電池可分為兩類:化學電池和物理電池。化學電池直接將化學反應產生的能量轉化為電能。根據使用性質,可分為一次電池和二次電池。一次性電池又稱“原電池”,消耗完電池中的活性物質后失去效用。常見的有堿性鋅錳電池、碳性鋅錳電池、鋰一次電池等。二次電池也叫“電池”。當電量耗盡時,可以通過充電重復使用。常見的有鎳氫電池、鋰離子電池、鉛酸電池、鎳鎘電池等。物理電池是一種利用物理方法,直接將光能和熱能轉化為常用電。
(1)電池產業發展概況。
隨著科學技術的發展,便攜式電子產品和電動工具在社會生活中的應用越來越廣泛。電池作為人們生活中不可或缺的消費品,在通信、交通、工業、醫療、家用電器、航天和軍事設備中發揮著重要作用。電池行業的技術和產業發展在中國和世界一直處于快速可持續的趨勢。
①我國電池產業發展概況。
“十二五”以來,中國電池產業發展迅速,大部分電池產品產量位居世界同類產業前列,其中原電池產業規模保持世界第一。目前,中國電池行業整體運行良好。根據中國輕工業網的數據,2021年,中國電池制造企業營業收入達到萬億元,同比增長,利潤總額同比增長。
②全球電池產業發展概況。
長期以來,全球電池市場和技術一直處于持續發展趨勢。根據MordorIntelligence的數據,全球電池市場將繼續穩步增長。2027年,全球電池市場規模將達到2億美元。2022年至2027年,復合增長率預計約為。由于中國和印度等國家城市化進程的加快和消費者支出的增加,亞太地區將成為世界上最大的電池市場,主要需求來自中國、印度、日本和韓國。從中國電池出口市場來看,2016年以來,中國的電池數量有所增長。
③電池產業在我國的發展前景。
目前,中國電池行業面臨著有利于產業發展的外部環境。國家產業政策支持、居民消費能力不斷提高、下游應用場景日益豐富、產品性能不斷優化等諸多有利因素促進了中國電池行業的持續快速增長。
(2)鋅錳電池產業發展概況。
鋅錳電池,又稱鋅-二氧化錳電池,是一種以鋅為負極,以二氧化錳為正極,通過氧化還原反應產生電流的電池。鋅錳電池主要包括碳電池和堿電池。碳電池又稱碳鋅錳電池、普通鋅錳電池和碳鋅電池,電解質通常為氯化鋅和氯化銨。堿性電池又稱堿性鋅錳電池和堿性錳電池,電解質為氫氧化鉀。
鋅錳電池制造技術成熟,作為發展歷史最悠久、應用最廣泛的電池產品,已發展成為國際標準化產品。其尺寸、形狀和規格具有國內外通用標準、性價比高、安全性能好、穩定性強、使用方便等優點。隨著生產技術的發展,目前市場上大多數鋅錳電池都實現了無汞、無鉛、鎘化,對環境友好,可以隨著生活垃圾一起丟棄。
二次電池如鋅錳電池、鎳氫電池、鋰離子電池等的技術特性、進化情況、綜合成本及使用場景對比如下:
①鋅錳電池與二次電池有一定的終端應用場景重合。
經過多年的發展,鋅錳電池已經發展成為國際標準化產品,其尺寸、形狀和規格在國內外都有普遍的標準。廣泛應用于遙控器、鐘表、收音機等小型傳統家用電器領域,智能門鎖、智能體脂秤等智能家居領域,電動玩具領域如遙控車、無線電遙控飛機等,以及血壓儀、紅外體溫計等家用醫療設備領域。
目前,鋅錳電池和一些二次電池可以在一定的終端應用場景下相互替代,替代品主要是鎳氫電池和鋰離子電池。日常消費的鎳氫電池額定電壓為V,產品規格與鋅錳電池相同,基本可以覆蓋鋅錳電池的使用場景,但不適用于少數終止電壓超過N*V的電器。
