中國儲能網(wǎng)訊：在2013年在中國（宜春）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇（ABEC2013），組委會邀請了世界500 強之一的江森自控（JCI）、全球最大的水電公司加拿大魁北克水電（Hydro Québec）、中國營收最高的鋰離子電池企業(yè)東莞新能源（ATL）、中國產(chǎn)銷量最大的鋰離子電池企業(yè)天津力神（Lishen）、深圳創(chuàng)明（CHAM）等以及中科院物理所黃學(xué)杰研究員、北京大學(xué)其魯教授、法國國家科研中心Alain Mauger 教授等赴會演講。本次論壇這些鋰離子電池企業(yè)關(guān)于其在應(yīng)用技術(shù)開發(fā)方面的介紹不多，這有些遺憾，只能希望以后的ABEC 論壇逐步增加這方面內(nèi)容。下面我們有選擇地對其中一些內(nèi)容進行小結(jié)（本章節(jié)重點分析18650鋰電池和深圳市創(chuàng)明電池技術(shù)有限公司案例）。
18650 電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
深圳市創(chuàng)明電池技術(shù)有限公司（CHAM，官網(wǎng)www.cham.com.cn）是本次ABEC2013 宜春論壇的移動電源禮品主贊助商之一，該公司在論壇上的演講報告題目是《18650 電池特性及應(yīng)用》，較為全面地介紹了這個代表性圓柱型鋰離子電池產(chǎn)品同時也是銷量最大的單一型號的鋰離子電池產(chǎn)品的發(fā)展狀況。該報告的相關(guān)內(nèi)容可以結(jié)合前面歐洲Avicenne 的產(chǎn)業(yè)研究一起來看，二者的數(shù)據(jù)有些不同。
公開資料顯示，在中科院物理所陳立泉院士的支持下，深圳創(chuàng)明于2003 年03 月成立，目前營收約5 億元，主營18650 電池業(yè)務(wù)。該公司于2004 年開始小批量生產(chǎn)18650 電芯，自稱是中國首家量產(chǎn)2.6Ah 和2.8Ah 的18650 電芯的企業(yè)（分別于2009 年和2011 年實現(xiàn)量產(chǎn)），現(xiàn)在已介入移動電源產(chǎn)品制造領(lǐng)域，創(chuàng)造的“Powerocks”（寶格石）已成為中國移動電源領(lǐng)域的知名品牌。
（1）18650 電池特性及產(chǎn)銷總況
在各種型號的鋰離子電池產(chǎn)品出貨量中，18650 電池是占比最多的，也是迄今為止價格最便宜的。由于18650 電池具有規(guī)定的尺寸（直徑18mm×長65mm）和龐大的需求量，因此其生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度也在各類鋰離子電池產(chǎn)品中是最高的，產(chǎn)品的一致性也最好，安全性最可靠。不過，具有將近10 年生產(chǎn)經(jīng)驗的深圳創(chuàng)明認為，18650 電池做出產(chǎn)品容易，但要做好卻很難。該公司認為，做好18650 電池需要優(yōu)質(zhì)的原材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及有效的制程管控等。
通過前面對歐洲Avicenne 演講報告的介紹知道，鋰離子電池產(chǎn)品主要有圓柱型、方型和聚合物3 大類，其中圓柱型產(chǎn)品主要有18650、16650、26650 等多種型號，其中18650 型電池的出貨量最大，遠超其他圓柱型電池總出貨量之和。
圖11 是深圳創(chuàng)明演講報告中給出的數(shù)據(jù)，這與歐洲Avicenne 的數(shù)據(jù)有些不同，真鋰研究尚不清楚這些數(shù)據(jù)的最終出處。圖11 上顯示，2013 年全球鋰離子電池出貨量42.45 億只，其中聚合物電池11.86億只，占比27.94%；方型電池16.50 億只，占比38.87%；圓柱型電池14.09 億只，占比33.19%。
