عمیق | باتری‌های لیتیومی مصرفی: سلول‌های کوچک، بازار بزرگی را هدایت می‌کنند و تکرارهای فناوری، چرخه جدیدی را آغاز می‌کنند

در دنیای امروز که گوشی‌های هوشمند، هدفون‌های بی‌سیم و دستگاه‌های دارای صفحه نمایش تاشو رواج یافته‌اند،...سبک، عمر باتری طولانی، شارژ سریع و ایمن.باتری‌های لیتیومی مدت‌هاست که به «قلب» لوازم الکترونیکی مصرفی تبدیل شده‌اند. از زمان عرضه اولین باتری لیتیوم-یونی تجاری توسط سونی در سال ۱۹۹۱ تا شرکت‌های چینی که رهبری جهانی را در دست گرفته‌اند، باتری‌های لیتیومی مصرفی بیش از سه دهه توسعه را پشت سر گذاشته‌اند و اکنون یک اکوسیستم قوی ایجاد کرده‌اند.یک آهنگ بالغ تریلیون دلاریو با توجه به سناریوهای جدید مانند پایانه‌های هوش مصنوعی، دستگاه‌های پوشیدنی و پهپادها، قرار است وارد شودتکرار فناوری و ارتقاء تقاضادوره بحرانی.

باتری‌های لیتیومی مصرفی: چه هستند؟ چه ارزش منحصر به فردی ارائه می‌دهند؟

باتری‌های لیتیومی، بر اساس سناریوی کاربرد، به موارد زیر تقسیم می‌شوند:نوع مصرف، نوع توان، نوع ذخیره انرژیسه دسته اصلی. باتری‌های لیتیومی مصرفی به طور خاص به آنهایی اشاره دارند که با ... سازگار هستند.لوازم الکترونیکی مصرفی و پایانه‌های کوچک 3Cباتری‌های لیتیوم-یونی به طور گسترده در دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها، هدفون‌های بلوتوث، ساعت‌های هوشمند، صفحه نمایش‌های تاشو، پهپادها و دستگاه‌های پزشکی قابل حمل استفاده می‌شوند.

از دیدگاه ریخت‌شناسی، باتری‌های لیتیومی مصرفی به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:کیسه پلیمری استوانه‌ای، مربعیسه دسته:

باتری لیتیومی استوانه‌ای

ساختار ساده و کم‌هزینه، اما قطر نسبتاً بزرگ آن، ادغام آن را در دستگاه‌های باریک و سبک دشوار می‌کند.

باتری لیتیوم مربعی

نمای بیرونی پایدار است و ایمنی خوبی ارائه می‌دهد، اما فاقد انعطاف‌پذیری طراحی است و نازک کردن آن دشوار است.

باتری لیتیوم پلیمری نرم

بسته‌بندی شده در فیلم آلومینیومی-پلاستیکی،نازک و انعطاف‌پذیر، چگالی انرژی بالا، ایمن و قابل کنترل، با شکل قابل تنظیم.باتری‌های لیتیومی استوانه‌ای و منشوری، کاملاً مطابق با تقاضای لوازم الکترونیکی مصرفی برای «نازکی، عمر باتری طولانی و طراحی‌های غیرمتعارف»، اکنون به‌طور کامل با باتری‌های لیتیومی رایج و مصرفی جایگزین شده‌اند.بسته نرم پلیمریدگرگونی.

در مقایسه با باتری‌های قدرت و باتری‌های ذخیره انرژی، ویژگی اصلی باتری‌های لیتیومی مصرفی عبارت است از:اندازه کوچک، چگالی انرژی بالا، ایمنی بالا، ضریب شکل انعطاف‌پذیر، تکرارپذیری سریع— باتری‌های قدرت بر ظرفیت و توان بالا تأکید دارند، باتری‌های ذخیره انرژی بر هزینه کم و چرخه عمر طولانی تمرکز دارند، در حالی که باتری‌های لیتیومی مصرفی نیاز به ...ایجاد تعادل بین عمر باتری، شارژ سریع، ایمنی و ضخامت کم در فضایی بسیار کوچک.با موانع تکنولوژیکی بالاتر و سرعت تکرار سریع‌تر.

