电池制造行业归属电子信息制造业,按国民经济行业分类归属于电气机械和器材制造业(38)(按国家工信部电子信息产业分类为电子信息机电产品工业行业中电池制造K394统计代码)。
一、概述
电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。主要材料包括:正极材料、负极材料、隔膜和电解液。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置,如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。一般常用的电池可分为铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、太阳能电池、钒电池和燃料电池。
铅酸蓄电池:铅酸蓄电池是指电极由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。它是目前世界上广泛使用的一种化学电源,具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点,是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池。
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镍镉电池:它是由两个极板组成,一个是用镍做的,另一个是镉做的,这两种金属在电池中发生可逆反应,因此电池可以重新充电。镍镉电池的优点是结实、价格便宜。缺点是镉金属对环境有污染,电池容量小,寿命短,所以镍镉电池是最低档的电池,有记忆效应,每次充电都须先放电,否则它的记忆功能将大大降低手机的充电量,只有将电池中的余电放净后再进行充电才能保持电池的充电量。
镍氢电池:镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品,镍氢电池的正极以氢氧化镍为正极,以高能贮氢合金为负极,因此镍氢电池具有更大的能量。镍氢电池在使用时可完全替代镍镉电池,而不需要对设备进行任何改造。镍氢电池缺点是价格比镍镉电池要贵,性能比锂电池要差,在移动电话、笔记本电脑等领域被钴酸锂等锂电池取代,作为动力电池在便携式电器市场、电动工具、电动车市场开始萎缩,主要是被锰酸锂电池和磷酸铁锂电池取代。
锂离子电池:锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。是现代高性能电池的代表。锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点,锂离子电池的能量密度很高,它的容量是同重量的镍氢电池的1.5-2倍,而且具有很低的自放
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电率。此外,锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点。
太阳能电池:它是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能电池分为晶硅电池和薄膜电池。
燃料电池:它是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池在航空航天和军事方面得到较好的应用,但是受技术和成本的限制,尚未达到普遍的民用商业化程度。
钒电池:钒电池全称为全钒氧化还原液流电池,是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。VRB作为一种化学的能源存储技术,和传统的铅酸电池、镍镉电池相比,它在设计上有许多独特之处,性能上也适用于多种工业场合,比如可以替代油机、备用电源等。其优点是功率大、容量大、效率高、寿命长、可瞬间充电、安全性高和成本低等,缺点是体积较大、能量密度低和造价高。
其特性参见表一:
各类电池特性(表一)
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特性 铅酸蓄电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 钒电池 太阳能电池 燃料电池 单位容量 循环寿命 低 较低 高 高 较高 低 高 最低 较低 较低 高 高 高 低 体积 较大 较小 较小 灵活 庞大 灵活 庞大 工艺 简单 简单 简单 复杂 复杂 简单 复杂 价格 低廉 低廉 低廉 昂贵 较低 贵 贵 环境适应性 较好 较好 较好 好 好 差 较好 用途 储能备份 手持设备 手持设备 广泛 储能、调峰 手持设备、发电 发电 环境影响 很差 很差 较好 好 好 好 较好 二、国内外发展现状
(一)全球电池行业发展现状
1、总体情况。全球电池行业自2007年起,经过2009年的波动,2010年至2011年均有较大增长。2007年全球实现销售收入882亿美元,2008年实现951亿美元,2009年实现902亿美元,2010年实现1132亿美元,2011年实现1644亿美元,分别增长7.8%、-0.5%、25.4%和45.2%。参见图一和图二:
2007-2011年全球主要电池产品销售收入(图一) 2000 15001000 500 0太阳能电池铅酸电池锂离子电池其它电池合计20072008200920104
2011
2007-2011年全球电池行业销售收入增幅图(图二)
140.00%120.00%100.00%80.00%60.00%40.00%20.00%0.00%-20.00%-40.00%太阳能电池铅酸电池锂离子电池其它电池合计20072008200920102011
在2007年全球电池产品销售收入中,铅酸电池占41%,太阳能电池占27%,锂离子电池占20%,其它电池占12%。
在2011年全球电池产品销售收入中,铅酸电池占41%,太阳能电池占27%,锂离子电池占20%,其它电池占12%。参见图三:
2007-2011年全球主要电池销售收入占比(图三)