從圖11 上可以看到，聚合物電池的出貨量在持續(xù)上升，而18650 電池的出貨量則穩(wěn)中有降。
鋰離子電池單價的走勢見圖11 下，這張圖可能說的是18650 電池的價格變化。從中可以看到，各種容量的鋰離子電池的價格都在持續(xù)下降中。
圖12 上是2008 年～2012 年全球10 大鋰離子電池企業(yè)的18650 電池的產(chǎn)能、產(chǎn)量和出貨量情況，從中可以看到，前10 強的18650 電池總產(chǎn)能約9.5 億只，但產(chǎn)量約為7 億只，產(chǎn)能利用率不到75%。中國電池雜志-中國電池網(wǎng)戰(zhàn)略合作機構(gòu)——真鋰研究預(yù)計這種狀況未來幾年之內(nèi)也難以改變。
前10 強的出貨量總和不到5.5 億只，與產(chǎn)量有較大差距，這表示企業(yè)的庫存較大，而且自2008 年以來基本上都是如此，近兩年還有加大的趨勢。中國電池雜志-中國電池網(wǎng)戰(zhàn)略合作機構(gòu)——真鋰研究認為，18650 電池的市場這幾年來一直面臨著轉(zhuǎn)型的壓力，特別是在最大的應(yīng)用領(lǐng)域——筆記本電腦市場，使用聚合物電池或16650 電池的超極本正在規(guī)?；〈褂?8650電池的傳統(tǒng)筆記本電腦。
龐大的18650 電池產(chǎn)能何去何從，是所有18650 電池企業(yè)都需要認真面對的一個問題。
在各種18650 電池中，出貨量最大的是2.2Ah 的產(chǎn)品，自2009 年以來一直占據(jù)榜首位置，2009 年2 季度出貨量首次超過1 億只/季，2010 年1 季度首次超過1.5 億只/季，在高峰的2011 年2 季度和3 季度，接近2 億只/季。從年份來看，2009 年2.2Ah 產(chǎn)品出貨量約3.6億只，2010 年飆升到6.3 億只，2011 年突破7 億只，2012 年略有下降，約6.65 億只左右。2012 年2.2Ah 產(chǎn)品在所有18650 電池總出貨量中占比約40%。
出貨量緊隨其后的是1.5Ah 以下產(chǎn)品和2.6Ah 產(chǎn)品，占比在15%～18%之間?？傮w來看，≥2.6Ah 的18650 產(chǎn)品的出貨量占全部18650 電池出貨量的40%左右。從產(chǎn)品技術(shù)含量來看，由于體積固定，因此大致可以認為容量越高的產(chǎn)品，技術(shù)含量越高，產(chǎn)品的利潤也就相應(yīng)地更高。三星SDI 的2.2Ah 18650 電池產(chǎn)品雖然出貨量很大，但2012 年1.4 美元/只的價格基上賺不到錢，其18650 電池的利潤主要來自≥2.6Ah 的產(chǎn)品。松下目前給特斯拉供應(yīng)的18650電池產(chǎn)品就是3.1Ah 的，技術(shù)含量最高。中國企業(yè)的18650 電池產(chǎn)品主要集中在利潤很低的2.2Ah 及以下容量的產(chǎn)品，能生產(chǎn)2.6Ah 產(chǎn)品的企業(yè)很少。從這個角度看，中國企業(yè)的18650電池產(chǎn)品基本上集中在中低端市場。
提到松下，我們都知道，它給特斯拉提供的18650 電池產(chǎn)品使用的正極材料是鎳鈷鋁酸鋰（NCA）。目前絕大多數(shù)18650 電池產(chǎn)品用的都是含鈷的正極材料（鈷酸鋰（LCO）和鎳鈷錳酸鋰（NCM））而非磷酸鐵鋰（LFP），只有索尼（Sony）等極少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)LFP 18650電池。深圳創(chuàng)明認為這主要有以下兩方面原因：①鈷系材料分解溫度高，即使是小顆粒的LCO 的分解溫度也遠遠高于18650 可承受的噴火溫度，而最安全的LFP 材料依然安全事故問題頻發(fā)，因為其制程缺陷造成18650 電池內(nèi)部的硬傷是安全事故發(fā)生的根源；②電解液和正負極材料的雜質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)是電池性能劣化的微觀原因。
