Li-Polymer-Power-Lithium-Batterien holen mit Li-Ion auf

[baqir]

Die F&E-Bemühungen in Chinas Sektor für Lithiumbatterien und -packs konzentrieren sich auf Li-Polymer- und Power-Varianten, die eine potenziell größere Anwendungsbasis haben als das vorherrschende Li-Ion.

Das erste zum Beispiel verfügt über einen zusätzlichen gelierten Elektrolyten, der es ermöglicht, es in jede Form zu gießen und in kleine, seltsam geformte Räume zu passen. Eine Li-Polymer-Einheit kann bis zu 0,5 mm dünn sein. Lieferungen dieser Art werden voraussichtlich zusammen mit der steigenden Nachfrage nach schlankeren und leichteren Geräten zunehmen. Es wird prognostiziert, dass der durchschnittliche Jahresumsatz in den kommenden Jahren um mehr als 30 Prozent steigen wird, verglichen mit 20 Prozent bei Lithium-Ionen.

Elektrofahrzeuge und ihre Hybride treiben derweil die Entwicklung von Power-Lithium-Modellen voran. Obwohl Mobiltelefone und Laptops ihre stärksten Märkte bleiben, vervielfacht sich der Bedarf in „grünen“ Fahrzeugen je nach Anzahl der verwendeten Zellen. Die durchschnittliche Kapazität eines Mobiltelefonakkus beträgt 3 bis 4 Wh, während sein Gegenstück für Elektrofahrzeuge etwa 20 kWh beträgt. Deren Basis kann in den nächsten Jahren anschwellen. Schätzungsweise 3,2 Millionen Plug-in-Fahrzeuge werden laut Pike Research bis 2015 weltweit verkauft, mit einer CAGR von 106 Prozent. Darüber hinaus bedient die Lithium-Variante die Segmente Elektrowerkzeuge und E-Bikes. Lithium-Ionen-LKW-Batterie

Lokale Hersteller von Power-Lithium-Varianten erwarten, dass die Nachfrage aus dem EV-Sektor bis 2013 die Verbraucherprodukte übersteigen wird. Der globale Markt für den Batterietyp wird laut IIT von 500 Millionen US-Dollar im vergangenen Jahr bis 2018 auf 16 Milliarden US-Dollar steigen. In den Jahren 2011-18 wird die CAGR wahrscheinlich 54 Prozent erreichen. Infolgedessen investieren heimische Zulieferer in die Erweiterung der Produktionskapazität für die Kategorie. Laut Frost & Sullivan werden bis 2015 3,9 Milliarden Ah prognostiziert. Letztes Jahr realisierte China 2 Milliarden Ah.

Das Land ist nach wie vor der weltweit größte Anbieter dieser Linie, auf den mehr als 40 Prozent des weltweiten Ertrags entfallen. Im Jahr 2010 produzierte es mehr als 2 Milliarden Lithium-Batterien und -Packs, was einer Steigerung von 20 Prozent gegenüber dem Vorjahr entspricht. Das Exportvolumen erreichte 1,1 Milliarden Einheiten und erreichte 3,9 Milliarden US-Dollar.

Allein im 1. Halbjahr 2011 produzierte das Gebiet 1,3 Milliarden Einheiten, 13 Prozent mehr als im gleichen Zeitraum des Vorjahres. Etwa 47 Prozent der Ausbeute oder 616 Millionen Einheiten stammten aus der Provinz Guangdong.

Hersteller prognostizieren eine 20-Prozent-CAGR in der Linie in 2011-15. Die Produktion wird voraussichtlich bis zum letzten Jahr 4,5 Milliarden erreichen, was die globale Situation widerspiegelt. Lithiumbatterien haben weltweit eine geschätzte Marktdurchdringung von 12 bis 13 Prozent. Dieser wird in den nächsten zwei bis drei Jahren auf 30 Prozent steigen.

Getrieben wird die Branche vor allem durch die steigende Produktion von Tablet-PCs, Smartphones und Elektrofahrzeugen. Aufgrund ihrer strukturellen Flexibilität und höheren Sicherheitsattribute werden Modelle in einer Reihe von tragbaren Elektronikgeräten verwendet, darunter Notebooks, Digitalkameras und Camcorder, E-Book-Reader, Bluetooth-Geräte, MP3-Player und Mobiltelefone. Sie werden auch in Elektrowerkzeugen, ferngesteuerten Spielzeugen und Industrieinstrumenten verwendet.

Die Provinzen Guangdong, Tianjin, Jiangsu und Fujian sowie Shanghai sind die wichtigsten Produktionszentren in China. Innerhalb der ersten sind die Städte Shenzhen, Dongguan und Zhongshan die wichtigsten Versorgungszentren. Auf Shenzhen entfallen fast 50 Prozent der Produktion von Guangdong. Die Stadt beherbergt wichtige lokale Akteure wie BYD, Bak und B&K.

Li-Ion-Akkus führt Versorgung

Trotz der anhaltenden Umstellung auf Polymer- und Power-Modelle dominieren Li-Ion-Varianten den Mainstream mit einem Anteil von 80 Prozent an der Gesamtleistung. Der Typ wird sowohl im Verbraucher- als auch im Industriebereich eingesetzt. Zu den Hauptanwendungen gehören Notebooks und Mobiltelefone.

