Quelle est la différence entre une "batterie lithium-ion de puissance" et une "batterie lithium-ion grand public 3C" ?

En fonction des différentes applications en aval, les piles au lithium peuvent être divisées en petites piles au lithium grand public (3C), en piles au lithium ionique pour outils électriques et puissance, et en grandes piles au lithium ionique pour le stockage de l'énergie.

Du point de vue de leur développement, les batteries au lithium-ion ont d'abord été principalement utilisées dans le domaine des 3C, à savoir les batteries au lithium grand public. Avec le développement de la technologie et l'amélioration continue des performances des batteries, les batteries lithium-ion sont progressivement utilisées pour alimenter les outils électriques, les véhicules électriques et d'autres véhicules, c'est-à-dire les batteries de puissance. En outre, le développement du stockage de l'énergie a créé une nouvelle demande de marché pour les batteries au lithium-ion.

Les avantages des batteries au lithium, qui présentent de nombreux itinéraires techniques, diffèrent selon les segments du marché. Quelles sont donc les caractéristiques des "batteries lithium-ion de puissance" et des "batteries lithium-ion grand public 3C" dans les deux domaines d'application les plus courants ? Voyons ce qu'il en est.

La demande en piles de puissance et en piles pour produits 3C est très différente.

Les batteries lithium-ion grand public sont principalement utilisées dans les produits électroniques grand public tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, les appareils photo numériques, les caméras vidéo numériques, les blocs d'alimentation mobiles et les jouets électriques, c'est-à-dire les cellules et modules de batterie au lithium des "produits 3C". Étui carré et souple, batterie.

Les batteries lithium-ion de type puissance sont principalement utilisées pour les cellules et les modules de batteries au lithium des batteries de puissance telles que les véhicules électriques et les outils électriques. Selon leurs caractéristiques d'application, les deux principales différences sont les suivantes :

Les batteries lithium-ion de puissance doivent faire l'objet d'une plus grande attention en termes de fiabilité et de constance. Après tout, il faut beaucoup de temps (au moins 5 à 10 ans), des environnements difficiles (basses températures en hiver, exposition au soleil en été, pluie et neige) et un grand nombre de batteries utilisées en série et en parallèle. Idéalement, la probabilité de problèmes liés aux batteries d'alimentation (sécurité, stockage, cyclage, etc.) devrait être inférieure à 1 sur 100 millions (bien entendu, pour les batteries grand public les plus haut de gamme, Apple exige également des fournisseurs qu'ils atteignent ce niveau).

En ce qui concerne la fiabilité, les piles électriques sont généralement conçues avec plus de redondance, en utilisant des séparateurs, des feuilles et des boîtiers plus épais, de sorte que la densité énergétique est environ la moitié de celle des piles grand public.

Les conditions d'utilisation des batteries lithium-ion grand public sont relativement moins sévères, et il n'y a pas besoin de fiabilité à long terme (le cycle n'a pas besoin d'être trop bon, car il sera de toute façon remplacé dans un an ou deux), elles sont généralement utilisées seules et n'ont généralement pas besoin d'être appariées, de sorte qu'il n'y a pas beaucoup d'exigences en matière de cohérence, mais comme les téléphones mobiles et les tablettes grand public ont un espace limité et sont très précieux, les batteries lithium-ion grand public ont des exigences strictes en matière de taille, de capacité et de densité d'énergie.

Les piles grand public haut de gamme utilisent les technologies et les matériaux les plus avancés, tandis que les piles électriques nécessitent un contrôle des processus, un contrôle de la cohérence et une gestion de la qualité plus poussés.

Type de pile au lithium

Les batteries au lithium sont principalement composées de matériaux d'électrode positive, de matériaux d'électrode négative, de séparateurs, d'électrolytes et d'enveloppes de batterie. Parmi eux, le matériau de l'électrode positive est le facteur décisif de sa performance électrochimique, qui joue un rôle majeur dans la densité énergétique et la performance de sécurité de la batterie.

Les piles au lithium sont généralement divisées en fonction du système de matériau de la cathode, qui peut être divisé en différentes voies techniques telles que le cobaltate de lithium, le manganate de lithium, le phosphate de fer de lithium et les matériaux ternaires.

Champ de la batterie d'alimentation

La batterie ternaire et le phosphate de fer lithié sont parfaitement adaptés.
Le matériau de l'électrode positive est le matériau clé des batteries lithium-ion, qui est crucial pour la performance et présente un degré élevé de différenciation et un ratio de coût élevé, en particulier pour les voitures électriques où le coût de la batterie représente environ 40% du coût unitaire.