鋰離子電池的應用領域主要包括消費電子、動力和儲能。1254、14500、18650等常規消費電子產品。鋰離子電池的標稱電壓為,其形狀和規格與鋅錳電池不同,不能直接替代鋅錳電池。主要用于中小型智能家居領域,如TWS耳機、智能眼鏡、智能手表等智能可穿戴設備,以及智能揚聲器、掃地機器人等。,這與鋅錳電池的主要使用場景不同。隨著技術的發展,行業內一些領先的技術企業已經開發出了輸出電壓為恒壓的新型A充電器,并配備有A號。
②鋅錳電池由于其自身的特點,目前仍然是使用最廣泛的電池之一。
與鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池相比,鋅錳電池具有以下優點:一是鋅錳電池不需要額外配備充電器,即插即用,比二次電池放電時間更長,使用更方便。二是鋅錳電池不易發生漏液、爆炸等安全事故,無需專門配備保護板,安全性能更高,制造成本更低。第三,鋅錳電池的生產成本遠低于二次電池,價格更低。對于小型低功率電器,更經濟,性價比更高。第四,鋅錳電池的自放電率更小,在常溫下可以存放10年左右的電池。
鋅錳電池具有技術成熟、原材料儲備充足、儲存時間長、自放電率低、安全可靠、使用方便、性價比高、應用范圍廣等優點。經過100多年的發展,鋅錳電池已經形成了一個成熟的標準體系。2021年,中國鋅錳電池與其他主要電池類別的產量相比如下:
資料來源:電池產業
注:除消費鋰離子電池外,鋰離子電池的產量還包括動力鋰離子電池、儲能鋰離子電池等。上表不包括以GWh、GW和堆疊計量的電池,如鉛電池、太陽能電池和燃料電池。
從上表可以看出,雖然新電池不斷出現,但鋅錳電池已經出現了100多年,并沒有被其他電池所取代。它仍然是最廣泛使用的電池之一。
根據鋅錳電池的上述優點,當小型電流電器對電池的使用方便性、安全性、性價比、長期儲存和穩定性有更高的要求時,鋅錳電池仍然具有不可替代的優勢,廣泛應用于傳統家用電器、智能家居、電動玩具和家用醫療設備。其廣闊的下游市場保證了鋅錳電池的穩定市場需求。
③隨著鋅錳電池堿性化率的逐步提高,堿性電池市場前景廣闊。
鋅錳電池主要包括碳電池和堿電池。碳電池發明于20世紀60年代,發展歷史悠久。碳鋅錳電池生產成本低,但容量小,內阻大,穩定性低。堿性電池是在碳鋅錳電池的基礎上發展起來的。特別適用于長期需要小電流放電的環境,容量大,穩定性好,放置時間長,放電性能好。
目前,鋅錳電池正朝著堿性化的方向發展,堿性化率逐漸提高。碳鋅錳電池生產成本低,價格便宜,但與堿性鋅錳電池相比,它具有工作電壓低、內阻高、單位質量電極活性物質容量低的缺點。在同一型號下,堿性鋅錳電池的容量是碳性鋅錳電池的5-7倍,儲存期長,原材料利用率高,低溫性能好,更適合需要更長時間放電的場合。隨著全社會節能環保理念的不斷深化,許多發達國家或地區出臺了相關政策,積極鼓勵堿性鋅錳電池在未來生產和使用。堿性錳電池,堿性電池的整個市場仍然占20。
池塘總產量只有45%。可以預見,未來隨著人們收入和生活水平的提高,低檔電池將逐漸被淘汰,堿性鋅錳電池的應用范圍和產品數量將繼續增加,在國內外市場有很大的發展空間。
堿性鋅錳電池作為普通鋅錳電池的技術升級產品,在中國發展良好。促進鋅錳電池向無汞化、堿化和高功率發展已成為中國鋅錳電池產業的發展趨勢。20世紀60年代,堿性鋅錳電池在歐美開始大規模生產。20世紀70年代,中國開始大規模試制堿性電池,但尚未形成大規模生產能力。20世紀90年代初,福建南平南孚電池有限公司等企業率先進行技術改造,引進先進的生產設備和技術。從那以后,堿性電池制造業在中國發展迅速。經過多年的技術改進,