100%80%60%40%20%0%20072008太阳能电池2009铅酸电池锂离子电池2010其它电池2011
2、主要电池经济指标完成情况。
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⑴铅酸蓄电池。铅蓄电池目前主要在中国、巴西、墨西哥等国生产。
2007年-2011年,全球铅酸电池实现销售收入分别是333、343、402、470、677亿美元,分别增长3.0%、17.2%、16.9%和44.1%。
⑵锂离子电池。锂离子电池则在日本、韩国和中国展开竞争。 2007年-2011年,全球锂离子电池实现销售收入分别是125、148、126、154、329亿美元,分别增长18.4%、-14.8%、22.2%和113.6%。
⑶太阳能电池。2011年,中国大陆光伏电池产能占全球总产能的60%,其余产能主要分布在美国、台湾省、韩国、欧洲等区域。
2007年-2011年,全球太阳能电池实现销售收入分别是198、234、174、309、442亿美元,分别增长18.1%、-25.6%、77.5%和43.0%。
3、主要电池企业情况。目前,全球电池生产核心技术和专利主要掌握在美国和日本,美国的First Solar公司掌握薄膜电池生产专利技术,日本企业则在锂离子电池和太阳能科研方面处于领先地位。
First Solar公司是世界领先的太阳能光伏模块制造商之一,生产
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基地位于美国、马来西亚和德国等地。至2009年,公司产能已超过1千兆瓦峰值。FirstSolar也是全球最重要的碲化镉(CdTe)薄膜光伏模块制造商。First Solar的产品销售对象主要针对推广光伏项目或集成光伏系统的公司以及公共机构。
无锡尚德太阳能电力有限公司,是一家集研发、生产、销售为一体的外商独资高新技术光伏企业,主要从事晶体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研究、制造、销售和售后服务。尚德全球分支机构遍及北京、上海、旧金山、东京、慕尼黑、罗马、马德里、沙夫豪森、首尔、悉尼等重要城市,目前拥有 4 个生产基地,分别位于无锡、洛阳、青海、日本长野及上海,我们在全球拥有约11,000名员工。已经成为全球最大的太阳能面板制造商。
全球电池企业销售收入前十名(表二)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 First Solar 尚德太阳能 三洋(SANYO) 天能电池 英利绿色能源 Motech 天合光能 LG化学 索尼(Sony) 三星(SAMSUNG) 国家和地区 美国 中国 日本 中国 中国 中国台湾 中国 韩国 日本 韩国 销售收入(亿美元) 106 36.6 31.8 24.5 23.5 22.1 20.8 20.5 18.2 18 4、全球电池行业的发展趋势。
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趋势一:传统铅酸电池、镍镉电池在民用领域将被逐步取代,传统的铅酸电池体积大、能效较低,且污染严重,其市场需求量正逐年下降;由于镉具有毒性,许多发达国家已建议禁止使用镉镍电池。传统电池在民用领域将被逐步取代。
趋势二:镍氢电池与锂离子电池快速发展。锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点,在高端消费类电子通讯产品等中小功率电池领域取得了长足发展,目前已成为全球消费类电子产品的首选电池。尤其在移动通讯设备(如手机)、便携式电子设备(如笔记本电脑)等领域,锂电池消费量正迅速增长。与锂电池相比,镍氢电池具有大功率技术成熟、安全及可靠性好、循环利用率高、成本低等优势。镍氢电池在工业用电池领域,特别是在大功率工业用动力电池领域正逐步占据市场主导地位。
趋势三:太阳能光伏电池蓬勃发展 。太阳能光伏电池直接将太阳能转化为电能,具有环保、资源取之不尽等优点。尤其是利用太阳能电池的光伏发电系统正处在蓬勃发展时期,未来几年太阳能光伏电池产业将保持高速的增长态势。
趋势四:钒电池。它是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一 ,钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟
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的性价比优势。目前,中、日、韩、德正在进行四国联合研发。
(二)国内情况
1、总体情况。自2007年起,中国电池工业呈现上升趋势,2007年完成工业总产值1574.5亿元,占全球电池行业总产值的28.32%。2008年完成1863.5亿元,占全球电池行业总产值的31.09%。2009年完成1722亿元,占全球电池行业总产值的30.30%。2010年完成2636亿元,占全球电池行业总产值的36.96%。2011年完成3800亿元,占全球电池行业总产值的36.69%。分别增长18.35%、-7.59%、53.07%和44.15%。
2、主要电池经济指标完成情况及产业分布。
⑴铅酸电池。2011年,我国铅酸电池工业产值完成1280亿元。2007年以来,我国铅酸电池工业产值呈现上升趋势,2007年全国铅酸电池完成工业产值630亿元,2008年完成650亿元,2009年完成760亿元,2010年完成890亿元,2011年完成1280亿元,分别增长3.17%、16.92%、17.11%和43.82%。
我国铅酸电池企业主要分布在长三角、珠三角地区以及天津、河北、四川等地。参见图四:
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我国主要铅酸蓄电池厂家地域分布(图四)
⑵锂电池。2011 年中国锂电池市场规模增速高于全球增速。2007年完成产值150亿元,2008年完成产值178亿元,2009年完成产值150亿元,2010年完成产值180亿元,2011年完成产值397亿元,分别增长18.66%、-15.73%、20.00%和120.55%。