Les besoins des différents domaines d'application déterminent la tendance du développement de la technologie des cathodes. Le phosphate de fer-lithium connaît un regain d'intérêt pour le stockage de l'énergie et les véhicules de tourisme à faible autonomie en raison de sa rentabilité et de ses avantages en matière de sécurité, tandis que le ternaire à haute teneur en nickel accroît sa part dans les véhicules de tourisme à haute autonomie en raison de ses avantages en matière de densité énergétique élevée.

Actuellement, le marché des piles électriques comprend principalement les piles ternaires au lithium, les piles LiFePO4, les piles LiMn2O4, les piles au titanate de lithium (nommées en fonction de la forme du matériau de l'électrode positive), etc. Si l'on en juge par l'adéquation globale des piles électriques, les piles ternaires au lithium et les piles LiFePO4 occupent la majeure partie du marché des piles électriques. Bien entendu, un autre matériau de cathode mérite l'attention dans le domaine des batteries d'énergie : Le NCA nickel-cobalt-aluminium (8:1,5:0,5), qui présente une densité énergétique unique élevée, mais le seuil est également très élevé.

Champ de batteries de consommateurs 3C

La demande d'oxyde de lithium et de cobalt augmente, les matériaux ternaires pénètrent progressivement.
Bien que les matériaux cathodiques à base d'oxyde de cobalt et de lithium présentent des inconvénients tels qu'un coût élevé (prix élevé du cobalt), une faible performance en termes de cycle et de sécurité. Toutefois, en raison de leur densité de prise élevée et de leur tension de fonctionnement élevée, ils présentent encore des avantages dans le domaine des produits électroniques ultraminces. À l'heure actuelle, la demande d'applications dans les domaines des smartphones de moyenne à haute gamme, des ordinateurs portables et des tablettes électroniques reste stable.

Dans le même temps, le remplacement des téléphones mobiles 5G, l'augmentation de la charge d'un seul téléphone mobile et l'émergence continue de nouveaux produits électroniques grand public, tels que les drones grand public, les casques TWS et les cigarettes électroniques, ont entraîné une certaine demande de matériaux de cathode en oxyde de cobalt et de lithium sur le marché.

L'oxyde de lithium et de cobalt présente les avantages d'une structure stable, d'un rapport de capacité élevé, d'une excellente performance de traitement et d'une densité d'énergie volumétrique. L'inconvénient est que la sécurité est faible, le coût est très élevé, la durée de vie est moyenne et la stabilité du matériau n'est pas très bonne.

Le LCO présente la densité de compactage et la densité d'énergie volumétrique les plus élevées dans le volume limité de l'électronique grand public. L'augmentation du potentiel de coupure de la charge peut encore améliorer la densité énergétique du LCO, de sorte que les matériaux à haute tension et à haute compacité à base d'oxyde de cobalt lithié constituent l'orientation future.

En général, après une mise à niveau technique, l'oxyde de cobalt lithium est fondamentalement sûr dans des conditions d'utilisation normales, et sa position dans les petits produits électroniques haut de gamme est inébranlable. Bien entendu, en raison de l'avantage de coût exceptionnel des matériaux ternaires par rapport à l'oxyde de cobalt lithium, le taux de pénétration du marché de certains produits électroniques 3C bas de gamme tels que les trésors de charge, les jouets électriques et les produits ménagers électriques maintiendra une tendance à la hausse à l'avenir, et les matériaux cathodiques ternaires s'emparent progressivement de certaines parts de marché en aval.

Quelles sont les perspectives du marché des piles grand public et des piles électriques ?

Sous l'impulsion des technologies émergentes et de l'évolution des technologies énergétiques, l'industrie mondiale des piles au lithium est entrée dans une phase de croissance rapide. Le marché mondial des batteries au lithium devrait connaître un taux de croissance annuel composé de 14,3% entre 2020 et 2025, et la taille du marché devrait dépasser $100 milliards d'ici 2025.

Les batteries lithium-ion sont principalement utilisées dans les véhicules électriques et grand public. Le marché des véhicules à énergie nouvelle continue de croître et la structure du marché mondial des batteries lithium-ion a changé.

Piles grand public

En aval, les piles grand public comprennent principalement trois catégories : les téléphones mobiles, les ordinateurs portables (y compris les tablettes) et les autres (principalement les petites piles, y compris les vêtements intelligents, les outils électriques et les drones), dont les téléphones mobiles et les ordinateurs portables constituent actuellement le principal marché des piles.

