2017/4/28 10:35:14来源:中国产业发展研究网【字体：】【收藏本页】【打印】【关闭】 锂电池是通常使用的锂离子电池的俗称，锂离子电池是指 Li+嵌入化合物为正负极，依靠 Li+在正负极之间移动来实现充放电的二次电池。锂电池工作电压高（3.2-3.7V）、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21 世纪发展的理想电源， 目前已在 3C 产品、 电动工具和电动自行车上大量应用，并开始向新能源汽车及储能领域快速扩张。 随着人们环保意识的不断增强，二次电池凭借可循环使用的优势，其在电池行业中占据较大份额， 2009 年全球二次电池占全球电池总量的 76.4%， 2015 年达到 82.6%， 锂电池相比镍氢电池、 铅酸电池等传统二次电池而言， 在能量密度、循环次数等多个方面具有明显优势。 锂电池产业链上游为锂矿产资源，中游为锂电池材料、电芯生产、电芯生产装、锂电池检测系统提供商和锂电池组装企业，下游主要是锂电池配套应用领域，包括 3C 产品、电动工具、电动自行车、新能源汽车、储能等行业。 全球锂资源主要来自于盐湖卤水锂和矿石锂。盐湖卤水资源大部分在南美（玻利维亚，智利高海拔地区）和中国（青藏高原），矿石锂资源主要分布在澳大利亚、北美和中国。 锂电池材料占成本 70%以上，决定着锂电池的性能。锂电池主要由五部分构成，即正极材料、负极材料、电解液、隔膜和包装材料。锂电池的核心材料是正极材料、电解液和隔膜，其中，正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，占锂电池成本比例约为 40%，电解液和隔膜的成本占比分别约为 10%和 15%。目前中国在四大关键材料领域中， 正极材料、负极材料和电解液都已逐步实现自给，隔膜材料在中低端应用领域已逐步自给，但在高端应用领域还较为依赖进口。 锂电池制造是指把各种锂电池材料组合起来形成电芯，具有技术壁垒高、资金投入大的特性，国际大如三星集团、索尼、 LG 化学、 ATL 为行业领军者，国内的比亚迪、天津力神、比克占有一定的市场份额。锂电池组装是指把若干电芯组装形成锂电池组，主要组装家分布于中国台湾、大陆以及日本、韩国等区域。锂电池检测是锂电池制造和组装必不可少的环节，是锂电池性能实现和安全可靠使用的有力保障。 目前 3C 产品、电动工具、电动自行车等中小型电池仍然是锂电池主要需求领域。随着世界各国对环保的日益重视及多项产业扶持政策的相继出台，新能源汽车、储能领域锂电池需求将呈现高速增长态势，占比将持续提升。 锂电池组组装设行业是锂电池产业链的重要组成部分， 锂电池组组装生产线包括模组和锂电池组的全自动或半自动组装线、自动化设集成、生产过程各类检测系统、信息采集与传输、生产车间软硬件管理系统。目前高端设主要产自美国和德国，随着行业经验的累积和技术水平、自动化集成能力的提升，国内企业开始占有一定的市场份额。 锂电池组自动化组装工艺流程从电芯的人工或自动上料开始， 上料时进行电芯读码、电芯极性检测、电芯分选和电阻值检测，并剔除不良品。通过初检和分选的原材料， 根据模组和工艺要求进行电芯堆叠、 电池模组组装、 电池模组焊接、BMS 检测、模组 EOL 检测、电池组组装、电池组 EOL 检测等工序。 因工艺、标准、用途差别，各商对自动化组装生产线的要求各异，除配置硬件实现工艺外，还需兼顾全线设兼容性、整体效率。下游产品的差异会导致电芯形状、电池组形状、模组及电芯连接方式等发生变化，因此，设的兼容性显得尤为重要；而整体效率则需充分考虑每个工序产能衔接、房空间利用、生产快速流转等因素。 当前，锂电池组组装设主要用于锂电池组的上线、下线、核心工位安装、检测、内传输和包装，其中柔性的线路串并联等工作需人工参与，多采用手工或半自动设实现。随着电芯、电池模组、电池组标准化程度逐渐提高，在生产线上应用机器人和自动化装并集成各种过程检测系统， 实现全自动化生产是未来发展的必然趋势。随着下游企业对产品的生产数据追溯及流程管控的要求提高，市场对锂电池组和模组的 MES 系统集成的需求日益增多。 