鋰電市場發(fā)展回顧及趨勢預(yù)測

墨柯

一、鋰電市場正處黃金階段

1.市場規(guī)模飛速擴大

鋰離子電池屬于二次電池，二次電池顧名思義就是可以重復(fù)使用的電池。目前主要的二次電池產(chǎn)品除了鋰離子電池之外，還有鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鈉硫電池、液流電池等等。自1991年全球第1只商業(yè)化鋰離子電池由日本索尼公司（SONY）推向市場以來，鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展已走到其第25個年頭。經(jīng)過20多年的發(fā)展，鋰離子電池市場規(guī)模從無到有，發(fā)展成為僅次于鉛酸電池的第2大二次電池產(chǎn)品。

表1（見下頁）是歐洲知名產(chǎn)研機構(gòu)Avicenne Energy發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。從表中數(shù)據(jù)可知，從1990-2012年間，鋰離子電池市場規(guī)模的年均復(fù)合增長率高達49%，同期鎳氫電池、鉛酸電池、鎳鎘電池的年均復(fù)合增長率分別為18.1%、2.5%和-2.2%，包括鈉硫電池、液流電池等在內(nèi)的其他二次電池的年均復(fù)合增長率為13.1%。鋰離子電池市場規(guī)模的年增速遠遠高于其他所有二次電池種類。雖然鋰離子電池的市場規(guī)模總量2012年時還不到鉛酸電池的1/10，但如果按照各自在過去20多年的年均復(fù)合增長率發(fā)展下去，鋰離子電池市場規(guī)模總量到2019年就將超越鉛酸電池。當然，實際進展不完全是這樣，后面真鋰研究會做出相關(guān)預(yù)測。

2.鋰離子電池在不斷蠶食其他二次電池市場份額的同時還在創(chuàng)造新的市場

鋰離子電池自誕生之日起，就在搶占其他二次電池的市場份額，同時還在創(chuàng)造新的市場需求。鋰離子電池首先切入手機、數(shù)碼相機等消費類電子產(chǎn)品市場（圖1中的便攜式設(shè)備見下頁），用了幾年時間迅速一統(tǒng)天下，而鎳鎘電池、鎳氫電池則快速退出這個市場。在目前鎳鎘電池用量最大的電動工具市場，2013年鋰離子電池就以大約50%的市場份額超越鎳鎘電池位居第1，2014年市場份額進一步擴大到60%。在目前鎳氫電池用量最大的混合動力汽車（HEV）市場，占據(jù)85%市場份額的豐田和本田（其中豐田占70%，本田占15%）已開始試用鋰離子電池，且用量逐步擴大。

鉛酸電池目前主要的應(yīng)用市場是車輛啟動、以電動自行車為代表的交通工具、UPS電源等領(lǐng)域，其中車輛啟動市場占比約70%。在這些領(lǐng)域，鋰離子電池都已開始蠶食鉛酸電池的市場份額。在開發(fā)更加節(jié)能的汽車產(chǎn)品的要求下，車企巨頭正在紛紛開發(fā)采用“12V鉛酸電池+48V鋰離子電池”雙電池啟停系統(tǒng)的汽車產(chǎn)品，這種配備雙電系統(tǒng)的汽車產(chǎn)品有望在2020年之前占據(jù)汽車市場的半壁江山（在12V啟動電池本身，也有車企在考慮用鋰離子電池替代鉛酸電池）；而下一步的發(fā)展趨勢也顯而易見，就是放棄鉛酸電池，開發(fā)只使用鋰離子電池的xEV產(chǎn)品（xEV=HEV+PHEV+EV）。在電動自行車、電動三輪車、低速電動汽車等交通工具市場，鋰離子電池用量在快速增長，其中在電動自行車市場，全球范圍內(nèi)鋰電使用的比例2014年已突破20%，中國市場2015年也將突破20%。

鋰離子電池同時在創(chuàng)造新的市場需求。在平板電腦、電動汽車（PHEV+EV）、與分布式風光發(fā)電相配套的家庭儲能等新興市場，鋰離子電池有時候是不二之選，有時候是首選。在尚未興起的電網(wǎng)儲能等市場，目前已開展的相關(guān)示范運行項目中，鋰離子電池的用量顯著超過其他二次電池（如極具代表性的國家電網(wǎng)張北風光儲輸示范項目等）。