Après 2010, les smartphones ont remplacé les téléphones classiques et se sont imposés, et le marché des smartphones a connu une véritable explosion. Le taux de croissance composé de l'industrie entre 2009 et 2018 a atteint 28% ; en 2018, les ventes ont atteint un point culminant, et l'industrie a atteint un état de saturation ; le marché de la téléphonie mobile est entré dans un jeu d'actions. La concurrence dans le secteur s'est intensifiée et les fabricants de téléphones mobiles sont devenus plus exigeants en matière de recherche et de développement technologique et de capacités d'itération des produits.

Selon les données, le marché mondial des smartphones CR5 représentera 71% en 2020. À l'avenir, la force de R&D et l'image de marque du marché de la téléphonie mobile joueront un rôle plus important, et la concentration de l'industrie devrait encore s'améliorer.

La concentration de l'industrie des smartphones continue d'augmenter, et l'industrie mondiale des smartphones devrait retrouver une croissance positive en 2021. L'arriéré de la demande et la vague de remplacement de la 5G sont les principaux thèmes. IDC prévoit que la pénétration des smartphones 5G dépassera 40% en 2021 et 69% en 2025.

Les ventes mondiales d'ordinateurs portables ont atteint un stade de saturation vers 2010, et sont restées à environ 160 millions d'unités après 2013 ; en raison de la demande de bureaux à distance et d'enseignement en ligne au cours des 20 dernières années, les ventes d'ordinateurs portables ont augmenté de manière significative, et les expéditions ont à nouveau dépassé 200 millions d'unités et atteint un nouveau sommet. On estime qu'au cours des trois prochaines années, les ventes se maintiendront autour de 200 millions d'unités.

Selon les données, en 2020, le marché mondial des ordinateurs portables CR5 représentera 79%. À l'instar de l'industrie de la téléphonie mobile, l'augmentation de la concentration de l'industrie des ordinateurs portables sera propice à la croissance des expéditions des entreprises de batteries de tête.

Batterie d'alimentation

Les véhicules électriques devraient représenter près de la moitié des ventes mondiales de voitures particulières d'ici à 2030. Selon IDC, sous l'impulsion des politiques, le marché chinois des véhicules à énergie nouvelle connaîtra une forte croissance au cours des cinq prochaines années, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 36,1% entre 2020 et 2025.

En 2020, les ventes mondiales de véhicules électriques dépasseront les 3 millions, et la capacité installée des batteries d'énergie dépassera les 130 GWh ; on estime qu'en 2025, le nombre de véhicules électriques mondiaux dépassera les 17 millions, et que la capacité des batteries d'énergie dépassera les 1 000 GWh, et que l'industrie entrera officiellement dans l'ère du TWh.

Pour les piles électroniques grand public, c'est celui qui a le scénario d'application qui gagne le monde ; et pour les piles électriques, c'est celui qui a la capacité de gagner le monde.

Situation des capacités

EVE Lithium dispose actuellement d'une capacité de production de 6 GWh de batteries fer-lithium, de 3GWh de batteries ternaires souples et de 2 GWh de batteries ternaires carrées. La capacité de production prévue est de 20 GWh de lithium-phosphate de fer à Huizhou et à Jingmen, et de 10 GWh de batteries ternaires souples : Huizhou Yiwei Jieng 10Gwh , ternaire carré : atteindra 10GWh d'ici la fin de 2021. Les clients de soutien comprennent les batteries fer-lithium : Nanjing Jinlong, Yutong bus, soft package ternaire : Daimler, Hyundai-Kia, Xiaopeng, Hezhong Automobile, ternaire à boîtier souple : BMW Brilliance

Sunwoda dispose de trois lignes de production d'une capacité totale de 4 GWh, 2 lignes HEV + 1 ligne BEV, soit environ 2 GWh. Il est prévu d'ajouter 2 à 4 GWh en 2021.
Parmi les clients de l'entreprise figurent Volvo, Dongfeng Liuzhou Automobile, Renault Nissan

Produits et clients

Produits et clients des batteries grand public.
Les produits d'EVE dans le domaine de la consommation d'énergie au lithium comprennent des cylindres ternaires, des piles primaires au lithium et des piles à grains d'or. Les principaux clients sont TTI, Mavericks, les compagnies d'électricité et Samsung, avec une capacité de production totale de 350 millions.

Les produits de consommation de Sunwoda comprennent des produits numériques de téléphonie mobile, des ordinateurs portables, des batteries de boîtier de charge Airpods, des clients Apple, Xiaomi, OPPO, Lenovo, Microsoft, etc. avec une capacité de production totale de 374 millions d'unités.