2023年锂电池产品结构变化与趋势。
一、聚合物电池异军突起:消费电子变革,引锂电池行业革命。
一)智能手机异军突起,平板电脑应运而生,聚合物快速渗透。
1、 2011 年全球锂电池下游应用,目前消费电子(手机,笔记本等)占比80%
电池下游应用中锂电池应用最为广泛,是未来电池的发展方向,目前锂离子电池已应用于手机、无线**、笔记本等消费电子、电动工具、电动自行车、ups 后备电源、ev/hev 新能源汽车与储能等产品。
图表1 锂电池下游应用空间广阔。
全球来看,锂电池下游应用中,消费电子(含手机、笔记本、数码相机等小型电子产品)占比最高,达到80%,而动力电池(含电动工具、锂电池电动自行车、电动汽车)占比不足20%。因此对于电池产业链企业来说,当前消费电子需求是企业业绩的主要贡献力量。
2011 年全球锂电池下游应用,目前消费电子(手机,笔记本等)占比80%
2、全球手机出货量(增速不高),智能手机高增速%)
根据idc 公司数据,2011 年全球手机出货量达16 亿部,同比增长12%,其中智能手机出货4.8 亿部,同比增长62%,远超过整体市场的增长速度,而智能手机在2010 年同比增长就达到76%。以iphone 为代表的智能手机继续成为全球手机出货量的主要增长动力。
智能手机逐步改变了全球手机市场的竞争格局,传统手机制造商的市场占有率持续萎缩,诺基亚市场份额持续下降,新品牌及新平台系统成为手机市场发展的主流,市场份额持续上升,行业整合已成趋势。
在国内,智能手机同样扮演着拉动市场增长的关键角色,根据赛诺公司的数据,2011 年国内智能手机销量达到7358 万台,同比增长165%,远高于整体手机市场24%的同比增长率,无论在全球还是在国内,智能手机已成为手机市场重要的增长动力。
全球手机出货量(增速不高),智能手机高增速%)
智能手机市场苹果迅速崛起,诺基亚份额不断缩水。
2、苹果ipad 应运而生,市场迅速增加。
平板电脑应运而生冲击pc 市场:根据idc 公司数据,2011 年全球pc 出货量达3.64 亿台,同比微增1.
8%,idc 预计,2012 年全年的pc 出货量增幅约为5%,多数都来自下半年。由于ipad 等设备拥有强大的吸引力,导致很多消费者推迟了pc 购买计划。然而,终端用户调查显示,很少有人会用平板电脑代替pc,所以等到微软今年晚些时候发布新操作系统,以及新的超薄pc-ultrabook 超级本面市时,预计消费者对pc 的兴趣将开始回升。
图表5 全球pc 出货量,整体增速不高。
图表6,今年将过亿台。
智能手机时代异军突起让手机行业正在发生一场前所未有的变革,而与这场变革几乎同步,电池行业的变革也伴随高容量需求的提升而出现。从全球各锂电池应用中,随着苹果全系列电子产品全部应用聚合物锂电池,聚合物电池在新型消费电子领域应用越来越广,快速向手机、笔记本pc 两大领域渗透,新兴的平板电脑领域已经全部应用聚合物锂离子电池。
2011 年全球锂电池出货量各应用中,手机增速6%,笔记本增速-2%,而备用电源增速274%,平板电脑增速达197%,电动工具增50%。
图表7 与消费电子配套,全球锂电池出货量各应用中,手机增速6%,笔记本增速-2%,而备用电源增速274%,平板电脑增速达197%,电动工具增50%
2011 年全球锂电池出货量为42.8 亿只,其中笔记本电脑12.83 亿只(pc 出货量3.
65 亿台),其中聚合物电池占比12%,为1366 万只;手机电池出货量为16.11 亿只,聚合物电池占比为13%。而在平板电脑领域,100%全部为聚合物锂离子电池。
聚合物电池正在向消费电子领域快速渗透,平板电脑、手机、笔记本pc 等。
图表8 聚合物电池开始向消费电子领域快速渗透,平板电脑、手机、笔记本pc…
二)聚合物电池异军突起:受益于苹果的崛起。
聚合物电池横空出世,这主要得益于苹果,苹果公司的四大系列产品macbook、iphone、ipad和ipod 为追求轻薄,都采用了聚合物锂离子电池,2011 年,全球智能手机出货量为4.8 亿部,其中苹果9310 万部,同比大幅增长96.05%,而在苹果之后,更多新型数码产品开始使用聚合物锂离子电池,手机中三星、lg、索尼爱立信、中兴等,索尼爱立信聚合物电池占比已经达到94%,其次是lg 手机,聚合物电池占比为19%,诺基亚也已经有8%,htc 聚合物占比8%,三星手机聚合物电池占比3%等等。
图表9 手机电池中聚合物锂电池出货量,苹果全部为聚合物电池。
笔记本电池中苹果全部为聚合物电池,索尼笔记本聚合物电池占比达到37%,而华硕聚合物电池占比为15%,联想和三星为12%。其中联想聚合物电池达到720 万只。
图表10 笔记本电池中聚合物锂电池出货量,苹果全部为聚合物电池。
idc 近期发表报告称,手机市场不景气,在连续十个季度保持增长后,2012 年第一季度全球手机终端用户销量为4.191 亿部,较去年同期减少2%。但智能手机方面,2012 年一季度全球智能手机销量达到1.