目前,我國各部門出臺了各種產業政策,大力支持我國堿性鋅錳電池產業的可持續發展。《輕工業發展規劃(2016-2020年)》將無汞堿性鋅錳電池的高速生產技術和設備改造列為重點產業技術改造項目,將堿性鋅錳電池的超長壽命(8年以上)研發列為關鍵共性技術研發和產業工程;《電池產業“十三五”發展規劃》指出,要重點推進普通鋅錳電池產業升級,努力在有序競爭中拓展出口(堿性電池出口平均年增長率為5%),同時保持續國內市場
在《工業結構調整指導目錄(2019年)》中,“19:輕工業”中的15個“600只堿性鋅錳電池每分鐘自動生產成套設備制造”被列為鼓勵類。2015年1月,中華人民共和國財政部、國家稅務總局發布《關于電池和涂料消費稅征收的通知》,規定“電池和涂料納入消費稅征收范圍,適用稅率在生產、委托加工和進口中為4%”,并特別指出“無汞原電池、金屬氫化物鎳電池、鋰離子電池、鋰離子電池、太陽能電池、燃料電池、全國有序產業”。
近幾年來,我國堿性鋅錳電池產量呈穩定增長趨勢,已逐步超過碳性鋅錳電池。2021年,我國堿性鋅錳電池產量達到259億個,同比增長;2021年,碳性鋅錳電池產量達到198億個,同比下降。隨著未來鋅錳電池堿性化率的逐步提高,堿性電池市場仍有廣闊的發展前景。
④我國鋅錳電池產業的發展狀況。
經過多年的技術積累和不斷創新,中國鋅錳電池制造龍頭企業的生產能力和技術水平已經成為世界上最大的鋅錳電池制造國。根據思瀚工業研究院的數據,在“十三五”期間,中國鋅錳電池行業的銷售收入呈穩定增長趨勢,2016年銷售收入為億元,2020年銷售收入為億元,復合增長率為億元。預計未來新型電子消費品、智能設備和物聯網技術的廣泛應用將進一步拓展鋅錳電池的應用市場。
⑤全球鋅錳電池產業發展狀況。
由于鋅錳電池具有性價比高、使用方便、安全可靠、儲存方便、穩定性強的優點,廣泛應用于傳統家用電器、智能家居、電動玩具、家用醫療設備等領域,世界對鋅錳電池的需求仍保持在較高水平。未來全球對便攜式醫療設備、電子消費品、軍用電子設備等使用場景的需求將進一步推動全球鋅錳電池市場。
近幾年來,隨著鋅錳電池堿性化率的逐步提高,世界上鋅錳電池的市場份額以堿性電池為主,歐美國家電池堿性化率較高,對堿性鋅錳電池的需求也越來越大;亞太地區是世界上鋅錳電池的主要市場,而且由于堿性化率低,碳性電池向堿性電池轉換空間大等因素,未來對堿性鋅錳電池的需求將持續增長。據FortuneBusinessInsights報道,2020年全球堿性電池市場規模將達到1億美元,預計2028年將達到1億美元。
⑥鋅錳電池出口市場規模分析。
近年來,中國鋅錳電池制造企業通過產業合作和自主品牌銷售,逐步走向國際市場,成為世界上最大的鋅錳電池出口國,產品質量過硬,生產能力強,R&D創新持續。根據中國化學和物理電源行業協會的數據,自2016年至2021年以來,中國鋅錳電池(包括碳電池和堿性電池)的總出口額呈上升趨勢,從1億美元增長至1億美元,年復合增長率為。
受全球鋅錳電池堿性化趨勢影響,自2017年以來,我國碳鋅錳電池出口量逐年減少,從1億只逐年減少到2021年1億只,主要出口目的地是發展中國家和地區。堿鋅錳電池出口量逐年穩步增長,從2016年的1億只增長到2021年的1億只,年復合增長率為,主要出口目的地為發達國家和地區。
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