Hinsichtlich der Form werden Lithium-Batterien in zylindrische und prismatische Versionen eingeteilt. Es gibt auch Varianten mit angepassten Formen.

Zylindrische Typen eignen sich für Laptops, Digitalkameras und Camcorder, PDAs und tragbare Navigationsgeräte. Die Leitungen der Serie 18650 versorgen und verfügen über eine Nennspannung von 3,7 V und eine Kapazität von 1.200 bis 2.400 mAh.

Prismatische Einheiten sind 3,7 bis 10,4 mm dick und messen 30 x 35 bis 34 x 50 mm. Ihre Kapazität reicht von 500 bis 1.700 mAh. Die Produkte werden in Mobiltelefonen, Bluetooth-Geräten, Tablet-PCs, MP3-Playern und anderer ultradünner Elektronik eingesetzt.

Li-Polymer-Varianten sind 2,5 bis 7 mm dünn und liefern 85 bis 3.700 mAh.

Chinesische Hersteller liefern auch Power-Lithium-Batterien mit LiFePO₄ als Anode. Zu den zylindrischen Typen gehören die Serien 18650 und 26650. Diese verfügen über 3,2 V Nennspannung. Entsprechende Packs bilden 12, 24, 36 und 48 V Einheiten mit 3,5, 10, 12, 20, 24 und 150 Ah Kapazität.

Solche Produkte werden aufgrund ihrer Sicherheitsmerkmale, hohen Energiedichte, guten Temperaturleistung, langen Lebensdauer, niedrigen Kosten und umweltfreundlichen Eigenschaften zunehmend in Elektrofahrzeugen verwendet.

Lithiumbatterien verwenden hauptsächlich Anoden- und Kathodenmaterialien, Elektrolyte und Separatoren. Ersteres macht 30 bis 40 Prozent der Gesamtkosten aus. Dazu gehören LiNiO₂, LiMn₂O₄, LiFePO₄ und LiCoO₂. Viele Anbieter bevorzugen Leisten für Mainstream-Modelle, während LiFePO₄ in Power-Versionen beliebt ist.

Die Kathodenmaterialien, die 5 bis 15 Prozent des Aufwands ausmachen, sind in der Regel Graphit und fester Kohlenstoff.

Elektrolyte haben einen Anteil von 5 bis 10 Prozent, Separatoren 15 bis 20 Prozent.

Die Hersteller beziehen Materialien hauptsächlich von lokalen Anbietern, mit Ausnahme der Separatoren. Sie importieren 80 Prozent des Inputs aus Japan und den USA.

Aufgrund steigender Materialkosten, insbesondere für Lithium, und der Aufwertung des Yuan prognostizieren chinesische Zulieferer in den kommenden Monaten leicht steigende Preise. FMC und Chemetall haben in diesem Jahr die Notierungen für Lithiumchemikalien, insbesondere Li₂CO₃ und LiOH, um 20 Prozent angehoben.

Die Preise für Power-Lithium werden jedoch in den kommenden Jahren wahrscheinlich von 700 $ auf 1.300 $/kWh auf 400 $ bis 500 $/kWh fallen.

Taiwan: Li-Ion, -Polymer-Modelle führen Versorgung

Tragbare Elektronik stärkt Taiwans Industrie für Lithiumbatterien und -packs weiter. Zu den Produkten gehören Mobiltelefone, Notebooks und Tablet-PCs, Elektrowerkzeuge, Digitalkameras und Spielekonsolen. Einheiten für die ersten drei dominieren den Export. Auch der Bereich Elektrofahrzeuge gilt als zukunftsträchtiger Markt.

Die Auswahl umfasst Li-Ion- und -Polymer-Typen. Die Lieferungen von letzteren haben zugenommen, getrieben von der Nachfrage nach Varianten mit hoher Dichte und kleineren Abmessungen.

Um den Anforderungen von Anwendungsgeräten gerecht zu werden, ist die Forschung und Entwicklung auf Hochspannung, lange Batterielebensdauer, kompakte Größe und geringeres Gewicht ausgerichtet. Eine weitere Verbesserung der Sicherheitsfunktionen ist ebenfalls enthalten. Hersteller beziehen beispielsweise Zellen von japanischen und südkoreanischen Unternehmen, darunter Samsung SDI, Sanyo, LG und Sony. Sie fügen auch Belüftungsöffnungen hinzu und übernehmen Gerätekomponenten mit positivem Temperaturkoeffizienten und Stromunterbrechung. Dies erfolgt zusätzlich zu Schaltungsschutzprüfungen, einschließlich HALT, um Zuverlässigkeit und Stoßfestigkeit sicherzustellen.

Trotz der rosigen Aussichten steht die Linie vor Herausforderungen in Bezug auf Zellkosten, Personalmangel und Arbeitskosten. Um damit fertig zu werden, steigern die Hersteller die Automatisierungs- und Produktentwicklungsfähigkeiten und verkürzen die Lieferzeiten. Sie verwenden modulare Designs, um eine schnellere Bearbeitungszeit und wettbewerbsfähige Preismodelle zu erreichen, um Käufer anzuziehen. Um eine stabile Zellversorgung zu gewährleisten, unterhalten Unternehmen Partnerschaften mit mehr als drei Anbietern, um die Verhandlungsmacht zu stärken.