انرژی چانگونگ، چینگ جیانچون؛ انرژی چانگونگ، چینگ جیانچون

II. توسعه صنعت: از هیچ به چیزی - چین به «پیشی گرفتن روی یک منحنی» دست می‌یابد

۱. آغازهای جهانی: سونی پیشگامان عصر تجاری (۱۹۹۱-۲۰۱۰)

در سال ۱۹۹۱، سونی ژاپن اولین باتری لیتیوم-یونی تجاری جهان را عرضه کرد و رسماً دوران باتری‌های لیتیومی مصرفی را آغاز نمود. در طول این مرحله،شرکت‌های ژاپنی در فناوری و بازار پیشرو هستند.پاناسونیک، سونی و سانیو سهم عمده بازار جهانی را در اختیار دارند. باتری‌های لیتیوم-یونی به تدریج جایگزین باتری‌های نیکل-کادمیوم و آلکالاین می‌شوند و به منبع تغذیه اصلی تلفن‌های همراه، پخش‌کننده‌های MP3 و لپ‌تاپ‌های نسل اولیه تبدیل می‌شوند.

۲. ظهور چین: تحولات صنعتی و پیشرفت‌های تکنولوژیکی (۲۰۱۰-۲۰۲۰)

با انتقال ظرفیت تولید لوازم الکترونیکی مصرفی به چین، صنعت باتری لیتیومی مصرفی چین در حال ورود به عصر طلایی خود است. از طریق...واردات فناوری، تحقیق و توسعه مستقل و گسترش ظرفیتشرکت‌های چینی به سرعت در فناوری‌های مواد کلیدی مانند کاتد، آند، جداکننده‌ها و الکترولیت‌ها به پیشرفت‌هایی دست یافته‌اند و فرآیندهای تولید سلول همچنان در حال بهینه‌سازی هستند که منجر به کاهش قابل توجه هزینه‌ها می‌شود. در طول این مرحله،ATL، EVE Energy، Changhong Energy،فناوری هائوپنگصبر کنشرکت‌ها در حال ظهور هستند و سهم بازار جهانی در چین متمرکز شده است.

۳. رهبری بالغ: تسلط جهانی و رهبری فناوری (۲۰۲۰ تاکنون)

در حال حاضر، چین تأسیس کرده است ...جامع‌ترین زنجیره صنعت باتری لیتیوم مصرفی جهانپوشش کل زنجیره ارزش - از استخراج و فرآوری لیتیوم گرفته تا آماده‌سازی مواد، تولید سلول، مونتاژ بسته‌بندی و بازیافت باتری - با سهم بازار جهانی بیش از ...۶۰٪، شدنمرکز جهانی تولید و تحقیق و توسعه باتری لیتیوم.

III. نگاهی وسیع به زنجیره صنعتی: همکاری بالادستی و پایین‌دستی برای ایجاد یک فضای رقابتی برای صنعت

زنجیره صنعت باتری لیتیوم یون مصرفیتقسیم کار شفاف و همکاری نزدیکمواد بالادستی عملکرد را تعیین می‌کنند، تولید میان‌دستی کیفیت را تعیین می‌کند و کاربردهای پایین‌دستی نوآوری را هدایت می‌کنند.