锂电池检测系统处于锂电池产业链的中游，系锂电池研发、生产及应用的重要组成部分。锂电池检测系统主要用于锂电池功能性、安全性及可靠性检测，包括锂电池组充放电检测、 BMS 检测、锂电池组 EOL 检测及工况模拟检测等。 锂电池易因短路、过充等原因导致烧毁或爆炸，具有一定危险性，在应用中与保护板组装为成品电池；在能量密度要求较高的应用领域，锂电池需进行串并联组合成锂电池组，并通过 BMS 进行管理。 锂电池组检测系统主要应用于锂电池组研发、生产到工程应用各环节的功能及性能检测和评价。 锂电池检测项目主要包括一致性、功能性、安全性、可靠性及工况模拟等五个方面。 一般在检测过程中采取以下措施，以便更准确地进行锂电池检测，如：提高检测仪器的精度、模拟电池工作的实际情况、缩短达到检测条件的时间、加大检测参数的强度、保证检测系统的稳定性等。 20 世纪 50 年代锂电池被研发初始，技术较不稳定，安全性等方面存在问题。70 年代后随着锂电池制造及充放电技术、检测技术的逐渐成熟，锂电池的应用范围得以扩大。 80 年代，由计算机控制的锂电池检测系统开始面世，软件系统成为锂电池检测系统的重要补充，促进了锂电池检测系统行业的发展。 90 年代，锂电池应用范围进一步扩大，锂电池检测技术发展迅速，激活新生产二次电池的化成设大量出现。 进入 21 世纪后， 3C 产品、电动工具、电动自行车等领域对锂电池需求大增，出现了数字化检测、化成分容、电池及动力电池组检测、电池保护板检测等检测技术。 2010 年之后，新能源汽车和储能应用产品在国际范围快速发展，行业进入高速发展期，锂电池检测系统行业涌现出工况模拟系统、能量回馈系统和大功率检测系统、 BMS 检测等新一代产品，行业向自动化、系统化方向迈进。 锂电池检测系统根据不同的分类标准可分为不同的类别。按作用对象的不同，可分为电芯检测系统、模组检测系统、锂电池组检测系统等；按应用领域的不同， 可分为手机电池检测系统、 笔记本电池检测系统、 电动工具电池检测系统、电动自行车电池检测系统、电动汽车电池检测系统等； 按电池组组装检测工序分，包括电芯分选检测系统、充放电检测系统、保护板检测系统、线束检测系统、BMS 检测系统、模组 EOL 检测系统、电池组 EOL 检测系统、工况模拟检测系统等。 锂电池检测系统是锂电池组自动化组装生产线的核心部分，随着《中国制造2025》的实施、行业标准的日趋统一及自动化集成技术的发展，未来整个锂电池生产产业将迅速向智能化方向发展， 各类锂电池检测系统是实现锂电池生产产业智能制造的关键环节。 锂电池产品广泛应用于新能源汽车、 3C 领域、电动工具、电动自行车以及储能领域等。锂电池在消费类电子产品方面的应用主要包括手机、个人电脑、平板电脑、数码相机、移动电源、电子烟等。在储能领域中的应用包括一般 UPS储能电源、家庭储能、工业机械、移动基站电源、风光发电配套等。现阶段锂电池又以其优越的性能和成熟的技术成为未来十年电动汽车用电池的， 电动汽车的爆发式增长进一步促进了锂电池行业的快速发展。此外， 凭借较强的便利性，传统电源式电动工具正逐步被便携式电动工具所替代；由于锂电池具有质量轻、能量密度大及锂电池性价比不断提升的优势， 锂电池在电动工具及电动自行车领域替代镍镉电池有望成为主流。因此，随着锂电池产品应用范围的不断扩大，锂电池检测系统行业也得到了迅速扩张和发展。 随着近年来下游应用市场的逐步升温，首部锂电池安全国家标准《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》及 2015 年 5 月六项电动汽车用动力蓄电池相关国家标准的出台， 以及其他应用领域锂电池产品标准及准入条件的不断出台，将进一步加剧下游行业企业分化，使得下游技术实力不强的小企业面对终端产品多样化需求、竞争力低、资金不足等困局，被加速整合；让市场份额向拥有技术实力、注重产品质量的企业集中。 下游的整合和变革将逐步影响锂电池检测系统行业的发展， 有利于本行业中掌握自主技术、拥有大客户资源的企业发展壮大。 