中国粉体网讯 锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，自从商业化以来，其在新能源汽车、电动工具、3C电子产品、移动式储能系统等领域得到了广泛的应用。
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正极材料作为锂离子电池的关键材料，无论从成本还是用量上在电芯中的占比均超过30%，在某些特定电池体系中其占比甚至会接近50%。相比于以石墨材料为主流的负极材料，正极材料目前已经产业化或具有产业化前景的体系更多，并且各体系之间特点分明，性能的区分度比较大，往往是决定锂离子电池性能的关键因素，因此，锂离子电池在不同应用领域中的产业化进展通常是和与其对应的正极材料产业化进展密切相关。
目前，锂离子电池的应用领域主要包括动力电池领域、储能电池领域和小型电池领域，各应用领域又存在不同的细分市场。动力电池领域主要的市场涵盖新能源汽车、电动自行车、电动船舶，对应的正极材料主要有多元材料镍钴锰酸锂系（LiNi1-x-yCo xMnyO2）、橄榄石型材料磷酸铁锂（LiFePO4）等；储能电池领域主要涵盖大型储能电站市场、5G基站市场，对应的正极材料主要为成本较低的橄榄石型材料LiFePO4；小型电池领域涵盖：3C智能电子产品市场、电动工具市场，对应的正极材料主要有钴酸锂（LiCoO2）、高功率类型的多元材料LiNi1-x-yCo xMnyO2等。
1、动力电池
1.1新能源汽车市场
动力电池是储能电池的一种。不过，由于受到汽车的体积与重量限制以及启动时的加速等要求，动力电池比普通储能电池有更高的性能要求，例如能量密度要尽量高、电池的充电速度要快、放电电流要大等。根据标准，动力电池的容量低于80％就不能再用在新能源汽车了。锂离子电池正极材料的发展历程由此前的LiFePO4 逐渐向多元材料LiNi1-x-y CoxMn yO2。为了提高汽车的续航里程，镍含量不断被提升，随之而来是安全性问题。2020年，比亚迪推出LiFePO4刀片电池，将LiFePO4 的安全性能优势重新拉回行业视线，通过刀片电池设计，搭载LiFePO4的电池在比亚迪“汉”系列电动汽车上具备超过600km的续航里程。
1.2电动自行车市场
我国于2019年4月起开始实施《电动自行车安全技术规范》 （GB17761—2018）标准，进一步规范行业的产品生产。在整车质量上，新标准提出电动自行车质量不得超过55kg，而2019年底铅酸电池单车质量普遍在70kg以上。对比铅酸电池与锂电池，铅酸重19.2kg，三元、磷酸铁锂和锰酸锂仅分别重3kg、5.3kg和 6.4kg，上述锂电池的平均质量仅是铅酸电池的1/5。此外，在性能上，锂电池的电芯密度、循环次数、使用年限均优于铅酸电池。虽然目前锂电池的成本高于铅酸电池，但是未来锂电池的成本将会随着技术的进步和规模效应而下降。预计2025年，锂电池的市场份额有望进一步达到80%。
1.3电动船舶市场
2020年以来，宁德时代、国轩高科、亿纬锂能等动力锂离子电池第一梯队企业，在电动船舶领域都有较大的布局。国轩高科的控股子公司上海国轩舞洋船舶科技拿到了首批3船套船舶动力锂离子电池系统订单。由亿纬锂能供应配套磷酸铁锂离子电池的“阔阔真公主号纯电动游船建造”项目正式开工。此外，国内首艘使用锂离子电池作为混合推进动力的海上公务船“深海01”轮已在广州顺利下水，这是我国自主设计建造的首艘海上危险品应急指挥船。“深海01”搭载的锂离子动力锂离子电池系统正是由宁德时代供应，“深海01”下水也标志着宁德时代首套海洋船舶动力锂离子电池系统成功下线。从市场发展来看，2022年船舶锂电化渗透率将达到0.55%，截至2025年，电动船舶用锂离子电池市场将达35.41GWh。
2、储能电池
对储能电池而言，绝大多数储能装置无需移动，因此储能锂电池对于能量密度并没有直接的要求。至于功率密度，不同的储能场景有不同的要求。储能电站的规模基本上都是兆瓦级别以上甚至百兆瓦的级别，因此储能锂电池的成本要求比动力锂电池的成本更低，安全性也要求更高。