基于此，深圳創(chuàng)明認為18650 電池正極材料的發(fā)展方向是高鈷→低鈷、高電壓，其中NCM 的用量會越來越大。今后18650 電池使用的的正極材料的組合主要有：①NCM（111、442、523、622 等）；②NCA；③NCM+LCO；④NCM+LMnFe 等。對于18650 電芯制造而言，主要考慮的是材料的穩(wěn)定性，要求材料的批次差異盡可能小。
（2）中國18650 電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況
深圳創(chuàng)明認為，中國18650 型鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷了五個階段：①第一階段：中國企業(yè)大約從2000 年開始涉足18650 電池制造，從1.8Ah 產(chǎn)品開始，主要應(yīng)用市場是移動DVD 領(lǐng)域。在這個階段，18650 電池還是一個相對神秘的產(chǎn)品，只要能做出來便可以賺錢。②第二階段：大約從2005 年開始，在國外領(lǐng)先企業(yè)的帶動下，國內(nèi)企業(yè)開始生產(chǎn)可在電動工具領(lǐng)域用18650 電池以替代鎳鎘電池，產(chǎn)品以側(cè)重功率的1.3Ah 的18650 電池產(chǎn)品為主（此時電動工具用代表性18650 電池產(chǎn)品是索尼1.1Ah 產(chǎn)品）。
③第三階段是2007 年～2009 年，對電池一致性要求較高、同時利潤也較高的筆記本電腦用18650 電池市場吸引了越來越多中國企業(yè)關(guān)注的目光，中國企業(yè)開始陸續(xù)進入筆記本電池二級市場，主要生產(chǎn)2.0Ah～2.2Ah 的鈷酸鋰系18650 電池。④第四階段是2009 年～2011年，這個時期國內(nèi)18650 電池產(chǎn)能開始了瘋狂擴張的時期，導(dǎo)致產(chǎn)能嚴重過剩，成本壓力不斷加大。此時18650 電池制造所需的正極材料開始由鈷酸鋰（LCO）向NCM 三元材料傾斜。
在第四階段，因筆記本電腦市場呈現(xiàn)出飽和的趨勢，僅靠替代鎳鎘電池的增量市場根本容納不了迅速擴張的產(chǎn)能，加上全球性的金融危機，國內(nèi)一些企業(yè)不得不放棄18650 電池，這個階段倒閉的18650 電池企業(yè)不少，能夠堅持下來的，開始進入了中國18650 電池發(fā)展的第五個階段（2011 年至今）。第五階段的標志性事件是移動電源市場的突然崛起，在移動電源市場需求的拉動下，18650 電池市場火爆異常，而且該市場技術(shù)門檻比較低，市場秩序亦無規(guī)范可言，企業(yè)只要做出電池產(chǎn)品就可以找到銷路。
對于中國18650 型鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況，深圳創(chuàng)明總結(jié)了以下幾點：①不健康的產(chǎn)業(yè)鏈（材料→電芯→Pack）使得所有從業(yè)者都很艱難；②技術(shù)開發(fā)人員的產(chǎn)品開發(fā)意識存在問題，不是做更好的產(chǎn)品，而是做更低價的產(chǎn)品，直接導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展陷入比拼價格的泥潭；③蒙上新能源神秘面紗的鋰離子電池相關(guān)產(chǎn)品（材料、電池）吸引了大量資本和企業(yè)的關(guān)注及介入，競爭空前激烈；④通過擴大規(guī)模以降低成本的“量大為王”的理論一直主導(dǎo)著中國18650 電池產(chǎn)業(yè)，造成產(chǎn)品長期供過于求；⑤能和三星SDI 等抗衡的品牌和質(zhì)量的產(chǎn)品一直沒有出現(xiàn)，產(chǎn)能擴張大多為低水平的重復(fù)建設(shè)。