随着锂电池产品的普及，消费者对锂电池的认识日益提高，对与之相关的产品质量、售后服务、技术革新水平提出了更高要求，品牌意识也日益增强；锂电池制造、 组装及应用企业为获得更多的市场份额， 注重品牌建设， 重视产品质量，因此在生产中会偏向于选择具有良好口碑，在产品品质、企业信誉、售后服务等方面具优势的锂电池检测系统供应商，带动了本行业品牌意识的大幅提高。 就现阶段而言，锂电池检测系统主要应用于 3C 产品、电动工具、电动自行车等领域，上述领域是下游市场需求的主体。随着锂电池在以电动汽车为主导的新能源汽车和储能领域应用的快速发展，锂电池的市场需求迅猛增长，锂电池检测系统行业的市场规模也在迅速扩大。 由于锂电池具有显著的性能优势，近年来锂电池在电池行业中的占比持续提升。以我国为例， 2014 年锂电池销售收入达 715 亿元，占电池行业的市场份额为 31.34%，相较 2013 年的 28.83%提高 2.51 个百分点。尽管近几年燃料电池等新型二次电池的研发方兴未艾，但由于技术难度较高和性能稳定性有待提升，预计锂电池在未来较长时间内仍将引领二次电池的发展。 由于锂电池性能提升的速度慢于市场需求，以及目前用量的 3C 产品市场需求已出现饱和状态， 2011 年至 2014 年，此领域锂电池市场需求的年增幅持续下降。 2014 年之后，锂电池能量密度和循环寿命等关键指标持续提升，锂电池和信息产业的结合也更为成熟， 特别是困扰电动汽车发展的一些技术难题逐步得到解决，锂电池市场进入快速发展期。 在二次电池领域，真锂研究和中国电池网预计 2020 年全球锂离子电池市场规模将会超过 2 亿 kWh， 21 世纪第二个 10 年的年均复合增长率接近 25%。与此同时，铅酸电池市场规模到 2020 年前后预计将下降到 2010 年时 2.7 亿 kWh 左右的水平。此消彼长，大约在 2022 年或 2023 年前后，锂离子电池就将超越铅酸电池而成为市场用量的二次电池产品。根据真锂研究的相关数据，电动交通工具市场到 2016 年将以 5,500 万 kWh 以上的需求量超越 3C 产品市场位居位，并在随后迅速扩大差距，储能市场到 2018 年将以 11,000 万 kWh 以上的需求量超越 3C 产品市场，其需求仅次于电动交通工具市场，位居第二位。 具体到三大应用领域，近几年 3C 产品的发展拉动全球锂电池行业规模的扩张，锂电池行业收入规模从 2003 年的 53.12 亿美元快速增加至 2013 年的 275.5亿美元，年均增速达到 17.89%。 2009 年以来，在 3C 产品为主导的下游需求拉动下，锂电池行业高速增长，但 3C 产品的市场增长现在已趋于平缓，手机、笔记本、平板电脑市场增速放缓。以中国为例，线 年中国手机、笔记本、 平板电脑的锂电池的需求量将达 920 万 kWh， 较 2014 年增长 50%左右；移动电源市场至少还有 3 年高速成长期，预计到 2017 年中国市场移动电源需求量可达 580 万 kWh，接近 2014 年的 3 倍， 2020 年达到 680 万 kWh；其他市场如可穿戴设和民用无人机等新兴市场值得关注。 在电动交通工具市场领域，各类电动交通工具对锂电池的市场需求都呈现出增长态势。首先，在电动自行车市场，锂电池已经开启了替代铅酸电池的进程，2011-2013 年， 全球电动自行车市场销量分别为 2,980 万辆、 3,030 万辆和 3,350万辆，其中锂电池电动自行车分别为 197 万辆、 396 万辆和 640 万辆，市场占比分别为 6.61%、 13.07%、 19.10%。锂电池电动自行车市场占比的提高推动了电动三轮车和低速电动汽车更多地使用锂电池，加速替代铅酸电池。 2014 年中国锂电池电动自行车销量 265 万辆，同比增长 14.7%，较2011 年的 75 万辆，增长 250%以上， 2014 年中国电动自行车用锂电池需求量达到 1.5GWh 左右，同比增长 37.8%；市场规模达到 18.55 亿元。其次是电动汽车市场， 2011 年以来，电动汽车市场销量增长迅速， 2011-2014 年，全球电动汽车销量分别为 6.8 万辆、 12.98 万辆、 22.55 万辆和 35.35 万辆，年均增速高达73.79%。真锂研究的统计数据显示，2015 年全球电动汽车市场销量共计 69.95 万辆，同比增长 97.88%。 