2.1大型储能电站市场
据相关研究数据显示，截至2019年底，全球已投运储能项目累计装机规模184.6GW，其中电化学储能的累计装机规模为9520.5MW，在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，为8453.9MW。截至2020年3月底，全球已投运电力储能项目(含物理储能、电化学储能以及熔融盐储热)的累计装机规模达184.7GW，同比增长1.9%。截至 2019年底，中国已投运储能项目占全球市场总规模的17.6%，同比增长3.6%，其中电化学储能的累计装机规模位列第2，为1709.6MW，同比增长59.4%。
现阶段抽水储能为最主要的储能方式，电化学储能为第2大储能方式，其中电化学储能体系中以锂离子电池为主。截至2020年第1季度，中国电化学储能项目中，锂离子电池占比81.4%，容量型磷酸铁锂储能电站的度电成本目前为0.62～0.82元/(kW·h）。未来几年，随着锂离子电池生产企业规模的扩大和动力电池梯次利用的增多，储能用锂离子电池会随着成本的降低加速对铅酸电池的替代，带动储能电池市场重回高增长态势。
2.2 5G基站市场
随着我国移动、联通、电信、广电、华为等公司的大举进军，5G基站用锂离子电池需求将呈现“喷井式”爆发。在此背景下，5G网络、基站等建设将大大拉动锂离子电池市场的需求。公开数据显示，4G基站单站功耗780 ～930W，而5G基站单站功耗2700W左右。以应急时长4h计算，单个5G基站备用电源要10.8kWh。据预测，2025年新建及改造的5G基站对磷酸铁锂锂离子电池的需求量，将激增至 155.4GWh。不久的将来，5G基站市场的普及将对磷酸铁锂锂离子电池的市场带来新机遇。
3、小型电池
3.1 3C智能电子产品市场
目前在3C智能电子产品市场领域，以LiCoO2为正极的锂离子电池依然占据最大市场份额。近年来，随着其对能量密度要求的提高，LiCoO2在不断向着高电压、高压实的方向发展。与此同时，高功率、高倍率三元正极材料作为LiCoO2的潜在替代者，也逐渐在市场上涌现出来，进一步丰富了3C智能电子产品市场的电池品类，以满足不同电子产品对电池性能的多样化需求。
3.2电动工具市场
根据行业数据显示，预计到 2024年全球电动工具市场规模将达到417亿美元。其中我国2020年无绳电动工具市场空间超过180亿美元，预计到 2021年其市场空间将达到193.5亿美元。由于锂电池具有质量更轻、效率更高、容量更大等优势，正逐渐取代镍镉电池。这些优势也使得锂电池已成为电动工具市场终端用户的首选。基于国内电芯厂在高倍率圆柱型电芯领域的进展加快，在性能、规模、成本等综合优势加持下，电动工具巨头关于电芯供应链的选择已明显转向我国。目前，亿纬锂能与海四达已经成功进入TTI供应链，并开始批量供货。未来2年我国在电动工具市场的锂离子电池供应将逐步取得份额领先地位，与此同时，锂离子电池在电动工具市场也将进一步展现其增长潜力。
小结
自索尼公司于 1991年开始将锂电子电池推向市场，历经 30年的发展，目前其已经成为最重要的电化学储能系统，在动力电池、储能电池、小型电池等诸多领域都有着广泛的应用，并且在多数应用场景下都占据着最大的市场份额。在新的历史阶段下，锂离子电池在各个细分市场都有着更大的发展前景，有望进一步巩固其在储能系统方面的霸主地位。同时，也需要清醒地意识到，要更加重视对锂离子电池安全性能的保障和对锂离子电池未来发展方向的精准把控。只有这样，才能将锂离子电池的特点发挥到极致，才能让锂离子电池产业更好的服务于人类社会和地球生态。
参考文献
郑洲：我国锂离子电池及其正极材料的产业化进展2020
OFweek锂电网 ：动力电池与储能电池有什么区别？2021
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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