按電解質(zhì)的材料分類,鋰離子電池可分為液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池。由于聚合物鋰離子電池成本相對(duì)較高,其市場(chǎng)占有率相對(duì)較低。液態(tài)鋰離子電池廣泛應(yīng)用于動(dòng)力汽車領(lǐng)域,在動(dòng)力汽車應(yīng)用領(lǐng)域方面,聚合物鋰離子電池正處于商業(yè)化進(jìn)程中。隨著技術(shù)突破以及規(guī)模化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn),聚合物鋰離子電池成本有望迅速降低,滲透率有望進(jìn)一步提升。

鋰離子電池行業(yè)重要上市公司:寧德時(shí)代(300750．SZ)、國(guó)軒高科(002074．SZ)、億緯鋰能(300014．SZ)、德賽電池(000049．SZ)、南都電源(300068．SZ)等。

本文核心數(shù)據(jù):電池厚度、重量、容量、內(nèi)阻、循環(huán)次數(shù)、滲透率等

鋰離子電池可分為液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池

鋰離子電池使用的電解液一般由有機(jī)溶劑和溶解于其中的鋰鹽組成,目前使用的有機(jī)溶劑重要是碳酸酯類化合物(分為PC基和EC基兩大類)。

鋰離子電池可分為液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池,聚合物鋰離子電池由液態(tài)鋰離子電池發(fā)展而來(lái),聚合物電解質(zhì)除有機(jī)溶劑與鋰鹽外,還包含純固態(tài)/凝膠型聚合物。

兩類電池材料的差別重要在于電解質(zhì)

由于液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料相同,差別重要在于電解質(zhì),液態(tài)鋰離子電池的電解質(zhì)為液態(tài),聚合物鋰離子電池的電解質(zhì)為半固態(tài)膠體或純固態(tài)。

電解質(zhì)材料的不同對(duì)兩者外殼的材質(zhì),隔膜以及集流體的選用均出現(xiàn)影響。與液態(tài)鋰離子電池比較,聚合物鋰離子電池外包裝采用了更薄的鋁膜,比鋼殼、鋁殼更薄,不過,在電池厚度相同的情況下,聚合物鋰離子電池的材料成本與液態(tài)鋰離子電池接近,但工藝成本比后者高很多;

在聚合物鋰離子電池中,電解質(zhì)起著隔膜和電解液的雙重功能:1)像隔膜相同隔開正負(fù)極材料,使電池內(nèi)部不發(fā)生自放電及短路;2)發(fā)揮電解液的用途,在正負(fù)極之間傳導(dǎo)鋰離子。

聚合物鋰離子電池占有率相對(duì)較低

聚合物鋰離子電池的厚度理論上可達(dá)到0．5mm,符合手機(jī)對(duì)電池厚度在4mm及以下的要求;聚合物鋰離子電池與液態(tài)鋰離子電池相比,在同等容量下重量更輕,在同等尺寸下容量更高;聚合物電芯的內(nèi)阻可達(dá)35mΩ以下,極大地減低了電池的自耗電。

相比于液態(tài)鋰離子電池,聚合物鋰離子電池能量密度更高、可定制程度更靈活、重量較輕、安全性較高。不過,由于其成本相對(duì)液態(tài)鋰離子電池來(lái)說較高,因此,聚合物鋰離子電池市場(chǎng)占有率相對(duì)較低。

兩類電池應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展

液態(tài)鋰離子電池廣泛應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、工業(yè)市場(chǎng)等領(lǐng)域,憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì),在便攜式電腦、攝錄相機(jī)、規(guī)模儲(chǔ)能等市場(chǎng)得到應(yīng)用。隨著液態(tài)鋰離子電池性能的提升,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展,如電動(dòng)工具,電動(dòng)玩具,電話及家用電器等。

聚合物鋰離子電池具有薄形化特點(diǎn),從而可以配合產(chǎn)品需求。聚合物鋰離子電池重要應(yīng)用于手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)、筆記本電腦等。隨著其技術(shù)的不斷成熟,價(jià)格不斷下降,聚合物鋰離子電池的潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括電動(dòng)汽車、小型電臺(tái)及對(duì)講機(jī)、電動(dòng)自行車、特種領(lǐng)域等。

根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),聚合物鋰離子電池在動(dòng)力汽車領(lǐng)域的滲透率較低,2020年,液態(tài)鋰離子電池(圓柱與方形電池)在動(dòng)力汽車領(lǐng)域出貨量占比達(dá)90．5%。在動(dòng)力汽車應(yīng)用領(lǐng)域方面,聚合物鋰離子電池正處于商業(yè)化進(jìn)程中。

聚合物鋰離子電池滲透率有望進(jìn)一步提升

目前,聚合物鋰離子電池大部分處于實(shí)驗(yàn)室中試階段,其成本相較于液態(tài)電池仍不具備可比性,但伴隨著技術(shù)突破以及規(guī)模化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn),其成本有望迅速降低。以PEO或類PEO為基膜的聚合物固體電解質(zhì)有望加速推進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程,從而帶動(dòng)聚合物鋰離子電池滲透率的提升。