۱. بالادستی: مواد اصلی - منبع عملکرد

جنس الکترود مثبت

مواد اصلی عبارتند از اکسید کبالت لیتیوم (برای تلفن‌های همراه/باتری‌های رده بالای بسته‌بندی نرم)، مواد سه‌تایی (برای چگالی انرژی بالا) و فسفات آهن لیتیوم (برای هزینه کم) - که همه آنها عملکرد باتری را تعیین می‌کنند.چگالی انرژی، ولتاژ، چرخه عمر;

جنس الکترود منفی

آندهای مبتنی بر سیلیکون که عمدتاً بر پایه گرافیت طبیعی و گرافیت مصنوعی هستند، تجاری‌سازی خود را تسریع کرده و بر باتری‌ها تأثیر می‌گذارند.قابلیت شارژ سریع، طول عمر بالا، عملکرد در دمای پایین;

دیافراگم

در درجه اول از جداکننده‌های فرآیند مرطوب، با یک لایه سرامیکی پوشش داده شده برای افزایش ایمنی، جداسازی الکترودهای مثبت و منفی و جلوگیری از اتصال کوتاه استفاده می‌شود.

الکترولیت

نمک‌های لیتیوم + حلال‌های آلی + افزودنی‌ها - این عوامل بر باتری تأثیر می‌گذارند.رسانایی الکتریکی، عملکرد در دمای پایین، چرخه عمر.

۲. میان‌دست: تولید سلولی - حلقه اصلی

جریان میانی استتولید سلول و مونتاژ بسته‌بندیهسته اصلی زنجیره صنعتی است. ظرفیت تولید جهانی باتری‌های لیتیوم-یون مصرفی در چین، ژاپن و کره جنوبی متمرکز است و شرکت‌های چینی در حال بهره‌برداری از...مزایای هزینه، تکرار فناوری و مقیاس ظرفیت تولیدتسلط، پوشش محصولبسته نرم افزاری پلیمری، استوانه ای و مربعی.کل این سری با سناریوهای مختلف لوازم الکترونیکی مصرفی سازگار است.

۳. پایین‌دستی: لوازم الکترونیکی مصرفی، موتور تقاضا

کاربردهای پایین‌دستی به دو دسته تقسیم می‌شوند۳C سنتیباپایانه‌های نوظهور:

۳C سنتی

گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌ها—این‌ها باتری‌های لیتیوم-یونی مصرفی هستند.پایه هستهتقاضا پایدار است و چرخه به‌روزرسانی آن ۱ تا ۲ سال است.

پایانه‌های نوظهور

هدفون‌های بلوتوث، ساعت‌های هوشمند، صفحه نمایش‌های تاشو، واقعیت افزوده/واقعیت مجازی، پهپادها، سیگارهای الکترونیکی، دستگاه‌های پزشکی قابل حمل،رشد سریع، پتانسیل بالا، باتری را به سمتنازک، انعطاف‌پذیر، بسیار ایمن و قابل تنظیمارتقا دهید.

چهارم. وضعیت بازار: تقاضا به طور پیوسته در حال بهبود است و چین در جهان پیشرو است

۱. بازار جهانی: به طور مداوم در حال گسترش در اندازه، ناشی از موارد استفاده نوظهور

محموله‌های جهانی باتری لیتیومی در سال ۲۰۲۴۱۵۴۵.۱ گیگاوات ساعت، نسبت به سال گذشته 28.5 درصد افزایش یافته است؛ در میان آنها، محموله‌های باتری‌های لیتیومی مصرفی (باتری‌های کوچک)۱۲۴.۱ گیگاوات ساعت، نسبت به سال گذشته 9.6 درصد افزایش یافته است. در سال 2025، تقاضای جهانی برای باتری‌های لیتیومی مصرفی به ... خواهد رسید.۱۱۲ گیگاوات ساعت، نسبت به سال گذشته ۱۳ درصد افزایش یافته است،تلفن‌های هوش مصنوعی، دستگاه‌های پوشیدنی، پهپادهابه یک محرک اصلی رشد تبدیل شوید.

۲. بازار چین: تولید در حال بهبود و رشد است و محموله‌ها به طور پیوسته در حال افزایش هستند.

