2007年5月,日本安倍总理首次发表了“Cool Earth50”,呼应全球温室气体至2050年排放量减半的目标。
欲达成此目标,单只仰赖传统的技术是很困难的,必须借助新技术的开发。
为此, 日本N E D O(New Energy IndustrialTechnology DevelopmentOrganization)结合了产官学研,以锂离子二次电池为核心,展开二次电池技术开发事业以及基准/标准的基础推动等工作,将不同应用对象对电池性能的要求明确化,并以对要求性能的在意程度及市场规模的大小,将二次电池分成七类。此七种类别依其关键性能粗分为三种取向:能量密度取向型、功率密度取向型、寿命取向型(如表1所示)。
目前,锂电池的开发应用上,大多以第三类的应用为主。主因3C电子产品需求性以及产业化程度较高,因此至目前为止,以锂钴氧正极材料为主开发的锂电池应用较多,而其它六类的需求更是锂电池潜在的市场,其主要的需求为安全、高循环寿命及高功率的需求。
根据日本技术系统研究所(T e c h n o l o g ySystem Research)在2011年Q2的调查报告,全球二次锂电池的市场需求量在2010年时为39亿颗;预估2016年全球二次锂电池的市场需求量将达70亿颗以上(不包含电动车与中国大陆市场),从2010年至2016年的年复合成长率约11.1%(如图1所示)。
2 0 1 0年,锂电池的应用领域以移动电话为主,占42%,其次是笔记本电脑,占32%,数字相机占4% ,摄录像机占1%,电动手工具占5%,其他(Portable Game、Cleaner、Shaver、MDPlayer、EB、ES等)占16%。而在锂电池主流市场的应用上,3C是主要应用方向,在车辆的应用并不是最多。
第三类电池的市场需求,可从日本IIT(Institute ofInformation Technology)2012年Q1针对全球锂电池市场所做的研究可了解(如图2所示)。
全世界主流的锂电池供货商仍为日系厂商为主,如SONY、三洋、NEC、Maxwell、Panasonic等,韩国部分为L G与三星。而大陆最主要的出货商为BYD(主要以手机为主)、A T L与力神(苹果主要供货商之一),另外加上美国A 1 2 3与台湾能元(主要提供Black and Decker等电动工具机)。这些锂电池大厂主要都应用在3 C市场,包括笔记本电脑(N B /PC)、平板计算机(Tablet PC)、移动电话(MobilePhone)、摄录像机(Camcorder)、数字相机(DigitalCamera)、携带式游戏机(Portable Game)、数字音乐机(MP4)、电动工具(Power Tool)、蓝芽产品(Bluetooth Device)和其他(Cleaner,Shaver,MDPlayer等)。
从各家电池厂占有率分布状况来看,因锂电池长期应用在3C市场,相对来说,几家较为知名的锂电池厂均为日系、韩系公司(如图3所示)。相对于动力电池这部分,由于是比较新及成长性高的产业,因此我们另做统计。
有数据指出,在2015年前,动力电池所占整体电池的出货量不大,但后续成长力道惊人,预计从2010年占所有锂电池出货量不到5%,到2018年会超过40%以上,显示整体动力电池后续看好(如图4所示)。
对于2012年动力电池材料市场,对比IIT在2012年锂电池材料报告的预估,预计2012年整体正极材料(包含3C产品所使用的锂钴材料、三元材料以及动力电池所使用的锂锰材料等)总需求为76235吨(如表2所示)。
其中,动力电池所需要材料为7644吨,但此部分仅为日本与韩国电池厂的需求,不过由于之前磷酸铁锂电池专利问题,故日本与韩国电池厂主要在动力电池材料选择为锂锰材料与三元材料。近来多家日韩锂电池厂展开对磷酸铁锂电池的研究,预计未来有极大发展。
根据中国大陆投入200亿的“十城千辆”计划,每辆插电式混合动力车最高补助5万元,纯电动车最高补助6万元。且在中国大陆“十二五”计划中,《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》指出,到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到50万辆以上,中、重度混合动力汽车保有量达到100万辆;到2020年,新能源汽车累计产销量将达到500万辆,中、重度混合动力汽车占汽车年产销量的50%以上。换算成材料需求,至2020年,此部分整体累计材料需求约一百万吨。
据统计,大陆2012年的整体正极材料需求约为5591吨,已达国外动力电池材料整体需求总量的3/4(如表3所示)。且中国为主要石油进口国,对外依存度达56%,寻找替代性能源是当务之急,所给予的政策力度大且有延续性,因此新能源产业在中国十分热门。
与日韩不同的是,中国政府所支持的电池体系为磷酸铁锂体系,故磷酸铁锂正极材料在中国需求十分强劲。