3.鋰離子電池價格在快速下降，性價比優(yōu)勢越來越明顯

就性能而言，鋰離子電池明顯優(yōu)于鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等主要競爭對手，這從表2就可以看到。通過性能的優(yōu)勢，鋰離子電池逐漸擴大了市場規(guī)模，而需求的增長直接導(dǎo)致產(chǎn)能擴張、制造成本下降，這又反過來刺激需求進一步增長。鋰電產(chǎn)業(yè)就這樣走上了一條良性循環(huán)的發(fā)展道路。相對應(yīng)，其他二次電池則在“市場需求下降→越來越不具規(guī)模效益→成本上升→市場需求進一步下降”惡性循環(huán)的道路上漸行漸遠。

從鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池價格變化走勢（圖2）可以看到，與鎳氫電池相比較，鋰離子電池在2007年時的性價比就已經(jīng)超越了鎳氫電池，絕對單位價格在2009年時就已經(jīng)低于鎳氫電池。與鉛酸電池相比較，鋰離子電池循環(huán)壽命普遍是鉛酸電池的2倍以上，價格在2014年也已經(jīng)下降到2倍左右，二者的單位循環(huán)壽命價格幾乎相當，性價比方面則開始占據(jù)優(yōu)勢。同時可以看到，鉛酸電池的價格已進入一個上升通道，而鋰離子電池價格還有下探空間。因此，可以將2014年看做一個時間拐點，在這之后，鋰離子電池替代鉛酸電池的進程將會顯著加快。

4.鋰離子電池市場規(guī)模發(fā)展預(yù)測

歐洲Avicenne Energy的數(shù)據(jù)顯示，雖然1990-2012年鋰離子電池市場規(guī)模的年均復(fù)合增長率高達49%，但高增長率主要集中在2000年之前；進入到21世紀以來的第1個10年，市場規(guī)?；鶖?shù)的增大導(dǎo)致年增速明顯下降。從表1（見上頁）可以看到，2000年之前10年的年均復(fù)合增長率高達70.8%，之后10年為年均27.1%。賽迪顧問（CCID）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2003-2010年，全球鋰離子電池市場規(guī)模（以“只”為單位統(tǒng)計）從2003年的11.5億只增長到2010年的37.8億只，總量增長了3倍多，年均復(fù)合增長率不到18.5%。其中2008年和2009年的年增速分別只有12.6%和14%。二者之間增長率差距的主要原因是以“只”為單位的鋰離子電池容量在逐漸增大。

真鋰研究調(diào)研統(tǒng)計2010年全球鋰離子電池市場規(guī)模是2 156.03萬kWh，2012年是3 816.7萬kWh。這與Avicenne Energy的數(shù)據(jù)不大一樣，該機構(gòu)也明確承認它對中國的情況不是很了解，主要跟蹤調(diào)研了中國幾家大企業(yè)，而且選樣可能存在偏差。當然，真鋰研究的數(shù)據(jù)也不一定就比Avicenne Energy更準確。相關(guān)數(shù)據(jù)均僅供參考（見圖3）。

2010-2014年，比傳統(tǒng)功能手機更耗電的智能手機以及平板電腦、電動汽車等新事物的崛起，推動了鋰離子電池市場的大發(fā)展。到2014年全球鋰離子電池市場規(guī)?？焖侔l(fā)展到6646.5萬kWh，是2010年的3倍多。在綜合考慮各種因素的情況下，真鋰研究在2014年預(yù)期的基礎(chǔ)上有所調(diào)低，預(yù)計2020年全球鋰離子電池市場規(guī)模將會超過2億kWh，21世紀第2個10年的年均復(fù)合增長率接近25%。這些因素筆者會在后面提及。與此同時，鉛酸電池市場規(guī)模到2020年前后預(yù)計將下降到2010年時2.7億kWh左右的水平。此消彼長，大約在2022年或2023年前后，鋰離子電池就將超越鉛酸電池而成為用量最大的二次電池產(chǎn)品。

二、鋰電市場的發(fā)展特點分析1.需求重心在向動力市場轉(zhuǎn)移

如果把鋰離子電池的下游應(yīng)用市場分為消費類電子產(chǎn)品、電動交通工具、工業(yè)&儲能這3大塊，可以發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池的需求重心正處于由消費類電子產(chǎn)品的小電池市場向電動交通工具和工業(yè)&儲能的動力電池市場轉(zhuǎn)移的發(fā)展階段，大致的先后順序是：消費類電子產(chǎn)品市場→電動交通工具市場→工業(yè)&儲能市場。