在储能领域，由于 4G 用小微基站的蓬勃发展和基站锂电池替代铅酸电池速度的加快，移动基站电源 2018 年的市场需求将超过 4,300 万 kWh。在电力储能市场， 全球风力发电、太阳能发电市场的增长带动分布式发电和储能电站的发展，锂电池需求量随之增长。 2013 至 2019 年产业分析、规模、份额、增长、发展趋势和预测》显示，预计电动汽车 2017 年在全球的销量将达到 万辆，对应全球电动汽车市场对锂电池的总需求量为 20,936.63 万 kWh，较 2013 年的电动汽车对锂电池的需求增加 32.6 倍。 纯电动汽车市场将会在 2018 年超越其他细分市场而成为锂离子电池的细分市场， 而包括混合动力车和插电式混合动力车在内的整个汽车市场则会提前一年成为锂离子电池的细分市场。 随着智能电网和新能源的发展，储能市场需求具有快速增长潜力，据中关村储能技术产业联盟发布的《全球储能项目跟踪摘要（2015 年 1 月-6 月） 》 从 2000年至 2015 年 6 月， 全球累计投运储能项目 264 个（不含抽蓄、 压缩空气及储热），累计装机量为 886.2MW。据 Woori I&S Research 的预测，全球储能市场规模将由 2012 年的 20 亿美元增长至 2020 年的 160 亿美元，年均复合增速达 26%。 锂电池检测系统市场发展与下游锂电池市场紧密相关。随着锂电池需求量的快速增长， 及锂电池在新能源汽车和储能领域的应用占比迅速提高， 锂电池制造、组装、应用企业对锂电池的安全性、可靠性愈发重视，锂电池检测系统未来市场需求将高速增长。据统计 2014年全球锂电池检测系统市场需求为 44 亿元人民币， 我国市场需求约为 26 亿元人民币。预计 2018 年全球锂电池检测系统市场需求为 120 亿元人民币，我国市场需求约为 65 亿元人民币。 行业技术水平与电芯的类型、 锂电池的指标要求、 应用领域等情况密切相关。当前主要检测的产品如 18650 电芯、软包电池、方型锂电池等的电芯充放电检测和化成设已较为成熟，而与新能源汽车相关的能量回馈式电芯充放电检测系统、电池组工况模拟检测系统、大功率电池组充放电检测系统等检测技术正不断地被开发并推广。锂电池指标要求不同，其对检测系统的技术要求也不同。锂电池检测系统技术较为复杂，涉及测控技术、能量变换技术、功率变换技术、系统集成及制程工艺等，相应技术的开发及集成能力决定了检测系统的品质，随着锂电池应用领域的不断拓展和行业技术的进步，锂电池检测系统向节能、高效率、高性能、高精度、智能化方向发展。 随着锂电池产品功率的提高、 应用领域的扩大以及下游企业降低生产成本的要求，锂电池检测系统的节能、检测效率和功率的要求相应提高。目前，传统能耗式大功率充放电锂电池检测系统，在充放电过程中需消耗大量电能，而采用诸如能量回馈技术等技术可大幅度降低能量消耗，取得明显的节能效果。在检测效率方面，以优化检测流程及改进检测方法为主要方向，以新能源汽车领域的代表产品电动汽车动力锂电池为例，由于功率大、电池组充放电检测量大，其充放电时间一般长达 4-8 小时；为此，行业中针对电动汽车动力锂电池快充快放技术的研发投入持续加大，未来将应用于新型充放电检测系统的产品开发，持续缩短电池检测时间。 同时，随着新能源汽车制造技术的进一步提升，以及机器人、民用无人机、航空航天等新兴高端锂电池应用领域迅速发展， 其对续航里程的估算等各项指标的精细化程度日益提高，其对锂电池的一致性、电池容量、电池寿命及放电倍率等品质要求更为严格，推动锂电池检测系统检测精度和稳定性不断提高。 锂电池检测系统行业下游客户众多，要求各不相同，具有多样性、个性化定制特征；针对每款定制产品，行业企业都需结合现有产品，重新设计方案，投入产品开发费用，增加大量的成本。随着人力成本的持续增长，以及新能源汽车领域对锂电池市场的旺盛需求，下游锂电池制造工序和产品标准化程度持续提升，行业企业有内外双重动力推动产品向标准化方向发展。 锂电池检测系统行业具有下游技术复杂， 涉及的生产环节多、流程长的特点。