我国锂离子电池企业主要分布在长三角、珠三角地区以及北京天津、河南、四川、江西等地。参见图五:
我国主要锂离子电池厂家地域分布(图五)
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⑶太阳能电池。2011 年中国太阳能电池市场规模增速高于全球增速。2007年完成产值500亿元,2008年完成产值740亿元,2009年完成产值550亿元,2010年完成产值1300亿元,2011年完成产值1858亿元,分别增长48.00%、-25.67%、136.36%和42.92%。
我国太阳能电池企业主要分布在江苏、浙江、四川以及北京、天津等地。参见图六:
我国主要太阳能电池厂家地域分布(图六)
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各类电池主要产品产量、产值及占比见表三、表四及图七:
中国电池行业主要产品产量(表三)
产量 品种 2007 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 铅酸蓄电池 锌锰电池 碱锰电池 锂一次电池 太阳能电池 10.5亿只 13亿只 12亿只 2008 9.9亿只 12.9亿只 14.5亿只 2009 6亿只 10亿只 15亿只 2010 5亿只 10.5亿只 20亿只 2011 4.6亿只 10亿只 26亿只 9000万KVAh 9700万KVAh 11500万KVAh 13700万KVAh 16440万KVAh 185亿只 75亿只 9亿只 1000MW 190亿只 80亿只 10亿只 2000MW 195亿只 90亿只 12亿只 4000MW 200亿只 105亿只 20亿只 8000MW 205亿只 115亿只 25亿只 10500MW 我国电池行业主要产品产值及占比(表四) 我国电池行业主要产品产值及占比 销售收入(亿元) 品种 2007
2008 12
2009 2010 2011 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 铅酸蓄电池 锌锰电池 碱锰电池 锂一次电池 太阳能电池 合计 全国电子制造业总产值 占比 全国工业总产值 占比 49 67 150 630 95 75 8.5 500 1574.5 25088 6.27% 442140 0.35% 45 65 178 650 98 78 9.5 740 1863.5 28151 6.61% 521040 0.35% 25 50 150 760 95 82 10 550 1722 29643 5.80% 540960 0.31% 22 52 180 890 92 85 15 1300 2636 34652 7.60% 642888 0.41% 18 50 397 1280 92 87 18 1858 3800 39160 9.70% 754288 0.50% 2007-2011年我国主要电池产品销售收入(图七) 2000 1500 1000 500 锂离子电池铅酸蓄电池太阳能电池0200720082009201020113、主要电池企业情况。
国内电池企业中,太阳能电池生产企业规模较大,铅酸电池企业
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多为国外投资建厂,锂离子电池企业多为转型生产企业。其中,无锡尚德太阳能电力股份有限公司、天能电池集团有限公司、保定英利有限公司排名前三。
天能集团地处长浙江长兴,主要以电动车环保动力电池制造为主,集新能源镍氢、锂离子电池,风能、太阳能储能电池以及再生铅资源回收、循环利用等新能源的研发、生产、销售为一体。 总资产近60亿元。公司主导产品电动车动力电池的产销量连续十五年位居全国同行业首位。
英利集团是以新能源投资和经营管理为主业的国际化企业集团,是全球最大的垂直一体化光伏发电产品制造商之一。 集团现有总资产366亿元,员工26000人,实际总产能超过2.6吉瓦,在河北保定、衡水、天津滨海新区和海南海口建有四大产业基地,在西藏拉萨、甘肃兰州、上海、广州等地设有75家子分公司,在美国、德国、意大利、西班牙等12个国家设有分支机构。
2011年中国电池行业企业排名
序号 1 2 3 公司名称 主要产品 销售收入(万元) 2270000 1526364 1467800 无锡尚德太阳能电力股份有限公司 太阳电池及组件、系统 天能电池集团有限公司 保定英利有限公司 铅酸电池及锂离子电池 多晶硅材料及电池组件 14
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
赛维LDK有限公司 超威电源(集团)有限公司 常州天合光能有限公司 阿特斯太阳能有限公司 晶澳太阳能有限公司 浙江昱辉阳光能源有限公司 江苏双登集团 理士国际技术有限公司 东莞新能源有限公司 比亚迪股份有限公司 哈尔滨光宇集团股份有限公司 风帆股份有限公司 湖北骆驼蓄电池公司 广州市虎头电池集团有限公司 天津力神电池股份有限公司 湖南科力远新能源股份有限公司 中银(宁波)电池有限公司 多晶硅材料及电池组件 铅酸蓄电池 太阳电池及组件、系统 太阳电池及组件 太阳电池及组件 太阳能级单晶硅片 胶体电池,电动自行车电池 阀控式铅酸蓄电池 聚合物锂离子电池 锂离子电池及镍电池、 阀空铅酸电池、电源产品 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池系列 原电池 锂离子电池 泡沫镍、镍氢蓄电池 无汞碱锰电池及其他电池 1417500 1337205 1290200 1197000 1070000 620700 589611 572771 530000 462000 434083 407475 358954 290512 245000 244643 214974 15
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