石はどのような分類ですか
ium 電池ですか?
リチウム電池は主に3つのカテゴリーに分けられます
アプリケーションシナリオに応じて
これらは、この記事の 3 つの主要なセクションでもあります。
民生用バッテリー
、
電源バッテリー
、 そして
エネルギー貯蔵電池
。
I. 消費者向け電池
携帯性、高エネルギー密度、急速充電機能を重視し、携帯電話、ノートパソコン、タブレットなどの3C製品に主に使用されます。
1. 分類: 二次リチウム電池は、現在の消費者向け電池の主流製品である。
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一次電池：亜鉛マンガン電池、アルカリ亜鉛マンガン電池、リチウム一次電池（リチウム二酸化マンガン、リチウム塩化チオニル、リチウム二硫化鉄）。
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二次電池：鉛蓄電池、ニッケルクロム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池。
2. 民生用電池の3種類のパック形態
現在、消費者向けリチウム電池には主にポリマーリチウム電池が使用されています。
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プロジェクト
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角柱型電池
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円筒形電池
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ポリマー電池
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バッテリーケース
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スチールまたはアルミニウムケース
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スチールまたはアルミニウムケース
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アルミニウムプラスチックフィルム
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利点
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低いバッテリー内部抵抗、シンプルなパックプロセス、大きなセル容量
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成熟した生産プロセス、高い収量と一貫性、高い安全性、幅広い応用分野、高いセルエネルギー密度
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薄く、軽量で、内部抵抗が低く、パックのエネルギー密度が高く、安全性能に優れ、爆発リスクが低く、柔軟な設計で、あらゆる形状に適応できます。
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デメリット
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一貫性の低さ、標準化の低さ、高い安全管理要件
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パックのコストが高く、バッテリーに対する要件が高く、バッテリーの接続と管理の要件も高くなります。
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機械的強度が低い; 製造コストが高い。
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応用分野
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乗用車、商用車、エネルギー貯蔵
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乗用車、電動工具、電動自転車、物流車両、スマートホーム、エネルギー貯蔵
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3Cデジタル製品、乗用車、エネルギー貯蔵
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3. その他の形式
ボタン型電池は、ハードシェルボタン型とソフトシェルボタン型に分けられます。ハードシェルボタン型電池の内部電極はラミネート加工され、スチールシェルまたはアルミニウムシェルで包装されています。ソフトシェルボタン型電池は巻き取り加工され、アルミニウムプラスチックフィルムで包装されています。ボタン型電池は主にBluetoothヘッドセット、スリープヘッドホン、ウェアラブル製品などに使用されています。