中國18650 電池的發(fā)展進入了一個死循環(huán)。在這種狀況下，生存下來并取得發(fā)展的企業(yè)很少，深圳創(chuàng)明和江西福斯特可謂兩種不同發(fā)展路線的代表性企業(yè)。深圳創(chuàng)明在艱難前行時敏銳地發(fā)現(xiàn)并把握住了移動電源這個新興市場，及時地介入下游移動電源制造領(lǐng)域，把企業(yè)的發(fā)展帶上了一個新高度。目前，深圳創(chuàng)明的移動電源產(chǎn)品并不是完全使用自身制造的18650 電芯，對于一些高端的移動電源產(chǎn)品，他們還是會采購三星SDI 等企業(yè)生產(chǎn)的品質(zhì)表現(xiàn)最好的18650 電芯。
深圳創(chuàng)明沒有走比拼價格的道路，而是通過介入下游移動電源制造、打造移動電源品牌的方式保證企業(yè)獲得盡可能高的利潤。江西福斯特則致力于走比拼價格的道路，該公司在困難的生存環(huán)境中做出的決策是：每只18650 電芯只賺0.3 元錢，在此基礎(chǔ)上盡可能保證電芯的品質(zhì)。依靠此策略，福斯特的18650 電芯產(chǎn)品一直保持著一定的性價比優(yōu)勢，所以也在不斷發(fā)展壯大。在電芯價格不斷下降的今天，這條路要走好也不容易。當傳出三星SDI 的2.2Ah18650 電芯單價要降到1 美元的情況下，福斯特表示他們也可以繼續(xù)跟進降價，而且0.3 元/只的利潤水平不會下降。
演講中深圳創(chuàng)明提出了一個值得思考的課題：如何用中國的方式做好18650 電池？他們從以下四個方面給出了答案：①從產(chǎn)品路線來看，高容量和高功率是18650 電芯制造的兩條基本不變的發(fā)展路線，選擇好路線之后剩下的就是做好電池的一致性。②材料：NCM 系材料是中國現(xiàn)有技術(shù)條件下最適合的正極材料，負極材料方面高容量人造石墨是首選，電解液要求滲透性好的同時輔之以過充添加劑，隔膜要強調(diào)閉孔溫度與韌度，蓋帽的CID 要保證可靠性（CID 要在內(nèi)壓下自動斷開，特別是在過充條件下）。③電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，要注意氣室空間、填充比、電極孔隙率等問題。④設(shè)備方面中國需要大幅度提高設(shè)備制造能力，目前中國的相關(guān)設(shè)備并不省人省心，與18650 電池高效率的自動化要求存在矛盾。
作為中國“老牌”的18650 電池企業(yè)，深圳創(chuàng)明也談到了他們對于做18650 電池的幾點體會，這也值得我們思考。①不要想著做更便宜的18650 電池，而要想著做性能更好的和有差異化的18650 電池；②企業(yè)之間在戰(zhàn)略層面的合作要遠遠好于無底線的競爭；③從業(yè)技術(shù)人員的開放度低，相對比較保守，難以接納新東西；④要增強行業(yè)的透明度，不要關(guān)起門來做；⑤要比客戶更清楚他到底需要什么樣的18650 電池；⑥要讓供應(yīng)商知道你到底需要什么，并能解答為什么需要這樣。深圳創(chuàng)明認為，18650 電池的制造已經(jīng)不是某個技術(shù)人員的一個點子、某個策劃所能解決的，而是整個產(chǎn)業(yè)鏈緊密深入配合完成的系統(tǒng)工程。
（3）中國18650 電池的主要市場
中國企業(yè)的18650 電池產(chǎn)品沒有形成主流應(yīng)用，在筆記本電腦這個最大的18650 電池市場以及電動工具這個第二大市場所占的份額都還很小。圖13 上是全球18650 型鋰離子電池的主要市場構(gòu)成情況，從圖中可以看到，筆記本電腦（NBPC）市場需求量占到整個18650 電池總需求量的一半以上（最高峰的時候占到了2/3 左右），由于超極本的出現(xiàn)，筆記本電腦對18650 電池的需求狀況正在呈現(xiàn)下降態(tài)勢：2013 年筆記本電腦市場對18650 電池的需求量約7.4 億只，較2012 年約10.3 億只的需求量有較大幅度地下降。