真鋰研究將手機、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機、MP3/4等以及為此充電的便攜式移動電源歸類為消費類電子產(chǎn)品市場，將電動汽車、低速電動汽車、電動三輪車、電動自行車、電動輪椅、電動滑板車、電動獨輪車等歸類為電動交通工具市場，將移動通信基站電源、電動鏟車/叉車、家庭儲能、電網(wǎng)儲能以及其他UPS電源市場歸類為工業(yè)&儲能市場。從表3可以看到，消費類電子產(chǎn)品市場需求占比從2011-2014年呈現(xiàn)出明顯的下滑勢頭，由2011年的80%以上快速降低到2014年的55.7%，預(yù)計2020年會降到30.5%（見表3）。與此同時，后2大市場的占比卻在快速上升，其中電動交通工具市場主要以電動汽車和電動自行車為代表，工業(yè)&儲能市場主要以移動通信基站電源市場為代表。

未來幾年，鋰離子電池市場規(guī)模增長的最大動力確定無疑將來自電動汽車市場（見下頁圖4）。2011年電動汽車商業(yè)化元年，全球電動汽車銷量即取得6.8萬輛的佳績，此后以73.23%的年均復(fù)合增長率高速增長，至2014年已達到35.35萬輛；預(yù)計2020年銷量將突破200萬輛。與此相對應(yīng)，2011年電動汽車對鋰離子電池的需求量為176.7萬kWh，占整個鋰電總需求的比例僅為6.6%；2014年快速增長到16.7%，成為僅次于手機的鋰離子電池第2大細分市場；預(yù)計到2016年就將以22%的市場份額超越手機而成為鋰離子電池最大的細分市場；到2020年將以31.4%的市場份額超越整個消費類電子產(chǎn)品市場，需求總量將超過6 200萬kWh。

隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)由3G向4G甚至5G方向發(fā)展，要求在人口密集地域高密度建設(shè)大量小微型移動通信基站，寸土寸金的現(xiàn)實條件使得鋰離子電池成為這類基站電源的不二之選。未來幾年，鋰離子電池在基站電源市場的應(yīng)用會高速發(fā)展。同時，為了降低電動汽車的售價，日產(chǎn)、特斯拉、通用汽車、三菱汽車、戴姆勒-奔馳、比亞迪等知名車企已經(jīng)紛紛在嘗試將車載電池擴產(chǎn)或二次利用，開發(fā)家庭儲能市場，以降低車載電池價格，這已經(jīng)形成了一股潮流。在這兩大細分市場的帶動下，整個工業(yè)&儲能市場在2020年之前也會取得較大發(fā)展，2020年之后，隨著電網(wǎng)儲能商業(yè)化應(yīng)用的逐步開展，工業(yè)&儲能市場將會開啟趕超電動交通工具市場的步伐。

2.市場已進入技術(shù)制勝的發(fā)展階段

所有二次電池的發(fā)展都取決于2大因素：價格和性能，其中性能主要指能量密度和循環(huán)壽命。鋰離子電池也不例外。正是因為在性能方面明顯優(yōu)于其他二次電池，20多年來鋰離子電池市場才能取得高速發(fā)展，搶奪其他二次電池的市場份額。就鋰電本身而言，前一階段市場的發(fā)展主要依靠的是價格驅(qū)動，今后將轉(zhuǎn)向進入技術(shù)驅(qū)動的更高級的發(fā)展階段。近幾年電動汽車市場發(fā)展足以體現(xiàn)出這一點。

2011年以來電動汽車市場的發(fā)展大致存在這么一條規(guī)律：車載電池組價格每下降10%，電動汽車銷量增長大約在20%～30%之間。從2011-2014年全球電動汽車銷量年增幅及車用電池組價格年降幅（圖5）可以看到，價格的驅(qū)動力正在用盡，預(yù)計本年度車載電池組價格的降幅會到10%以下，而海外電動汽車的市場銷量增幅則會降到20%以下。中國電動汽車市場2014年和本年度相當火爆，預(yù)計本年度銷量將突破15萬輛，從而超越美國成為全球最大市場，但這主要是政府強力刺激和市場封閉發(fā)展雙重措施下的結(jié)果。