スマートフォンの画面サイズが大型化し、軽薄さを追求する中で、携帯電話メーカーは本体内部のスペースを最大限に活用するため、デュアルセルや特殊形状のバッテリーを採用しています。例えば、iPhone XS Maxはデュアルセル構造を採用し、iPhone 11Pro/13Proは特殊なL字型バッテリー構造を採用しています。スマートブレスレットや指輪の普及も、スマートブレスレットへの曲面バッテリーの採用など、バッテリー形状に対する新たな要求を生み出しています。
4. 民生用リチウム電池の下流用途
（1）ノートパソコン
スマートフォン、タブレット端末などの製品がノートパソコンの売上に影響を与えていますが、新規および既存の機種の買い替え需要は依然として高い水準にあります。ノートパソコンの携帯性に対する要求が高まるにつれ、リチウム電池はより軽量・薄型化の方向へと進化しています。
（2）タブレットコンピュータ
タブレット端末は、パソコンとスマートフォンの中間に位置し、携帯性、操作性、そして美しい外観から、市場は安定的に成長しています。
（3）スマートフォン
スマートフォン市場は成熟し、買い替えサイクルが長期化しているため、市場は比較的飽和状態にあります。アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカといった新興市場におけるインフレは緩和しており、携帯電話出荷台数の成長をある程度刺激しています。
（4）AI携帯電話
Intel、Qualcomm、Lenovo、Xiaomiなどは、AI + スマホやAI + PCを積極的に展開しています。エンドサイドAIは新たな時代を切り開く可能性があります。例えば、Samsung Galaxy S24、Meizu 21 Pro、Xiaomi 14 Ultra、OPPO FindX7など、生成AIを搭載した大型スマホが2024年上半期に発売されました。
（5）ウェアラブルデバイス
スマートウォッチ、Bluetoothヘッドセット、スマートグラスなどのウェアラブルデバイスは、モノのインターネットへの入り口として大きな成長の可能性を秘めています。
（6）電動工具市場
機械産業、建物の装飾、造園など、将来的にはスマートホーム、ポータブルエネルギー貯蔵、緊急対応などの分野での応用が期待されます。
（7）電動二輪車
出荷の伸びは鈍化している。中国は電動二輪車の最大の輸出国であり、輸出は増加を続けている。
中国の電気自動車の主な輸出先は、北米、欧州、東南アジアである。中国の電気二輪車は米国への輸出時に関税が免除される。2023年には、中国の米国向け電気二輪車の販売台数は456万4000台に達し、総輸出量の30%以上を占めた。多くの東南アジア諸国は、外国ブランドによる現地工場の建設を促進するため、石油から電力への転換政策を導入している。
（8）無人航空機
UAV は、航空写真、写真撮影、農業、測量および地図作成、気象学、通信、公共安全などの分野で広く使用されています。
ACEYはリチウム電池業界で15年以上の経験を持ち、強力な研究開発能力と豊富な製造経験を誇り、高性能で安全な製品を提供しています。
バッテリーパック組み立てのワンストップソリューション
ノートパソコン、携帯電話、電動二輪車、ドローンなどのアプリケーションに使用されます。
II. 動力電池
電気自動車などの車両に使用されるため、高出力、長い走行距離、サイクル寿命、安全性などの要件を満たす必要があります。
1. 分類
動力電池は、正極材料の違いにより、主に三元系電池とリン酸鉄リチウム電池に分けられます。また、パッケージング方法と形状の違いにより、角型電池、ポリマー電池、円筒型電池に分類されます。三元系とは、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（NCM）またはリチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（NCA）を指します。ソフトパック構造と角型・円筒型構造の最大の違いは、シェルの形状と製造プロセスです。
2. 動力電池の開発の歴史
エネルギー密度が重要な課題であった業界の発展初期には、リチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度と長い走行距離を特徴とする三元系正極が主流でした。同時に、三元系材料のニッケル含有量も増加する傾向を示しました。ソフトパック電池のパッケージングプロセスは、高いエネルギー密度と優れた安全性により、急速に市場シェアを拡大しました。
業界の発展中期には、優れた安全性と低コストを理由に、リン酸鉄リチウム（LiFePO4）が主流材料となりました。CTP（カーボンナノチューブ）技術とモジュールレス技術の発展により、バッテリー組立効率が大幅に向上し、LiFePO4バッテリーの航続距離が向上しました。さらに、ブレードバッテリーはパックスペースの利用率と安全性を向上させ、バッテリーコストを削減しました。モジュールレス構造設計（CTPおよびCTC）もバッテリー組立効率を向上させています。
業界は現在、成熟期に入り、技術の方向性はますます多様化し、高電圧急速充電への新たな潮流が生まれています。バッテリーは一般的に600kmの航続距離要件を満たし、充電効率と安全性の向上に重点が置かれています。この時期、高いエネルギー密度と優れた安全性を持つLiFePO4が注目を集めました。半固体電池や複合集電体など、バッテリー性能を向上させる材料も注目を集めています。同時に、ナノシリコン製のシリコンカーボン負極は、優れた急速充電性能と高いエネルギー密度を備えています。パッケージング技術の面では、CTCおよびCTB技術のアップグレードにより、車内のZ軸スペースが拡大し、耐久性が向上し、コストが削減されています。
3. 産業チェーン
（１）正極材料
三元系とリン酸鉄リチウムが主流である
正極材料
動力電池用。三元系はNCMニッケル・コバルト・マンガンとNCAニッケル・コバルト・アルミニウムに分けられます。
下流市場の高い繁栄と、リン酸鉄リチウムがエネルギー密度と急速充電性能において三元電池を上回っているという事実に牽引され、その安全性とコストの優位性が顕著であり、正極の主要材料となっています。
リン酸鉄リチウム正極材料の性能向上手段の一つは、圧縮密度を高めることです。圧縮密度とは、特定の圧力条件下で単位電極に含まれる活物質の質量を指し、電極の比容量、充放電効率、内部抵抗、電池サイクル性能に直接影響を及ぼします。急速充電バッテリーでは、内部抵抗を低減して充電速度を向上させるために電極の厚さを薄くする必要がありますが、圧縮密度を高めることで、より薄い電極厚でもエネルギー密度を維持、あるいはさらに高めることができます。
三元系正極の出荷量は2024年に75万トンに達すると予想されている。
三元系正極材料市場は細分化されており、メーカー間の競争は熾烈です。2023年にはCR3のシェアはわずか41%にとどまりますが、三元系正極の生産能力は徐々に解放され、業界の集中度はさらに向上しています。
（2）
陽極材料
負極材料製品は、炭素材料と非炭素材料の2種類に分けられます。炭素材料には、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛材料が含まれます。黒鉛負極の層状構造は、リチウムイオンの挿入と脱離を促進します。非炭素材料には、シリコン系材料、チタン酸リチウム、スズ系材料、窒化物などが含まれます。シリコン系材料は、理論上の比容量（4200mAh/g）が高く、黒鉛の実容量360mAh/gをはるかに上回っているため、次世代の技術方向性と考えられています。また、シリコン系材料は天然資源が豊富で、コストが低く、環境に優しいという特徴もあります。
（3）
バッテリー電解液
電解液は、電解リチウム塩、溶媒、添加剤から構成されています。質量比で、電解リチウム塩は電解液の約10～15％、有機溶媒は80％、添加剤は5～10％を占めています。現在主流の溶質は六フッ化リン酸リチウム（LiPF6）です。添加剤の配合比率は、皮膜形成添加剤、過充電保護添加剤、耐高温・低温添加剤、難燃添加剤、レート型添加剤など、電解液の性能に大きな影響を与えます。
（4）
セパレーター
セパレータはリチウム電池の重要な構成部品であり、業界チェーンにおいて最も技術的障壁が高い主要材料です。その主な機能は、正極と負極を互いに絶縁して短絡を防ぎ、充放電時のリチウムイオンの移動経路を確保することです。セパレータは電池の抵抗、容量、寿命に大きな影響を与え、最終的には電池の安全性を左右します。
主流のセパレータはポリオレフィンセパレータで、主にポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン-ポリエチレン複合材などがあります。
ウェットコートセパレータは、セパレータ開発の未来を担うでしょう。ウェットコートセパレータはドライコートセパレータよりも高価ですが、多孔性と通気性に優れているため、より薄く軽量なセパレータを実現できます。コーティング技術により、ウェットコートセパレータの耐穿刺性と安全性を向上させることができます。コーティング材料には、セラミック、PVDF、アラミドなど、多岐にわたります。
4. 今後の技術開発の方向性
（１）全固体電池
従来のリチウム電池の電解質と隔膜を固体電解質に置き換え、イオン伝導と電荷貯蔵を実現することを指します。電解質の質量割合によって、全固体電池は半固体電池（電解質含有量5～10％）、準固体電池（0～5％）、固体電池（電解質0％）に分類されます。つまり、全固体電池の正極、負極、電解質はすべて固体材料です。
固体電解質は、全固体電池の技術的鍵です。理想的な固体電解質は、電子伝導性が無視できるほど小さく、リチウムイオン伝導性に優れ、良好な化学的適合性と安定性を備え、低コストで大量生産できる特性を備えている必要があります。現在使用されている電解質には、硫化物、酸化物、金属ハロゲン化物、ポリマーなどがあります。
固体電池の負極材料には、主に金属リチウム負極、炭素系負極、酸化物負極の3種類があります。