تولید

2016-2022 در این سال، تولید باتری لیتیوم-یون چین از 28.87 گیگاوات ساعت به 104.1 گیگاوات ساعت افزایش یافت که نرخ رشد مرکب سالانه آن 23.83 درصد بود. در سال 2023، به دلیل تعدیل تقاضا، تولید به 80 گیگاوات ساعت کاهش یافت (کاهش سالانه 23.15 درصد). در سال 2024، تولید با نرخ رشد 5 درصد دوباره افزایش یافت.

مقدار تقاضا

تقاضای سالانه چین برای باتری‌های لیتیوم-یونی در سال ۲۰۲۴۵۳.۹۷ گیگاوات ساعتگوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و هدفون‌های بلوتوث، سناریوهای اصلی مصرف هستند.

حجم حمل و نقل

۲۰۲۲ - صادرات سالانه ۴۸ گیگاوات ساعت (به دلیل تقاضای ضعیف و کاهش)؛ به تدریج از سال ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ بهبود می‌یابد و تا سال ۲۰۲۵ به [سطح مشخصی] می‌رسد.۵۵ گیگاوات ساعت.

۳. چشم‌انداز رقابتی: تحت سلطه چین، ژاپن و کره جنوبی؛ تمرکز بازار چین در حال افزایش است.

تولیدکنندگان جهانی باتری لیتیوم-یون مصرفی در ... متمرکز شده‌اند.چین، ژاپن، کره جنوبیغول‌های بین‌المللی مانند پاناسونیک، سامسونگ SDI و ال‌جی کمیکال هنوز سهمی در این بازار دارند، اما...ظهور شرکت‌های چینیسهم بازار به سمت بازیگران پیشرو متمرکز شده است و صنعت الگویی از «تمرکز در میان بازیگران برتر، با تمرکز شرکت‌های کوچک و متوسط ​​بر تخصص» را نشان می‌دهد.

V. روندهای توسعه: سه جهت اصلی که نسل بعدی باتری‌های لیتیومی مصرفی را شکل می‌دهند

۱. چگالی انرژی بالا: نوآوری در مواد، محدودیت‌ها را در هم می‌شکند

لوازم الکترونیکی مصرفیسبک + عمر باتری طولانیتقاضا، نیاز به افزایش چگالی انرژی را افزایش می‌دهد؛ آندهای گرافیتی سنتی تقریباً به حد نظری خود رسیده‌اند و پیشرفت‌های آینده بر این حوزه متمرکز خواهد بود.

آند مبتنی بر سیلیکون

با جایگزینی بخشی از گرافیت، چگالی انرژی 30 تا 50 درصد افزایش می‌یابد و آن را برای گوشی‌های هوشمند رده بالا و لپ‌تاپ‌های فوق نازک مناسب می‌کند.

کاتد با نیکل بالا

سری NCM811/NCM9 دارای چگالی انرژی 250 تا 280 وات ساعت بر کیلوگرم است؛

الکترولیت حالت جامد

باتری‌های نیمه‌جامد به تدریج از سال ۲۰۲۶ وارد بازار تجاری خواهند شد و چگالی انرژی آنها به ۳۵۰ تا ۴۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم خواهد رسید. باتری تمام‌جامد انتظار می‌رود از مرز ۵۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم عبور کند.

نوآوری ساختاری

فرآیند لایه‌بندی و زبانه‌های ترمینال در موقعیت میانی، باعث افزایش استفاده حجمی و افزایش چگالی انرژی به سمت ... می‌شوند.۴۰۰ وات ساعت بر کیلوگرمقدم به جلو بردار.

۲. انقلاب شارژ سریع: شارژ کامل ۱۵ دقیقه‌ای، سازگار با همه سناریوها

سناریوهای شارژ تکه‌تکه در حال گسترش هستند،شارژ سریع به یک مزیت رقابتی اصلی تبدیل شده است.تمرکز صنعت:

ارتقاء مواد

گرافیت با بزرگنمایی بالا، الکترولیت با امپدانس پایین و سیم‌پیچ چند زبانه - دستیابی به ...شارژ ۸۰ درصدی ۱۵ در عرض چند دقیقه;

تعادل فنی

با ایجاد تعادل بین شارژ سریع، چرخه عمر و ایمنی حرارتی و با مدیریت هوشمند BMS، با هدفون، ساعت هوشمند، تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ سازگار است.شارژ سریع برای همه سناریوها.

