鋰電池生產(chǎn)制作流程及詳解

關(guān)于鋰電池生產(chǎn)制作流程及詳解一、鋰電池基本知識(shí)

第2頁,共58頁，2024年2月25日，星期天鋰離子電池的特點(diǎn)運(yùn)用于汽車領(lǐng)域正成為一項(xiàng)核心技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無污染、也無二次污染、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍寬泛，是電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)小轎車、電動(dòng)大貨車等較為理想的車用動(dòng)力。缺點(diǎn)是價(jià)格較貴、安全性較差。不過現(xiàn)在已有技術(shù)開發(fā)錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸釩鋰等新型材料，大大提高了鋰離子電池的安全性，而且降低了成本。第3頁,共58頁，2024年2月25日，星期天各類蓄電池對(duì)比（縱向?qū)Ρ葯M向）資料來源：陳清泉、孫立清，電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，科技導(dǎo)報(bào)，2005年4月，第23卷第4期第4頁,共58頁，2024年2月25日，星期天鋰離子電池分類鋰離子電池聚合物鋰離子電池(LIP)電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低，適于高溫使用。在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導(dǎo)率，使電池可在常溫下使用。采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。固體聚合物電解質(zhì)凝膠聚合物電解質(zhì)聚合物正極材料液態(tài)鋰離子電池(LIB)第5頁,共58頁，2024年2月25日，星期天聚合物鋰電vs.液態(tài)鋰電聚合物——下一代鋰離子電池優(yōu)勢(shì)1：用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)；不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，由此用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而提高整個(gè)電池的比容量。優(yōu)勢(shì)2：可采用高分子正極材料其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上。優(yōu)勢(shì)3：在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高。劣勢(shì)：工作溫度、循環(huán)性能上需要突破第6頁,共58頁，2024年2月25日，星期天鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈分析電芯原材料：正負(fù)極材料、電解液、隔膜等。電池制造商：電芯制造；PACK組裝。鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域：礦燈、電動(dòng)車、電子消費(fèi)品等礦資源：鈷、鎳、錳、磷、鐵、鋰及各種化合物上游中游最上游下游第7頁,共58頁，2024年2月25日，星期天最上游：礦資源最上游是礦資源，包括鈷、鎳、錳、磷、鐵、鋰及各種化合物。目前，鈷和鋰用量最大。國(guó)內(nèi)鈷生產(chǎn)領(lǐng)頭企業(yè)有金川、華友、嘉利柯和優(yōu)美科四家，年產(chǎn)量都在1500噸以上，國(guó)內(nèi)金屬鈷儲(chǔ)量極少，目前約80%的金屬鈷靠進(jìn)口。鋰資源在中國(guó)儲(chǔ)量相對(duì)豐富，僅次于智利、阿根廷。國(guó)內(nèi)資源目前主要被中信國(guó)安、西藏礦業(yè)掌控，并同時(shí)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)碳酸鋰。而電池級(jí)碳酸鋰則由天齊鋰業(yè)、尼科國(guó)潤(rùn)供應(yīng)，其中天齊鋰業(yè)技術(shù)最成熟，是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者，約占國(guó)內(nèi)60%的市場(chǎng)份額，并且有部分出口。第8頁,共58頁，2024年2月25日，星期天上游：電芯原材料是鋰電產(chǎn)業(yè)中最核心的環(huán)節(jié)。電芯原材料包括：正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、極耳、鋁塑復(fù)合膜等。電池成本分布如下：第9頁,共58頁，2024年2月25日，星期天中游：電芯制造和PACK組裝勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)外涉足企業(yè)眾多。產(chǎn)業(yè)主要分布在日本、韓國(guó)、中國(guó)和臺(tái)灣。大廠競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，例如：索尼、三洋、三星、LG化學(xué)、比亞迪、比克、力神、ATL能源這樣的鋰電巨頭。近兩三年來發(fā)展迅猛。第10頁,共58頁，2024年2月25日，星期天下游：電池應(yīng)用領(lǐng)域鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域極廣，涉及低端、中端、高端三塊市場(chǎng)，可以應(yīng)用于電動(dòng)工具、UPS電源、礦燈、玩具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，這些都是關(guān)系民生的消費(fèi)量，此外在軍事和航天領(lǐng)域也是一種最佳的動(dòng)力電池。由于臺(tái)灣廠商在全球NB及手機(jī)等市場(chǎng)的極大影響力，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)以NB及手機(jī)為主要應(yīng)用，并逐步擴(kuò)張至高功率的電動(dòng)手工具、電動(dòng)車等市場(chǎng)。全球關(guān)注焦點(diǎn)——新能源電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車第11頁,共58頁，2024年2月25日，星期天電芯原材料之正極材料篇市場(chǎng)容量最大、附加值較高的是正極材料，大約占鋰電池成本30%，毛利率低則15%，高則70%以上，取決于材料。目前已批量應(yīng)用于鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。鎳酸鋰電池安全性最差（過充易起火），高溫耐受度最低（高溫分解），合成難度最高。不在下表中進(jìn)行對(duì)比。鈷酸鋰最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)很成熟，并已廣泛應(yīng)用在小型低功率的便攜式電子產(chǎn)品上，如手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼電子產(chǎn)品等。磷酸鐵鋰材料是當(dāng)前用量最少的一種正極材料，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年全球供應(yīng)量1500噸左右，其中最大供應(yīng)商A123供應(yīng)750噸，國(guó)內(nèi)廠商供應(yīng)量500噸左右。第12頁,共58頁，2024年2月25日，星期天常見正極材料性能比較

（按目前工藝）第13頁,共58頁，2024年2月25日，星期天正極材料2009年市場(chǎng)預(yù)測(cè)資料來源：IITLIB-relatedStudyProgram08-09(March2009)注：LCO=鈷酸鋰，NMC=

鋰鈷鎳錳三元材料，LNO=鎳酸鋰，LMO=錳酸鋰，LFP=磷酸鐵鋰圖1：鋰離子電池正極材料平均價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)

如圖1所示，幾乎沒有一家公司選用LCO作為汽車鋰離子電池正極材料。在當(dāng)前市場(chǎng)中（主要集中于便攜設(shè)備），即使鋰金屬及相關(guān)物質(zhì)價(jià)格在下降，但是鈷使用量下降的趨勢(shì)不會(huì)停止。預(yù)計(jì)LCO在09年的所占的市場(chǎng)份額將從08年的69%下降到50%。第14頁,共58頁，2024年2月25日，星期天鋰電供應(yīng)商使用正極材料的比例圖2：各家鋰電池供應(yīng)商使用正極材料的比例資料來源：IITLIB-relatedStudyProgram08-09(March2009)注：LCO=鈷酸鋰，NMC=

鋰鈷鎳錳三元材料，LNO=鎳酸鋰，LMO=錳酸鋰，LFP=磷酸鐵鋰第15頁,共58頁，2024年2月25日，星期天正極材料供應(yīng)商市場(chǎng)占有率圖3顯示了正極材料供應(yīng)商整體的市場(chǎng)占有情況。09年預(yù)測(cè)正極材料總需求量為30845噸，同比下降16%。最大的兩家供應(yīng)商N(yùn)ichia和Umicore仍然銷售大量的LCO，但他們向Sanyo和SDI銷售的NMC的量均有增長(zhǎng)。第三大供應(yīng)商韓國(guó)的L&F正用LGC研制的NMC配方技術(shù)提高其產(chǎn)量。排名第四的田株式會(huì)社則采用LNO作為主要產(chǎn)品。圖3：09年各家鋰電池正極材料供應(yīng)商市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)資料來源：IITLIB-relatedStudyProgram08-09(March2009)注：LCO=鈷酸鋰，NMC=