目前電動工具用鋰離子電池全部使用的幾乎都是18650 電池。從圖13 下可以看到，電動工具市場的主要客戶有德國的博世（Bosch）、麥太保（Metabo）、AEG、喜利得（Hilti），美國的百得（B&D）、米沃奇（Milwaukee），日本的牧田（Makita）、日立（Hitachi）、松下（Panasonic）、利優(yōu)比（Ryobi）以及香港泉峰（Chervon）等，向電動工具市場供應(yīng)18650 電池的鋰離子電池企業(yè)主要有三星SDI、LG 化學(xué)（LGC）、松下、索尼（Sony）、日立萬勝（Maxell）、東莞新能源（ATL）、比克（BAK）、比亞迪（BYD）、天津力神（Lishen）、A123 系統(tǒng)等。
目前尚不清楚圖13 下是哪個產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)在什么時候提供的數(shù)據(jù)。從這張圖來看，在電動工具用18650 電池市場，三星SDI 是最大的供貨商，其次是松下、索尼和LG 化學(xué)，中國的四大鋰離子電池企業(yè)（ATL、比克、比亞迪和力神）的供貨還很少，且基本上集中在Others 領(lǐng)域（上述主要客戶之外的其他客戶）。2011 年～2013 年全球電動工具市場對18650電池的需求都在2.7～2.9 億只的范圍內(nèi)，其中中國企業(yè)的總供貨量約0.4 億只，占比不到15%。
深圳創(chuàng)明認為，中國18650 電池產(chǎn)品主要應(yīng)用在以下幾個領(lǐng)域：①移動電源市場；②筆記本電腦二級市場及部分原裝筆記本電腦市場；③電動工具市場；④移動電子設(shè)備市場；⑤醫(yī)療器械市場；⑥以電動自行車為代表的輕型電動車市場。該公司認為，電動自行車市場將會是中國18650 電池未來首選的市場。他們的理由有：①18650 電池最經(jīng)濟；②易于自動化大規(guī)模生產(chǎn)；③電池模塊的組裝易于實現(xiàn)自動化；④圓柱鋼殼的耐循環(huán)膨脹及使用過程的機械沖擊保證了電池的安全性；⑤18650 電池緊密排列的空間利用率高，而且是線接觸，散熱好；⑥18650 卷芯是完全的中心對稱，以徑向均勻放電。
深圳創(chuàng)明是從電池的性能和價格等角度判斷電動自行車將會發(fā)展成為18650 電池的一個最主要的應(yīng)用市場，該公司演講報告中列出的18650 電池放電與組合性能表現(xiàn)圖、18650電池溫度特性與存儲表現(xiàn)圖見下圖14。同時，該公司還認為18650 電池將會在電動汽車領(lǐng)域取得好成績。
中國電池雜志-中國電池網(wǎng)戰(zhàn)略合作機構(gòu)——真鋰研究在之前的分析中已經(jīng)提到，在18650 電池的產(chǎn)能明顯大于需求量、最大的筆記本電腦市場超極本在取代傳統(tǒng)筆記本電腦的現(xiàn)實下，18650 電池必須要找到新的主導(dǎo)應(yīng)用市場才可以延續(xù)它的生命力。而18650 電池便宜且性能表現(xiàn)穩(wěn)定等特點決定，在鋰離子電池取代鉛酸電池的這些市場，18650 型鋰離子電池將會大展宏圖。而特斯拉在電動汽車領(lǐng)域取得的成功，也在極大地刺激中國企業(yè)將18650 電池用于電動自行車、電動三輪車等目前主要使用鉛酸電池的市場。
當然，在這些新興市場，中國18650 電池企業(yè)也將面臨著三星SDI 等國際巨頭的強有力競爭。這些國際巨頭擁有龐大的18650 電池產(chǎn)能，它們也必須要為這些產(chǎn)能找到新的應(yīng)用市場。三星SDI 宣布將在2014 年將2.2Ah 的18650 電池價格降到1 美元/只，中國電池雜志-中國電池網(wǎng)戰(zhàn)略合作機構(gòu)——真鋰研究認為，它的目的就是要與中國企業(yè)在電動自行車、移動電源等市場展開競爭。因此，中國18650電池產(chǎn)業(yè)的未來雖然較為光明，但路途絕不平坦。