44 亿部,保持同比高增长44.7%。三星居首位第一季度全球智能手机市场份额为29.
1%,出货量为4220 万部,同比增长267%。苹果居第二位,出货量同比增长88.7%至3510 万部,市场份额为24.
2%。三星和苹果两家公司的合并份额从去年同期的29.3%增长至49.
3%,诺基亚的份额降至9.2%。市场调研机构npd displaysearch 发布报告称,一季度全球移动pc 市场交付量为7620 万台,和去年四季度相比下滑了15%。
然而,苹果一季度移动pc 的同比增速高达118%。在其全部移动pc 中,平板电脑占到八成,一季度销量为1360 万台,同比增长了162%。今年一季度,苹果交付1720 万台移动pc(其中ipad 销量达到了1180 万台,增长率为151%。
mac 达到了400 万台,增长了7%。)成为全球最大的移动pc 厂商。这家研究机构的统计显示,在全球移动pc 市场,苹果、惠普、宏基、联想、戴尔占据前五名位置,其中苹果全球份额高达22.
5%,惠普份额为11.6%,其余三家厂商份额在个位数。
2011,苹果卖出iphone 9310 万台,ipad 4050 万台,mac book 1289 万台和ipod 3850 万台。
今年在new ipad、miniipad、iphone5 和新版macbook 的推动下,预计销量可分别达到:
iphone5:1.4-1.5 亿部,ipad :6000-7000 万台、macbook:1700-1800 万台、ipod:3000-4000
万台。聚合物电池也伴随苹果的崛起,迅速向各个数码领域渗透。
苹果聚合物锂电池的具体参数为:
macbook air:为7.2v,50wh,6944mah,6 个电池组成;
ipad3:为3.7v,42.5wh,11180mah,3 个电池组成,约30 多美元;
iphone5:为3.7v,5.3wh,1400mah,单个电池,约6 美元;
ipod:为3.7v,0.39wh,105mah,单个电池,不到1 美元。
图表11 苹果创新引领手机行业,一举超越诺基亚。
图表12 苹果四大产品对应聚合物锂电池。
macbook air ipad iphone ipod
macbook air:为7.2v,50wh,6944mah,6个电池组成;
ipad3:为3.7v,42.5wh,11180mah,3个电池组成,约30多美元;
iphone5:为3.7v,5.3wh,1400mah,单个电池,约6美元;
ipod:为3.7v,0.39wh,105mah,单个电池,不到1美元。
图表13 苹果聚合物电池出货量。
苹果锂聚合物电池出货量(百万只/季度)
三星galaxy s 系列由于屏幕大,对提及要求不高,采用的是高能量的方形电池,正极采用大颗粒高压实密度的三元材料,电压3.7v,负极采用氧化硅负极材料,理论容量1.8ah,.
7wh,比iphone 手机最高的5.4wh,但实际容量差别不大。
图表14 三星galaxy s 与iphone4 的电池比较。
三)聚合物,消费电子的未来:聚合物电池能量高、更轻薄。
根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池, 简称为(lib)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery,简称为lip)两大类。它们的主要区别在于电解质的不同, 液态锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。
聚合物锂离子电池是指在正负极电解液这三种材料中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在目前所开发的聚合物锂离子电池系统中,高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物(国内目前主要是大颗粒高压实密度的正极材料),电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液,负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物(国内目前为高容量人工石墨)。
与液态锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,也不会产生漏液与燃烧**等安全上的问题,因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳,从而可以提高整个电池的比容量;聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料,其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50%以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点,聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
由于各个厂商生产工艺的不同,目前市场上的聚合物锂电分为卷绕式(索尼、东芝为代表)、叠片式(tcl、atl 为代表)两种不同结构,但适应于手机需求的规格大都在4mm 厚度以下。与液态比较,由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,而且生产方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好生产,理论上可以生产出0.5mm 以下厚度的电池。
国内软包电池生产工艺往往可以增大容量。
液态锂电**链成熟,工艺成熟,生产效率高,成品率高,有很强的制造成本优势。从目前市场来看,5mm、6mm 厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm 厚度系列电池容量高很多,但售价要低很多。聚合物从理论上来讲,在5mm、6mm 厚度规格上的材料成本与液态接近,但由于人工化要求高,目前5mm、6mm 系列电池的工艺成本要比液态高出很多。
图表15 聚合物锂离子电池与液态锂电池区别。
性能指标液态锂离子电池聚合物锂离子电池。
锂电池介绍及应用
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