現(xiàn)實中能感受到，智能手機的電池越來越不經(jīng)用，一天要充電好幾次；電動汽車的純電續(xù)航里程太短，大部分車款不足150km，在充換電設(shè)施還太少、充電時間還比較長的情況下，這已成為消費者選購電動汽車時越來越突出的制約因素。要解決這些問題，必須提高鋰離子電池的能量密度，這需要技術(shù)突破。

提高鋰離子電池的能量密度，主要是提升正極材料、負極材料和電解質(zhì)等關(guān)鍵材料的技術(shù)水平，高電壓或高容量正極材料和固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)開發(fā)是其中的重中之重，目前這些方面的技術(shù)進展均已到了量產(chǎn)的前夜。特斯拉早就采用了松下的高容量18650型NCA鋰離子電池，能量密度高達247Wh/kg，目前2家企業(yè)正在合作開發(fā)能量密度更高的鋰離子電池產(chǎn)品；AESC（日產(chǎn)和NEC的合資公司）已開發(fā)出能量密度提升30%的5V級高電壓錳系動力鋰離子電池（該公司現(xiàn)有錳系電池的能量密度是157Wh/kg），即將裝配在2016年上市銷售的Leaf上；LG化學和三星SDI也先后聲稱開發(fā)出了能量密度提升20%甚至更高的鋰離子電池產(chǎn)品，正在積極做著量產(chǎn)前的準備工作。

使用固態(tài)電解質(zhì)、能量密度可輕松達到300Wh/kg的全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)開發(fā)也越來越清晰地看到了量產(chǎn)的曙光。豐田已經(jīng)試制出了2Ah的全固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)品，裝配在微型電動汽車上收集實證試驗數(shù)據(jù)。豐田計劃2020年之前將全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)投入商業(yè)化應(yīng)用。通用汽車參與投資的美國Sakti3也已掌握了相關(guān)技術(shù)，目前正在設(shè)計開發(fā)以最小的設(shè)備投資實現(xiàn)最大生產(chǎn)效率的全固態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)線（見下頁圖6）。從媒體的相關(guān)報道來看，Sakti3希望在2017年或2018年前后上市銷售其全固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)品，至于其產(chǎn)品單位千瓦時價格，可能會比現(xiàn)有的鋰離子電池還要低。

至于鋰離子電池的價格，當然是越低越好。通過圖2可以看到，2007年以來，在性能有所提高的同時，鋰離子電池的價格8年來已經(jīng)下降了2/3以上。這段時間的價格下降，主要通過大規(guī)模生產(chǎn)來實現(xiàn)，通過大規(guī)模生產(chǎn)來壓低材料的采購成本和電池的制造成本。今后價格的下降將主要依賴于技術(shù)進步，通過電池能量密度的提高來降低單位千瓦時電池的成本。當然，更大規(guī)模的生產(chǎn)也可以進一步降低電池價格，如特斯拉正在興建的超級電池工廠Gigafactory，規(guī)劃產(chǎn)能高達5 000萬kWh/a，幾乎相當于 2013年全球鋰離子電池需求總量，這么大的量顯然也能夠較大幅度降低電池價格。

201 4年鋰離子電池均價約1 500元/ k W h，折合成美元大約245美元/ k W h，其中以車載電池為代表的動力電池約300美元/kWh，以手機電池為代表的小型鋰離子電池不到200美元/kWh。真鋰研究預(yù)計到2020年鋰離子電池的能量密度會普遍提升30%以上，同時電池均價會普遍下降1/3以上，降到160美元/kWh以下，其中車載電池的均價會降到200美元/以下。綜合來看，鋰電市場已進入技術(shù)制勝的發(fā)展階段。技術(shù)制勝的根本在于新材料技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。

三、結(jié)語

幾年來國際油價一直在“跌跌不休”，目前已經(jīng)跌到了40美元/桶的超低位水平，但與此同時，電動汽車的銷量卻絲毫沒有受到影響，每年都有顯著增長；煤炭價格也屢創(chuàng)新低，煤電成本日益走低的同時風光發(fā)電規(guī)模卻越來越大。這些足以表明新能源的發(fā)展勢頭已不可阻擋。我們有理由相信，包括風光發(fā)電、電動汽車、鋰離子電池及相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)等在內(nèi)的整個新能源新材料產(chǎn)業(yè)體系，將會成為拉動全球經(jīng)濟走出低谷的最大推動力。全球正在經(jīng)歷一次新能源革命，這次革命主要由新材料推動。屬于新能源和新材料的時代已經(jīng)到來！