科合作發展汽車動力電池，預計一期可形成年
產3000 萬安時。在此基礎上，雙方目標形成每年實現銷售收入40 億元，可為
3000 輛大巴或5 萬輛轎車提供動力電池的產能規模。 |
| 浙江省 | 2010 年5 月，萬向和美國Enerl 公司將在中國杭州建鋰離子電池芯及電池系統
生產基地，首期投資3 億多美元，2011 年底將形成3 億安時電芯以及4 萬套電
動車用蓄電池組系統的產能。 |
| 福建省 | 2008 年，香港新能源科技有限公司總投資超過2 億美元鋰離子電池項目在福建
寧德漳灣開工，該項目設計年產3 億只電芯，是當前全世界最大鋰離子電池項目。 |
| 江西省 | 規劃到2015 年，全省單體動力電池產銷售量居全國前列，其中，為新能源汽車
配套的動力電池達1 億安時，佔全國的10%。 |
| 河南省 | 規劃2011 年生產動力鋰離子電池10 億安時左右。2010 年，成飛集成公告將募
資不超過10.2 億元，將全部用於增資控股中航鋰電（洛陽）有限公司建設鋰離
子動力電池項目。建成後，將形成6.8 億安時大容量鋰離子電池動力電池生產能力。 |
| 湖北省 | 2010 年3 月，廣東省佛山市中能鋰電總投資1.86 億元投資成立湖北中能鋰電科技有限公司，在湖北省嘉魚縣新建日產60 萬安時鋰電池項目。襄陽規劃到2015年，襄陽市新能源汽車產業將形成11 個系列，2-5 萬輛的整車產能，60 億安時動力電池產能。 |
| 湖南省 | 2011 年1 月，湘潭豐華新能源有限公司正式落戶湘潭國家火炬創新創業園。公司主要生產動力汽車車用磷酸鐵鋰電池，該公司一期將投資5000 萬建設年產量5000 萬安時的生產線 |
| 廣東省 | 2010 年8 月，珠海銀通將投入41 億，2013 年建成年產能為10 億安時動力、
儲能鋰離子電池；2011 年3 月，中山市委市政府與中信國安盟固利科技有限公
司達成協議，將投資170 億元新能源汽車項目，2015 年將實現年產20 億安時
新能源汽車鋰離子電池。 |
| 廣西省 | 2010 年10 月，中信大錳礦業有限責任公司在嵩左市城市工業區投資兩億，2015
年建成公司建設生產線，形成年產6.5 萬kwh 錳系鋰電池的生產能力。 |
| 重慶市 | 2010 年12 月，兩江新區與深圳立業集團簽署協議，由該公司投資35 億元，建
設年產8000 萬隻小容量鋰離子電池、150 萬台配套汽車用大容量鋰離子電池項
目。 |
| 四川省 | 2011 年4 月，天齊鋰業與上海航天電源技術有限責任公司簽署《增資擴股框架
協議》，公司將連同航天電源的現有股東以現金方式對其增資，資金主要用於其年產5000 萬安時動力鋰離子電池芯及集成系統生產和配套能力的建設項目，介入新能源汽車動力鋰電池產業。 |
| 安徽省 | 2010 年8 月，合肥國軒高科日產20 萬安時汽車專用鋰電池新生產線正式奠基
開工。該生產線總投資約6000 萬元，將全部採用國內一流的自動化設備，預計
該生產線在4 月內建成投產。 |