鋰鈷鎳錳三元材料，LNO=鎳酸鋰，LMO=錳酸鋰，LFP=磷酸鐵鋰第16頁,共58頁，2024年2月25日，星期天電芯原材料之負(fù)極材料篇負(fù)極材料占鋰電成本比例較低，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，行業(yè)前三甲企業(yè)是深圳貝特瑞、上海杉杉、長(zhǎng)沙海容，基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。碳負(fù)極材料:被目前商品鋰離子電池廣泛采用優(yōu)點(diǎn)：安全、循環(huán)壽命較長(zhǎng)，價(jià)格低廉、無毒缺點(diǎn)：質(zhì)量比能量比較低非碳負(fù)極材料:按組成分類：鋰過渡金屬氮化物、過渡金屬氧化物和納米合金材料。優(yōu)點(diǎn)：有很高的體積能量密度。缺點(diǎn)：循環(huán)穩(wěn)定性差，不可逆容量較大，制備成本較高，尚未產(chǎn)業(yè)化。負(fù)極材料未來發(fā)展趨勢(shì)以提高容量和循環(huán)穩(wěn)定性為目標(biāo)，將碳材料與各種高容量非碳負(fù)極材料復(fù)合以開發(fā)高容量、非碳復(fù)合負(fù)極材料。負(fù)極材料的類別及特點(diǎn)、制造工藝，詳見《鋰離子電池負(fù)極材料詳解》第17頁,共58頁，2024年2月25日，星期天負(fù)極材料目前產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀在鋰離子電池負(fù)極材料中，石墨類碳負(fù)極材料以其來源廣泛，價(jià)格便宜，一直是負(fù)極材料的主要類型。我國(guó)擁有豐富的天然石墨礦產(chǎn)資源。除石墨化中間相碳微球（MCMB）、低端人造石墨占據(jù)小部分市場(chǎng)份額外，改性天然石墨正在取得越來越多的市場(chǎng)占有率。據(jù)來自全球電池強(qiáng)國(guó)日本的權(quán)威信息表明：深圳市貝特瑞電子材料有限公司研發(fā)生產(chǎn)的鋰電池負(fù)極材料目前處于國(guó)內(nèi)第一，世界第四的地位。公司研制、生產(chǎn)的高端負(fù)極材料產(chǎn)品，首次放電容量達(dá)360mAh/g以上，首次效率大于95%，壓實(shí)比達(dá)1.7g/cm3，循環(huán)壽命500次容量保持在88%以上。產(chǎn)品出口至日本、韓國(guó)、美國(guó)、加拿大、丹麥、印度等國(guó)家，并在國(guó)內(nèi)40余家鋰電廠家應(yīng)用。該公司年產(chǎn)1800噸天然復(fù)合石墨、1200噸人造石墨負(fù)極材料、3000噸球形石墨、5000噸天然微粉石墨和600噸錳酸鋰正極材料，并正在不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。第18頁,共58頁，2024年2月25日，星期天電芯原材料之隔膜篇認(rèn)識(shí)鋰電池隔膜鋰電池隔膜材料類別國(guó)內(nèi)外鋰電池生產(chǎn)企業(yè)介紹國(guó)內(nèi)隔膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)隔膜市場(chǎng)容量分析鋰電池隔膜發(fā)展趨勢(shì)隔膜產(chǎn)業(yè)投資分析鋰電隔膜評(píng)級(jí)指標(biāo)詳見《鋰離子電池隔膜及市場(chǎng)詳解》第19頁,共58頁，2024年2月25日，星期天電芯原材料之電解液篇電解液占鋰電池成本的12%左右，毛利率接近40%。目前國(guó)內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，只有少部分使用進(jìn)口電解液。根據(jù)2007年全球產(chǎn)業(yè)調(diào)查報(bào)告，鋰電電解液市場(chǎng)主要集中于日本宇部（UBE）和韓國(guó)ECOPRO公司，共占全球市場(chǎng)份額的50%。國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有國(guó)泰榮華、珠海賽緯電子、天津金牛、東莞杉杉等10余家。其中，張家港國(guó)泰榮華占8%，中國(guó)其他企業(yè)5%。

電解液主要原材料為六氟磷酸鋰（LiPF6），占成本的50%左右，其生產(chǎn)成本為10萬元/噸，售價(jià)40萬元/噸，毛利率高達(dá)75%。六氟磷酸鋰的原材料硅石/碳酸鋰都可以在國(guó)內(nèi)采購(gòu)到，但是國(guó)內(nèi)尚未有企業(yè)能夠生產(chǎn)六氟磷酸鋰。目前市場(chǎng)被日本幾家企業(yè)壟斷。左圖：全球鋰離子電池電解液主要生產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)占有率第20頁,共58頁，2024年2月25日，星期天電解液:未來工藝和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)目前全球鋰電電解液市場(chǎng)供求基本平衡，主要是靠鋰電池市場(chǎng)，未來則看電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展。初步估算，一輛混合動(dòng)力車需要電解液40公斤，而全球電動(dòng)車輛2010年預(yù)計(jì)260萬輛，其中鋰電份額占10%，大約需要1.04萬噸電解液，至2015年，電動(dòng)車輛數(shù)量將達(dá)到900萬輛，鋰電份額占60%，屆時(shí)消耗的電解液將達(dá)到2.4萬噸。因此，電解液3-5年后依然是一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)。鋰離子電池電解液材料未來——高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性；主要發(fā)展將集中在：新型溶劑（工作溫度范圍拓寬）、離子液體、新型鋰鹽（提高環(huán)境適應(yīng)性）、添加劑（阻燃、氧化還原穿梭、保護(hù)正負(fù)極成膜等）等方面，與新型正、負(fù)極材料相匹配，提高安全性、功率和容量，最終安全方便地應(yīng)用于電動(dòng)車、儲(chǔ)能、航天以及更廣泛的領(lǐng)域。第21頁,共58頁，2024年2月25日，星期天電芯原材料之其他材料篇在鋰離子電池成本占比方面，粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、極耳、鋁塑復(fù)合膜較低。粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、鋁塑復(fù)合膜毛利較高，產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。粘結(jié)劑由阿科瑪（法）、蘇威（比）、三井化學(xué)（日）、吳羽化學(xué)（日）供應(yīng)。導(dǎo)電劑由瑞士特密高供應(yīng)。鋁塑復(fù)合膜由大日本印刷、日本昭合供應(yīng)；上述企業(yè)在國(guó)內(nèi)均有代理商。第22頁,共58頁，2024年2月25日，星期天特別篇：磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池定義磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。磷酸鐵鋰正極材料

磷酸鐵鋰作為鋰離子電池用正極材料具有良好的電化學(xué)性能，充放電平臺(tái)十分平穩(wěn)，充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)，該材料無毒、無污染、安全性能好、可在高溫環(huán)境下使用、原材料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是目前電池界競(jìng)相開發(fā)研究的熱點(diǎn)。該材料具有發(fā)上圖所示的晶體結(jié)構(gòu)。工作電壓范圍：2.5～3.6V，平臺(tái)約3.3V，比鈷酸鋰電池3.7V低一些。由于該材料導(dǎo)電性差，需往磷酸鐵鋰顆粒內(nèi)部摻入導(dǎo)電碳材料或?qū)щ娊饘傥⒘?，或者往磷酸鐵鋰顆粒表面包覆導(dǎo)電碳材料，提高材料的電子電導(dǎo)率；或摻雜金屬離子來提高導(dǎo)電性。這樣材料的密度低，做成電池的體積比容量低，只有180Wh/L（鈷酸鋰可做到400Wh/L以上），在小電池領(lǐng)域，同樣尺寸電池只有現(xiàn)有電池容量的一半不到。

第23頁,共58頁，2024年2月25日，星期天磷酸鐵鋰材料本身的優(yōu)缺點(diǎn)磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn):1、安全。磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。絕不用擔(dān)心爆炸。2、穩(wěn)定性高。包括高溫充電的容量穩(wěn)定性，儲(chǔ)存性能等。這是最大的優(yōu)點(diǎn)。3、環(huán)保。整個(gè)生產(chǎn)過程清潔無毒。所有原料都無毒。不像鈷是有毒的物質(zhì)。4、價(jià)格便宜。

磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)：

1、導(dǎo)電性差，目前可通過添加C或其它導(dǎo)電劑得到解決。即：LiFePO4/C正極。2、振實(shí)密度較低。一般只能達(dá)到1.3-1.5，電池極片的面密度低，所以同樣型號(hào)的電池容量更低。從消費(fèi)便攜電子產(chǎn)品上看，磷酸鐵鋰沒有前途，在特定的電池領(lǐng)域使用較有優(yōu)勢(shì)，如動(dòng)力電池。3、制造成本偏高，在電池生產(chǎn)上加工困難、倍率放電不穩(wěn)定(需要特定的電池工藝配合,受工藝影響很大)。4、技術(shù)還未成熟。由于振實(shí)密度低，比表面積大，需要改變電池先行工藝。而且電解液也需重新開發(fā)適用的電解液體系，用現(xiàn)有的成熟電解液難發(fā)揮其性能。沒有批量配套的保護(hù)線路和充電器，較難在現(xiàn)有的電子設(shè)備上發(fā)揮出其特性，需要一個(gè)整體的行業(yè)整合。第24頁,共58頁，2024年2月25日，星期天磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)：優(yōu)勢(shì)分析1、磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)符合政府產(chǎn)業(yè)政策的導(dǎo)向，各國(guó)都把儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池的發(fā)展放在國(guó)家戰(zhàn)略層面高度，配套資金和政策支持的力度很大，中國(guó)在這方面有過之而不及，過去關(guān)注鎳氫電池，現(xiàn)在則把目光更多的集中到磷酸鐵鋰電池上。2、LFP代表了電池未來發(fā)展的方向，隨著技術(shù)成熟，甚至可能成為最廉價(jià)的動(dòng)力電池。3、磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)蛋糕大的超乎想象，正極材料最近三年的市場(chǎng)容量有上百億，三年后每年的市場(chǎng)容量將超過100億元，并呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而電池更是有超過5000千億美元的市場(chǎng)容量。4、根據(jù)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律，材料和電池行業(yè)基本呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)，抗周期性好、受國(guó)家宏觀調(diào)控的影響小。而磷酸鐵鋰作為新型的材料和電池，隨著市場(chǎng)擴(kuò)大和滲透率提高，產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)速度明顯快于電池行業(yè)整體發(fā)展速度。5、磷酸鐵鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。6、磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)率非常之高。而且由于未來強(qiáng)大市場(chǎng)的支撐，行業(yè)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可保證此高利潤(rùn)率。7、磷酸鐵鋰行業(yè)在材料方面技術(shù)壁壘很高，可以避免過分競(jìng)爭(zhēng)。8、磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)不會(huì)過分依賴國(guó)外市場(chǎng)，原料和設(shè)備也不會(huì)受制于國(guó)外企業(yè)，國(guó)內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)是比較成熟的，只不過國(guó)內(nèi)企業(yè)在對(duì)設(shè)備、工藝的理解和控制上略遜于國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)。第25頁,共58頁，2024年2月25日，星期天磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)：劣勢(shì)分析1、磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)還處于初級(jí)階段，最大的風(fēng)險(xiǎn)在于技術(shù)，而技術(shù)的瓶頸不是局限在某一點(diǎn)，而是涉及到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。目前看來，材料技術(shù)、電池組技術(shù)和電池控制系統(tǒng)這三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都沒有得到完美的解決。在這三個(gè)領(lǐng)域里面，國(guó)內(nèi)都有企業(yè)涉足，但是還沒有一家真正意義上成功的企業(yè)。因此，短期內(nèi)磷酸鐵鋰很難有大的作為，特別是在混合動(dòng)力或純電動(dòng)汽車應(yīng)用方面。2、磷酸鐵鋰第二個(gè)制約的瓶頸是成本問題。雖然磷酸鐵鋰電池有部分已滲透到電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、礦燈、UPS電源、電動(dòng)自行車或其他代步車等市場(chǎng)，但是在推廣過程中難度依然很大，主要原因是在價(jià)格上沒有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，鎳氫、鎳鎘、鉛酸電池仍然占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)。對(duì)于很多企業(yè)瞄準(zhǔn)的新能源汽車市場(chǎng)受制于技術(shù)和使用環(huán)境，要打開局面還需要等待很長(zhǎng)時(shí)間。因此，“磷酸鐵鋰現(xiàn)在沒有市場(chǎng)”也是不爭(zhēng)的事實(shí)。3、第三個(gè)比較突出的問題是磷酸鐵鋰行業(yè)現(xiàn)在處于無序的狀態(tài)，產(chǎn)業(yè)分工不明確，上下游銜接不暢。導(dǎo)致材料商生產(chǎn)的材料得不到很好的利用，結(jié)果只能自己去做電芯；電芯廠買不到合適材料，結(jié)果自己去搞材料。很多企業(yè)剛開始的時(shí)候定位很明確，只做一個(gè)環(huán)節(jié)，到后來把產(chǎn)業(yè)鏈拉得很長(zhǎng)，結(jié)果人才、資本和管理跟不上導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。4、磷酸鐵鋰行業(yè)人才分散，形成不了一種互補(bǔ)機(jī)制。磷酸鐵鋰是一項(xiàng)高科技的產(chǎn)業(yè)，項(xiàng)目成敗不是靠個(gè)人，而是靠一個(gè)團(tuán)隊(duì)。但國(guó)內(nèi)大部分磷酸鐵鋰企業(yè)都是靠1-2技術(shù)人員在支撐，沒有團(tuán)隊(duì)的概念。這個(gè)行業(yè)目前技術(shù)人員心態(tài)浮躁的居多，只要是有點(diǎn)能耐的，都不甘當(dāng)配角，而是喜歡自立門戶。優(yōu)秀的人才集結(jié)不起來，是這個(gè)行業(yè)很致命的問題。

第26頁,共58頁，2024年2月25日，星期天鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀和未來發(fā)展：1992年，鋰離子電池由索尼公司產(chǎn)業(yè)化，全球鋰電市場(chǎng)基本由日本獨(dú)霸天下。2000年以前，日本鋰離子電池產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的95%以上。2003年，中國(guó)電池總產(chǎn)量已達(dá)262億只，約占全球電池總產(chǎn)量的一半以上，中國(guó)已是名副其實(shí)的電池制造大國(guó)，目前的電池產(chǎn)量和出口量都位居世界第一。動(dòng)力電池方面，由于鈷酸鋰的安全問題和高昂的價(jià)格，導(dǎo)致鋰電始終沒有完全進(jìn)入動(dòng)力電池領(lǐng)域。現(xiàn)在的情況是鈷酸鋰和錳酸鋰小批量配合使用，但是由于其固有的缺陷，阻礙了大批量的商業(yè)化運(yùn)作，產(chǎn)品只是在小批量試生產(chǎn)階段。除成本問題之外，鋰電仍有電池壽命機(jī)理（高功率電池老化特征、老化電池診斷、老化電池電化學(xué)模型、電池壽命預(yù)測(cè)方法開發(fā)）、電池的低溫性能表現(xiàn)（低溫性能特點(diǎn)、低溫電解質(zhì)模型、低溫性能模擬）、容許偏差、過熱偏差、過負(fù)載偏差、檢查診斷與降低電池成本（材料篩選與開發(fā)、低成本制造）等。而長(zhǎng)期探索研究主要集中在系統(tǒng)與材料兩方面。第27頁,共58頁，2024年2月25日，星期天未來趨勢(shì)

磷酸基正極材料依其超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，極好的安全性能，較好的高溫性能，極其低廉的價(jià)格，而且低溫性能和倍率放電已經(jīng)可以達(dá)到鈷酸鋰的水平等，使其成為最有希望的動(dòng)力電池材料，其在未來的5年內(nèi)可能會(huì)成鎳鎘電池的主要替代品，在未來的10年內(nèi)會(huì)成為鉛酸電池的有力競(jìng)爭(zhēng)者，在未來的20年內(nèi)可能會(huì)取代鉛酸電池，成為主要的啟動(dòng)電源、UPS電源和后備電源，成為二次電池的老大。一方面，各企業(yè)所公布的大部分純電動(dòng)汽車蓄電池實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)，如加速性能、充電時(shí)間、持續(xù)里程數(shù)等，還須在復(fù)雜的外部環(huán)境實(shí)際運(yùn)行下，進(jìn)一步驗(yàn)證其可靠性，以及生產(chǎn)批量化質(zhì)量控制。另一方面，在我國(guó)鋰離子電池生產(chǎn)中，鋰離子電池所需隔膜材料未能有實(shí)質(zhì)性的突破，全部依靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴，占到動(dòng)力電池成本的30%以上。如果在這一材料上實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，即可大幅度降低成本。對(duì)于缺少自主的、核心的汽車零部件技術(shù)的中國(guó)來說，混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車用電池和電機(jī)系統(tǒng)，是中國(guó)相關(guān)企業(yè)成為全球領(lǐng)先供應(yīng)商的重要機(jī)會(huì)。在這方面，中國(guó)企業(yè)和國(guó)外的差距沒有現(xiàn)在的零部件核心技術(shù)那么大，并且擁有成本優(yōu)勢(shì)，以及在電動(dòng)自行車用電池（尤其是鋰電池）方面積累的經(jīng)驗(yàn)。第28頁,共58頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)業(yè)政策解讀>直接相關(guān)篇早期：國(guó)家科技部“九五”計(jì)劃：“先進(jìn)電池及其材料產(chǎn)業(yè)”被列入重大科技專項(xiàng)。“十五”期間，“863”計(jì)劃第二批發(fā)布的項(xiàng)目指南中，明確了高能比、大容量、長(zhǎng)壽命鋰離子電池材料的研究重點(diǎn)。可惜這兩條政策頒布的時(shí)間較早，但只停留指導(dǎo)層面，沒有實(shí)質(zhì)性的措施。后續(xù)：國(guó)家863計(jì)劃投資20億資助“電動(dòng)車”重大專項(xiàng)，科技部“973”計(jì)劃啟動(dòng)了“綠色二次電池新體系”課題，并投資3000萬資助LiFePO4材料，作為對(duì)電動(dòng)車項(xiàng)目的基礎(chǔ)研究的補(bǔ)充；“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃將磷酸鐵鋰材料列入重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。這里明確了鋰電重點(diǎn)支持的對(duì)象和資助的金額，但扶持的力度是有限的。近期：國(guó)家安監(jiān)總局明文規(guī)定：自2006年4月1日起，所有煤礦必須全部換用新型礦燈，由于磷酸鐵鋰電池安全性能異常優(yōu)異，是目前礦燈電池的首選。2006年9月14日，國(guó)家財(cái)政部等五部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于調(diào)整部分商品出口退稅率和增補(bǔ)加工貿(mào)易禁止類商品目錄的通知》。根據(jù)《通知》規(guī)定，鉛酸蓄電池、氧化汞電池的出口退稅政策被取消，而將鋰電池出口退稅13%上調(diào)至17%。這對(duì)鋰電行業(yè)的發(fā)展是實(shí)質(zhì)性的利好。第29頁,共58頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)業(yè)政策解讀>間接影響篇2008年1月24日，財(cái)政部、科技部發(fā)出了《關(guān)于開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作的通知》，決定在北京、上海、重慶、武漢、深圳等13個(gè)城市以財(cái)政政策鼓勵(lì)在公交、出租、公務(wù)和環(huán)衛(wèi)等公共服務(wù)領(lǐng)域率先推出新能源汽車，對(duì)推廣與使用單位購(gòu)買節(jié)能新能源汽車給予補(bǔ)助。2009年2月5日，財(cái)政部確認(rèn)了中央財(cái)政對(duì)購(gòu)置新能源汽車給予補(bǔ)貼的對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)，其中購(gòu)車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)最高的為最大點(diǎn)功率比50%以上的燃料電池公交車，每輛車可獲得60萬元的推廣補(bǔ)助。這一補(bǔ)貼政策適用于鎳氫、鋰離子電池和燃料電池汽車，補(bǔ)貼的力度根據(jù)節(jié)油量而定，并沒有對(duì)那類新能源車有特別傾斜。國(guó)家電網(wǎng)公司目前制訂了“十一五”期間詳細(xì)的車輛替換和運(yùn)行計(jì)劃，以及電動(dòng)電力工程車輛替換的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并已經(jīng)在北京、上海、天津、山東、浙江、湖北、湖南等省（市）試點(diǎn)區(qū)域開始付諸實(shí)施。2009年3月20日公布的《汽車產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》指出，到2011年形成10億安時(shí)車用高性能電池的生產(chǎn)能力，形成50萬輛純電動(dòng)、充電式混合動(dòng)力和普通型混合動(dòng)力等新能源汽車產(chǎn)能，新能源汽車銷量占乘用車銷售總量的5%左右。《規(guī)劃》針對(duì)性地提出推廣使用節(jié)能和新能源汽車的5項(xiàng)政策措施，一是啟動(dòng)國(guó)家新能源節(jié)能和示范型汽車工程。二是縣級(jí)以上人民政府制定規(guī)劃，優(yōu)先在城市公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)、機(jī)場(chǎng)等領(lǐng)域推廣使用新能源汽車。三是建立電動(dòng)汽車快速充電網(wǎng)絡(luò)，加速停車場(chǎng)等公共場(chǎng)所公用充電設(shè)施的建設(shè)。四是在政府采購(gòu)中對(duì)自主創(chuàng)新的新能源汽車實(shí)施政府優(yōu)先采購(gòu)。五是增加110億元專項(xiàng)資金，重點(diǎn)支持新能源汽車和零配件發(fā)展。第30頁,共58頁，2024年2月25日，星期天行業(yè)政策現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)目前中國(guó)針對(duì)鋰電行業(yè)的政策措施還沒有完全明確到位，主要原因有幾點(diǎn)：一是國(guó)家制定政策先從大處著眼，比如針對(duì)風(fēng)電、太陽能、新能源汽車都做了明確的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃并頒布了相應(yīng)的政策措施，鋰電作為與新能源配套的產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)階段各項(xiàng)政策措施不能馬上到位情有可緣，好在目前在各方的呼吁下已被提上議程；此外，中國(guó)對(duì)鋰電是否代表儲(chǔ)能和動(dòng)力電池的未來終極方向還是存有異議，目前國(guó)家也是鼓勵(lì)多種技術(shù)并存，對(duì)燃料電池、鎳氫電池、超級(jí)電容等都是鼓勵(lì)發(fā)展，沒有對(duì)哪項(xiàng)技術(shù)有特別青睞。近年來，新能源領(lǐng)域呈現(xiàn)一股投資熱潮，風(fēng)電、太陽能已經(jīng)開始大量應(yīng)用，新能源汽車也逐步走上市場(chǎng)，這在很大程度上得益于國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的刺激。但產(chǎn)業(yè)政策不可能一成不變，就以風(fēng)電為例，國(guó)家過去更多的是扶持整機(jī)廠商，目前則轉(zhuǎn)向扶持關(guān)鍵的零部件廠商。對(duì)于新能源汽車也是同樣如此，現(xiàn)在整車制造和充電站建設(shè)顯得非常迫切，相關(guān)的企業(yè)受益會(huì)多一些，等到市場(chǎng)趨于成熟后，相應(yīng)的補(bǔ)貼政策可能被取消，而掌握核心技術(shù)的企業(yè)必然受到推崇，其中動(dòng)力鋰電池企業(yè)首當(dāng)其沖，其次是電機(jī)、電池管理系統(tǒng)（BMS）、DC轉(zhuǎn)換器等相關(guān)企業(yè)。第31頁,共58頁，2024年2月25日，星期天鋰電產(chǎn)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)正在從關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究階段向產(chǎn)業(yè)化建設(shè)、規(guī)?；茝V應(yīng)用和市場(chǎng)體系建設(shè)的歷史新階段快速推進(jìn)，節(jié)能與新能源汽車等科研項(xiàng)目在推動(dòng)動(dòng)力鋰電池關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究階段起到了關(guān)鍵性的作用。動(dòng)力鋰電池電源系統(tǒng)相關(guān)七項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，被正式列入國(guó)家發(fā)改委2008年～2009年標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，中國(guó)電子商會(huì)電源專業(yè)委員會(huì)、北京電源行業(yè)協(xié)會(huì)作為行業(yè)利益的代表承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)工作，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)、科研院所和大專院校，爭(zhēng)取在兩年左右基本完成我國(guó)動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化體系、公共服務(wù)體系、公共技術(shù)支撐體系和規(guī)范的市場(chǎng)體系。動(dòng)力鋰電池電源系統(tǒng)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有《動(dòng)力鋰電池總成通用要求》、《錳酸鋰動(dòng)力鋰電池模塊通用要求》、《磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池模塊通用要求》、《動(dòng)力鋰電池總成接口和通訊協(xié)議》、《動(dòng)力電池充電設(shè)備通用要求》和《動(dòng)力電池充電設(shè)備接口和通訊協(xié)議》。第32頁,共58頁，2024年2月25日，星期天33二、鋰電池生產(chǎn)流程

第33頁,共58頁，2024年2月25日，星期天34電池（battery）電池是指通過正負(fù)極之間的電化反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲(chǔ)存。放電時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放，作為電源供用電器。活性物質(zhì)：電池充放電時(shí)，能進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)而產(chǎn)生電能和儲(chǔ)存化學(xué)能的電極材料。第34頁,共58頁，2024年2月25日，星期天35什么叫鋰離子電池？

Li-Ionbattery鋰離子電池是指Li+

嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2

、LiXMnO2

、LiFePO4和三元復(fù)合材料。負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6。在充放電過程中，Li+

在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。放電時(shí)則相反。第35頁,共58頁，2024年2月25日，星期天36圓柱型鋰離子電池的制造工藝流程正極配料來料檢驗(yàn)負(fù)極配料正極涂布負(fù)極涂布正極制片負(fù)極制片隔膜卷繞入殼烘烤短路檢驗(yàn)滾槽注液封口化成密封性檢驗(yàn)分容外包裝出廠出廠檢驗(yàn)濕度控制第36頁,共58頁，2024年2月25日，星期天37鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)

導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)（石墨、MCMB、CMS)

粘合劑、溶劑、基體隔膜電解液外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）第37頁,共58頁，2024年2月25日，星期天38圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖正極極耳負(fù)極極耳密封圈限流開關(guān)隔膜下絕緣墊上絕緣板第38頁,共58頁，2024年2月25日，星期天39鋰離子電池結(jié)構(gòu)——正極正極基體：鋁箔（約0.016mm厚)正極物質(zhì)：LiFePO4+碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）高溫膠帶（約0.05mm厚）電池放電時(shí)從外電路獲得電子的電極,此時(shí)電極發(fā)生還原反應(yīng)。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。第39頁,共58頁，2024年2月25日，星期天40鋰離子電池結(jié)構(gòu)——負(fù)極負(fù)極基體：銅箔（約0.010mm厚)負(fù)極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負(fù)極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）電池放電時(shí)向外電路輸送電子的電極，此時(shí)電極發(fā)生氧化反應(yīng)。通常是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。第40頁,共58頁，2024年2月25日，星期天41鋰離子電池結(jié)構(gòu)——隔膜材質(zhì)：?jiǎn)螌覲E（聚乙烯）或者三層復(fù)合PP（聚丙烯）

+PE+PP厚度：?jiǎn)螌右话銥?.016～0.020mm

三層一般為0.020～0.025mm隔膜﹝separationfilm﹞——是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質(zhì)直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，以形成通路。隔膜要求：①離子透過度大②機(jī)械性強(qiáng)度適當(dāng)③本身為絕緣體④不與電解液及電極發(fā)生反應(yīng)第41頁,共58頁，2024年2月25日，星期天42鋰離子電池生產(chǎn)用的主要設(shè)備1.真空行星攪拌機(jī)用途：將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。第42頁,共58頁，2024年2月25日，星期天432.電極涂布機(jī)：用途:攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片上。對(duì)漿料的涂布厚度精確到3微米以下。第43頁,共58頁，2024年2月25日，星期天443.輥壓機(jī)：涂布后的極片進(jìn)一步壓實(shí)，提高電池的能量密度。第44頁,共58頁，2024年2月25日，星期天454.極片分切設(shè)備第45頁,共58頁，2024年2月25日，星期天465.全自動(dòng)超聲焊接導(dǎo)電柄設(shè)備第46頁,共58頁，2024年2月25日，星期天476.卷繞機(jī)：將制造好的極片卷繞成電池第