随着下游锂电池制造环节自动化程度的提高、智能制造体系的建立，企业对锂电池检测系统承担的制造过程各个节点数据收集、分析及预测，工位管控、反馈、追踪问题， 人机智能交互， 高度集成、 智能生产等智能化方面有更加迫切要求。 随着锂电池应用领域的扩展、锂电池材料技术的革新及制造工艺的进步，锂电池种类及其参数指标不断变化， 下游应用领域对锂电池的品质要求也在发生变化。新能源汽车等动力领域较为注重锂电池的续航能力及安全性；智能电网等储能领域较为注重锂电池的循环寿命； 航天航空等新领域较为注重锂电池在恶劣环境下或失重环境下使用的稳定性。 行业内企业将根据新的锂电池品种和应用领域的检测要求进行针对性的产品研发， 例如针对新能源汽车锂电池采用新的测试方式工况模拟和仿真测试。 锂电池检测系统行业的下游客户众多，要求各不相同，具有多样性、个性化定制特征。因此，锂电池检测系统行业企业通常根据下游客户的个性化要求进行订单生产，在经营模式上采取直销的方式，直接面向下游客户进行销售。 锂电池检测系统的行业波动主要与下游锂电池市场需求有关， 而锂电池市场需求又与宏观经济环境及锂电池的行业应用情况密切相关。 近年来各国对节能环保重视程度不断提高、锂电池产品技术愈发成熟，此前 3C 产品是锂电池的应用领域，智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动智能设市场快速发展推动锂电池应用的迅速增长。当前 3C 产品的锂电池需求量增长已较为有限，以新能源汽车、储能为代表的新兴锂电池应用市场快速发展，在未来一段时间内将带动锂电池市场需求的快速提升。由于下游应用领域不断扩展，市场需求巨大，本行业的周期性不明显。 锂电池检测系统制造商主要集中在以福建、 广东及浙江为主的华东和华南地区。下游应用企业主要分布在长三角、珠三角、京津冀等产业集中区域。 锂电池检测系统行业的季节性与下游客户的扩产计划关系紧密。在 3C 及电动工具、电动自行车领域，由于受到节假日消费及下游客户为应对消费旺季而提前货等因素的综合影响，行业内企业下半年的生产和销售规模普遍高于上半年。新能源汽车领域、储能领域的季节性特征总体不明显。 锂电池是上个世纪新发展的一种绿色能源，其研究开发一直受到各国的重视。国外的锂电池检测系统开发起步较早，技术较为成熟。全球锂电池检测系统制造商中， 规模较大、知名度及市场份额较高的企业有美国 Bitrode、德国 Digatron及纳斯达克上市 AV 等。此外，美国 MACCOR、日本 HIOKI 在部分锂电池产品检测领域也具有一定产品优势。国外企业具有市场先发优势，品牌效应高，占据高端锂电池检测系统一定市场份额。 受益于国际产业转移以及我国政策大力鼓励，我国锂电池工业及配套产业发展迅速，现已成为全球主要的锂电池生产国家之一。我国锂电池检测系统生产具紧密结合实际应用优势，围绕主要锂电池生产区域已形成一定规模。 国内锂电池应用领域的快速发展和锂电池市场需求高速增长，推动我国锂电池检测系统生产商加大自主开发力度。 目前国内企业已开发出不同应用领域的锂电池检测系统，技术成熟，部分产品参数达到了国际水平，如本开发的应用于电动汽车动力锂电池的工况模拟检测系统，响应时间达到 3 毫秒；随着国内企业技术水平的迅速发展， 部分企业的产品已应用对供应商要求严格的下游企业供应链中。 国外锂电池检测系统开发企业发展时间长，生产流程相对固化，多数仅供应标准化检测系统，无法满足国内客户的定制化需求；且多数国外企业尚未在中国设立分支机构和办事处，仅借助代理商渠道进行销售，本土服务能力较弱，给下游企业带来设维护成本高、维护周期长等问题。国内企业则具应用灵活、本地化服务的优势，更适应国内商需求。 郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请时间联系我们修改或删除，多谢。 下一篇：2016年医药工业主营业务收入增长9.92%，利润同比增长15.57% 戏里戏外话《装台》小说电视剧《装台》里的卖鸟人惠利胜暨装台原型人物朱冬生 西部运营中心：西安市经济技术开发区凤城二路10号天地时代广场C座12层
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