従来の液体リチウム電池は、主に炭素系材料（グラファイトなど）を負極に用いていますが、炭素系の比容量に限界があり、将来の開発余地は限られています。シリコン系負極材料は理論上の比容量が高く、負極材料システムの反復開発における重要な方向性となっています。しかし、シリコン系材料は充放電時に体積膨張が激しく、サイクル特性が低下するという問題があります。これは、炭素コーティング、ナノマテリアル化などの技術的手段によって改善できます。金属リチウム負極は、理論上の比容量が極めて高いことから究極の目標と考えられていますが、リチウムデンドライトの成長と化学的安定性に課題があります。
固体電池の正極材料は、主に高ニッケル三元正極、リチウムニッケルマンガン酸化物、およびリチウムを豊富に含むマンガンベースのルートに集中しています。
（２）動力電池のリサイクル
現在、電池のリサイクル方法は主にカスケード利用と分解リサイクルに分けられます。
カスケード利用とは、残存容量が大きく、使用要件を満たした使用済み電池を、エネルギー貯蔵、低速車両、基地局変電所などの二次利用に加工することを指します。一般的に、リン酸鉄リチウム電池はサイクル寿命が長く、熱安定性に優れているため、より適しています。分解リサイクルとは、廃棄された電池をプロセス技術でニッケル、コバルト、マンガン、銅、アルミニウム、リチウムなどの金属を回収し、これらの材料をリサイクルすることを指します。三元電池は、希少金属含有量が高く、リサイクル価値が高く、サイクル寿命が短く、熱安定性が悪いため、より適しています。
動力電池の容量が80%を下回ると、リサイクルしかできなくなります。リサイクルされた電池は、前放電、分解、分離などの前処理工程を経る必要があります。現在、リサイクル方法には、熱分解、湿式リサイクル、生物リサイクルの3種類があります。湿式リサイクルとは、特定の溶液を用いて正極材料を浸出させることで、貴重な金属をイオンの形で溶媒に溶解させ、その後、化学沈殿、溶媒抽出などの方法で金属イオンを分離・精製する方法です。湿式リサイクルは、熱分解の後期段階で金属元素の分離・抽出を行う必要があります。生物リサイクルは、培養サイクルが長いという特徴があります。
（３）複合集電体
伝統的な
バッテリー集電装置
複合集電体は、PET、PPなどのプラスチックフィルムの表面に、マグネトロンスパッタリングなどの方法を用いて基板表面に均一に銅をめっきした新素材です。電池が短絡すると、複合集電体の中央にあるポリマー材料層が溶融して短絡電流を発生し、短絡電流を抑制して電池の熱暴走を抑制し、電池セルの爆発や発火の問題を根本的に解決します。さらに、複合銅箔は従来の銅箔に比べてコストと重量が低く、電池のエネルギー密度を5%以上向上させます。
III. エネルギー貯蔵電池
グリッドピークシェービング、家庭用エネルギー貯蔵、商用および工業用エネルギー貯蔵などのシナリオで使用されるこれらのバッテリーは、長い充電および放電時間（2 時間以上）を必要とし、サイクル寿命とコスト効率を優先し、エネルギー密度の要件が低くなっています。
データによると、エネルギー貯蔵用リチウム電池の出荷量は2024年に320GWhを超え、成長率は50%を超える見込みです。出荷構成では、電力貯蔵セルが引き続き出荷量の主力となり、80%以上を占めます。そのうち、電力貯蔵セルの出荷量は約280GWhに達し、成長率は65%を超えています。家庭用蓄電池の出荷量は約26GWhに達し、成長率は30%を超えています。商業・産業用エネルギー貯蔵セルの出荷量は約10GWhに達し、成長率は40%を超えています。リン酸鉄リチウム電池は出荷セルの90%以上を占め、主流の技術となっています。
世界の蓄電用リチウム電池の出荷量は、2024年に前年比55%増加すると予想されており、中国企業が世界の生産能力の90%以上を占めています。家庭用蓄電用電池の出荷量に基づくと、50～100Ahの電池が市場の主流であり、その80%は6,000サイクルのサイクル寿命を必要とし、ハイエンド製品では10,000サイクルに達します。
現在、主流の280Ahセルメーカーは314Ahセルへの移行を進めています。GGIIのデータによると、容量移行率は52%に達しています。両バッテリーのケース、構造、寸法は変更されていないため、大手メーカーは主にプロセスと材料の変更のみで、280Ahの生産ラインを引き続き使用できます。
エーシーニューエナジー
は、リチウムイオン電池向けハイエンド機器の研究開発・製造を専門としています。円筒形・角形・ポリマー電池用バッテリーパック組立設備一式、電池セル・パック試験システム、コイン型電池・円筒型電池・パウチ型電池用ラボスケール製造装置、電池環境安全試験装置、電池原料・スーパーキャパシタ製造装置などを取り扱っています。
当社は厳格な品質管理と行き届いた顧客サービスを堅持し、常にリチウムイオン電池業界に注力し、世界トップクラスの電池設備メーカーを目指しています。リチウムイオン電池業界への参入が初めてで、独自のリチウムイオン電池生産ラインやリチウムイオン電池パック組立ラインの構築をお考えの場合は、専門的な技術サポートとガイダンスをご提供いたします。
