[情报] 全球电池市场二次电池占76.4％
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图一、不同电池化学品的营收比率
根据产业研究公司The Freedonia Group的资料，全球一次与二次电池需求预计每年将以
7.7％的速度成长，到2019年将达到1200亿美元。真正的成长在于二次（可充电）电池，
Frost＆Sullivan认为二次电池占全球市场的76.4％，预计到2015年将成长到82.6％，而
主要需求在于手机和平板电脑，早期对于电动汽车的需求预测高估了，而此须向下调整。
一次电池(primary batteries)2009年占全球电池市场的23.6％，Frost＆Sullivan曾预估
到2015年将下降7.4％。 非充电(Non-rechargeable)电池用于手表、电子钥匙、遥控器、
玩具、手电筒、路灯和军用装备。
电池类型概述
电池依化学分类，最常见的是锂、铅和镍系列。图一显示了这些化学物质的分布。锂离子
电池的收入占有率为37％，应用于便携式装置和电动动力总成的首选电池。目前还没有其
他的系统威胁到它的优势地位。
37％锂离子Lithium-ion
20％铅酸Lead acid，起动式电池starter battery
15％碱性Alkaline，一次性primary
8％铅酸Lead acid，固定性stationary
6％锌碳Zinc-carbon，一次性primary
5％铅酸Lead acid，深循环deep-cycle
3％镍氢化物Nickel-metal-hydride
3％锂Lithium，一次性primary
2％镍镉Nickel-cadmium
1％其他Other
以铅酸电池为基础作为大量使用坚固耐用和有效经济动力源。尽管锂离子电池正在进入铅
酸市场，但铅酸电池的需求仍在成长。这些应用分为汽车起动器电池，也被称为SLI（20
％），备用动力固定电池（8％）以及轮式移动车(高尔夫球车)、轮椅和剪刀式升降机等
轮式移动车的深循环电池（5％）。
高效能和长时间储存的碱性电池更受欢迎，相较于Georges Leclanché于1868年发明的碳
锌电池。镍氢电池（NiMH）继续扮演着重要的角色，因为它取代了先前镍镉电池（NiCd）
的应用，虽然NiMH仅有3％的市场占有率以及持续下滑。
未来，新兴的电池运用主要于个人交通运输的总电动力，例如电动汽车。由于电池成本、
寿命和环境问题决定了汽车产业有多快速采用这种新动力系统。然而石化燃料价廉物美、
方便又容易取得，然而替代模式正面临绿色概念强烈的反对，特别是在北美洲。然而，绿
色概念替代能源需要政府的鼓励措施。
新市场需求将推动电池未来成长，例如：电动自行车、可再生能源储存系统、智慧家庭，
而且企业和发展中国家都将从中受益。大型电网蓄电池的需求正在崛起，同时能填补缺电
时缺口。
电池的新发展
电池在两个方面发展，(一)从将增加在特别需要能源(specific energy )以延长运行时间
，并改善特殊需要大电流功率(specific power ) 的负载要求。(二)从改善电池特性，然
而可能不会如愿，反而会是一个折衷办法。图二说明了各电池功率之比较。
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图二、充电电池的功率比。以每公斤可以容纳的容量（Wh / kg）；功率是电池以每公斤
可以输出功率的能力（W / kg）
Source：batteryuniversity，2016
就电池的充电/输出功率比而言，表现最好的电池是二次锂电池（Li-metal）。早在1980
年代Moli Energy就推出了早期版本，但阳极上金属锂的不稳定性促使1991年回收。固体
锂(Solid lithium)的金属丝或树枝状结晶容易形成短路。电池业者正尝试解决这些个问
题，但最终还是停止发展。
锂金属的独特性质促使制造商重新审视这一强大的化学成分。透过将金属锂与锡和硅混合
可抑制树枝状晶体并达到理想的安全标准。石墨烯也正在尝试作为改进分离器的一部分。
石墨烯是一层纯碳的薄层，厚度为一个原子，以六边形蜂窝状结合在一起，也尝试了防止
树枝状晶体渗透的多层分离器。最新的实验锂电池达到300Wh / kg，则其潜力更高，尤其
对电动汽车能产生特别实质利益。
[最新石墨烯电池]
三星先进技术研究院（Samsung Advanced Institute of Technology, SAIT）于
2017.11.27宣布已经开发出新的电池技术，采用石墨烯球（Graphene）扩充电量，此款石
墨烯电池的储电量将比目前市面上的电池高出45%，并让整个充电过程比当前标准加快5倍
，电池完全充饱电只需要12分钟，而现今市面上的电池则需要1小时才能完成。由于此款
新电池在摄氏60度亦能保持稳定，因此也可供电动车使用。
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