۳. ایمنی + انعطاف‌پذیری: سازگار با صفحه نمایش‌های تاشو و دستگاه‌های با شکل نامتعارف

تنوع در اشکال لوازم الکترونیکی مصرفی (صفحه نمایش‌های تاشو، صفحه نمایش‌های لوله شونده، پوشیدنی‌ها) پیشرفت باتری‌ها را به سمت... سوق می‌دهد.ایمنی + انعطاف‌پذیریارتقا:

فناوری امنیتی

طراحی تمام ترمینال‌های گوشی، جداکننده با پوشش سرامیکی و الکترولیت ایمنی ذاتی برای جلوگیری از فرار حرارتی؛

نوآوری ساختاری

باتری‌های ناهمگن، باتری‌های انعطاف‌پذیر و باتری‌های فوق‌العاده نازک - کاملاً مناسب برای صفحه نمایش‌های تاشو و پوشیدنی‌های هوشمند، حتی در صورت خم شدن.ایمن و قابل اعتماد.

ششم. پشتیبانی از سیاست: طراحی سطح بالا، توسعه سالم صنعت را تضمین می‌کند

در سال‌های اخیر، چین سیاست‌های متعددی را در پیش گرفته است.حمایت از نوآوری در فناوری باتری‌های لیتیوم-یون، استانداردسازی توسعه صنعت و ترویج بازیافت و استفاده مجدد.:

ژوئیه ۲۰۲۳

وزارت صنایع و فناوری اطلاعات و دو وزارتخانه دیگر «برنامه کاری برای تثبیت رشد در صنایع سبک (2023-2024)» را منتشر کرده‌اند که خواستار تسریع تحقیق و توسعه فناوری‌های کلیدی باتری‌های لیتیوم-یون، افزایش چگالی انرژی و کاهش خطر فرار حرارتی است.

ژوئن ۲۰۲۵

شانگهای دستورالعمل‌های دقیقی برای یارانه‌های مربوط به تعویض دوچرخه‌های برقی قدیمی با دوچرخه‌های جدید، ترویج بازیافت و دفع باتری‌های لیتیومی استفاده‌شده و بهبود بیشتر سیستم منتشر کرده است.سیستم بازیافت;

اهداف کربن دوگانه

جایگزینی باتری‌های سنتی با آلودگی بالا با باتری‌های لیتیوم-یونی را ترویج دهید و ... را تشویق کنید.تولید سبز، تولید کم کربن.

نتیجه‌گیری

باتری‌های لیتیومی مصرفی...ستون اصلی لوازم الکترونیکی مصرفی، همچنین صنعت باتری لیتیوم-یون چین "از عقب‌ماندگی تا پیشتازیمعیار. در حال حاضر، این صنعت در مرحله‌ای از...تکرار فناوری و ارتقاء تقاضاتقاطع،چگالی انرژی بالا، شارژ سریع، ایمن و انعطاف‌پذیرسه روند عمده، چشم‌انداز صنعت را تغییر خواهند داد.

در آینده، با افزایش روزافزون سناریوهای کاربردی جدید مانند پایانه‌های هوش مصنوعی، صفحه نمایش‌های تاشو، دستگاه‌های پوشیدنی و پهپادها، اندازه بازار باتری‌های لیتیومی مصرفی به طور پیوسته رشد خواهد کرد.قابلیت نوآوری تکنولوژیکی، قابلیت ادغام زنجیره تأمین و قابلیت کنترل کیفیتاین به یک مزیت رقابتی اصلی برای شرکت‌ها تبدیل خواهد شد و تمرکز صنعت بیشتر افزایش خواهد یافت.شرکت پیشروانتظار می‌رود سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهد.