【深度】锂电池设备行业的发展前景怎么样?

按电解质的材料分类,锂离子电池可分为液态锂离子电池与聚合物锂离子电池。由于聚合物锂电池成本相对较高,其市场占有率相对较低。液态锂电池广泛应用于动力汽车领域,在动力汽车应用领域方面,聚合物锂电池正处于商业化进程中。随着技术突破以及规模化生产的实现,聚合物锂电池成本有望迅速降低,渗透率有望进一步提升。

锂电池行业主要上市公司:宁德时代(511.8806.881.36%)(300750.SZ)、国轩高科(46.5000.891.95%)(002074.SZ)、亿纬锂能(104.4803.973.95%)(300014.SZ)、德赛电池(32.3500.371.16%)(000049.SZ)、南都电源(11.000-0.17-1.52%)(300068.SZ)等。

本文核心数据:电池厚度、重量、容量、内阻、循环次数、渗透率等

锂离子电池可分为液态锂离子电池与聚合物锂离子电池

锂离子电池使用的电解液一般由有机溶剂和溶解于其中的锂盐组成,目前使用的有机溶剂主要是碳酸酯类化合物(分为PC基和EC基两大类)。

锂离子电池可分为液态锂离子电池与聚合物锂离子电池,聚合物锂离子电池由液态锂离子电池发展而来,聚合物电解质除有机溶剂与锂盐外,还包含纯固态/凝胶型聚合物。

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两类电池材料的区别主要在于电解质

由于液态锂离子电池与聚合物锂离子电池所用的正负极材料相同,区别主要在于电解质,液态锂离子电池的电解质为液态,聚合物锂离子电池的电解质为半固态胶体或纯固态。

电解质材料的不同对两者外壳的材质,隔膜以及集流体的选用均产生影响。与液态锂电池比较,聚合物锂电池外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,不过,在电池厚度相同的情况下,聚合物锂电池的材料成本与液态锂电池接近,但工艺成本比后者高很多;

在聚合物锂电池中,电解质起着隔膜和电解液的双重功能:1)像隔膜一样隔开正负极材料,使电池内部不发生自放电及短路;2)发挥电解液的作用,在正负极之间传导锂离子。

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聚合物锂电池占有率相对较低

聚合物锂电池的厚度理论上可达到0.5mm,符合手机对电池厚度在4mm及以下的要求;聚合物锂电池与液态锂电池相比,在同等容量下重量更轻,在同等尺寸下容量更高;聚合物电芯的内阻可达35mΩ以下,极大地减低了电池的自耗电。

相比于液态锂电池,聚合物锂电池能量密度更高、可定制程度更灵活、重量较轻、安全性较高。不过,由于其成本相对液态锂电池来说较高,因此,聚合物锂电池市场占有率相对较低。

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两类电池应用领域不断拓展

液态锂离子电池广泛应用于3C电子产品、电动汽车、工业市场等领域,凭借性价比优势,在便携式电脑、摄录相机、规模储能等市场得到应用。随着液态锂离子电池性能的提升,其应用领域也在不断拓展,如电动工具,电动玩具,电话及家用电器等。

聚合物锂电池具有薄形化特征,从而可以配合产品需求。聚合物锂离子电池主要应用于手机、蓝牙耳机、笔记本电脑等。随着其技术的不断成熟,价格不断下降,聚合物锂离子电池的潜在应用领域包括电动汽车、小型电台及对讲机、电动自行车、军事领域等。

根据高工锂电数据,聚合物锂电池在动力汽车领域的渗透率较低,2020年,液态锂电池(圆柱与方形电池)在动力汽车领域出货量占比达90.5%。在动力汽车应用领域方面,聚合物锂电池正处于商业化进程中。

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聚合物锂离子电池渗透率有望进一步提升

目前,聚合物锂离子电池大部分处于实验室中试阶段,其成本相较于液态电池仍不具备可比性,但伴随着技术突破以及规模化生产的实现,其成本有望迅速降低。以PEO或类PEO为基膜的聚合物固体电解质有望加速推进商业化进程,从而带动聚合物锂离子电池渗透率的提升。

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