【正文】 on Batteries）鋰二次電池包括“鋰電池”和“聚合物鋰電池”：鋰電池又簡(jiǎn)稱鋰電池(LIB)，鋰電池與以往的金屬鋰電池有很大的不同，其內(nèi)部構(gòu)造由正極、隔離膜、負(fù)極三層組成；聚合物鋰電池又簡(jiǎn)稱(LIP)以聚合物固體電解質(zhì)代替LIB的液體電解質(zhì)，是鋰電池的一大進(jìn)步，具有優(yōu)良的安全性能和加工性能，從而使制造超薄及自由度大的電池的愿望得以實(shí)現(xiàn)。然而，鋰電池仍然存在一些目前難以解決的技術(shù)問題，如：鋰電池使用壽命并不十分理想；成本較其它兩種電池高出很多；使用安全存在一定不確定性……這些弱點(diǎn)使得鎳氫、鎳鎘電池在成本敏感、高安全要求、高倍率放電等領(lǐng)域牢牢把握著龐大的市場(chǎng)：鎳鎘電池目前仍然被廣泛運(yùn)用于對(duì)講機(jī)、無繩電話、計(jì)算器、電動(dòng)玩具、便攜燈具、小家電等領(lǐng)域；鎳氫電池方面，除了完整覆蓋鎳鎘電池的市場(chǎng)外，其在便攜式立體音響、無線電動(dòng)工具、便攜式CD機(jī)、便攜式復(fù)印機(jī)、文字處理器等較高端的電器上也有著良好的表現(xiàn)，在部分3C電器應(yīng)用上與鋰電池存在激烈競(jìng)爭(zhēng)。而鎳氫電池因其具有容量高，循環(huán)壽命長(zhǎng)、無污染，無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)正成為二次電池的主要發(fā)展方向之一（見圖表4）。（3）“記憶效應(yīng)”是出現(xiàn)在能量未耗盡前便充電。目前在便攜式二次電池領(lǐng)域中，鎳氫電池在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨著與鎳鎘電池和鋰電池同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)的局面，然而，鎳氫電池市場(chǎng)近年來的市場(chǎng)占有率并沒有隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇而減少，反而在電池行業(yè)新舊交替的過程中抓住了很多強(qiáng)勢(shì)發(fā)展的契機(jī)，主要有以下幾點(diǎn)：（1）鎳氫電池對(duì)于鎳鎘電池的直接可替代性近年來，被譽(yù)為“綠色電池”的鎳氫電池以其優(yōu)良的性能、兼容性得到了廣泛應(yīng)用。有研究報(bào)告預(yù)測(cè)在五年內(nèi)鎳氫電池將取代絕大部分原鎳鎘電池市場(chǎng)，這將使得鎳氫電池市場(chǎng)份額很可能超過鋰電池而位居便攜式二次電池的第一位。在產(chǎn)品價(jià)格方面，鋰電池與鎳氫電池之間的成本差異在原材料價(jià)格變動(dòng)的趨勢(shì)影響下并沒有逐步縮小，鋰電池價(jià)格仍然遠(yuǎn)高于鎳氫電池。（4）鎳氫電池應(yīng)用實(shí)例以電動(dòng)工具市場(chǎng)為例：目前全球電動(dòng)工具市場(chǎng)龐大，每年對(duì)電池的需求量超過1億只。測(cè)試項(xiàng)目 “C”指額定容量為100Ah電流充電或放電的電流，也可表示為C/。另外，鎳氫電池的短路試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、安全閥試驗(yàn)都能滿足一般電動(dòng)工具的各項(xiàng)要求。圖表6：電動(dòng)工具用鎳氫電池與鎳鎘電池的性能對(duì)比 – 低溫性能與過充電對(duì)比測(cè)試項(xiàng)目低溫試驗(yàn)充滿后在0℃環(huán)境下擱置1小時(shí)，過充電試驗(yàn)，再1C沖5小時(shí)，停1小時(shí)后，技術(shù)要求放電時(shí)間（分鐘）是否爆炸鎳氫電池不爆炸鎳鎘電池不爆炸注：上述數(shù)值反映了電池低溫下的高倍率放電性能及電池耐過充能力。目前，我國(guó)電動(dòng)工具生產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的30%，而且每年對(duì)歐美均有大量出口。從1990年開始，日本各個(gè)電池廠商開始大規(guī)模生產(chǎn)鎳氫電池，而且產(chǎn)銷量近年來成倍增長(zhǎng)。圖表8：2005年2006年日本二次電池行業(yè)生產(chǎn)概況數(shù)量（億只）增 幅金額（億日元）增 幅2005年2006年2005年2006年鋰電池10%27712943%鎳氫電池310%734916%鉛酸電池13801382%堿性充電電池3%420388%二次電池合計(jì)%531156296% 資料來源：“2006年中國(guó)電池行業(yè)概況”，楊林，《中國(guó)鉛鋅錫銻》，2007年第6期。從上世紀(jì)80年代開始，浙江大學(xué)、南開大學(xué)、北京理工大學(xué)、包頭稀土研究院、有色研究總院、鋼鐵研究總院、沈陽金屬所和天津電源18所等許多單位便已開始從事儲(chǔ)氫材料和電池的研究與開發(fā)，國(guó)家科技部對(duì)項(xiàng)目也一直非常重視。三、凱恩電池競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)凱恩電池公司簡(jiǎn)介浙江凱恩電池有限公司（下文中簡(jiǎn)稱“凱恩電池”）隸屬浙江凱恩集團(tuán)——國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，公司注冊(cè)資金為5000萬元。凱恩電池生產(chǎn)的高性能鎳氫二次電池（小動(dòng)力鎳氫電池A系列、AA系列、AAA系列、SC系列、N型等）均與浙江大學(xué)共同研制開發(fā)，雙方知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享。無論產(chǎn)品技術(shù)水平或生產(chǎn)規(guī)模，都屬于行業(yè)龍頭企業(yè)。鎳氫電池的性價(jià)比也隨著廉價(jià)的、新的原材料的出現(xiàn)而不斷提高。（專利詳情見附錄）潘洪革教授、博士生導(dǎo)師是國(guó)內(nèi)二次電池研究領(lǐng)域享有最高學(xué)術(shù)聲譽(yù)的科學(xué)家。一些由潘洪革教授發(fā)表的理論模型、概念和研究結(jié)果屬國(guó)際上首次提出或首次出現(xiàn)。由于其卓越的研究成果，2006年潘洪革教授受邀成為國(guó)際著名材料化學(xué)雜志《Journal of Alloys and Compounds》主編并擔(dān)任至今，為國(guó)內(nèi)相關(guān)科研領(lǐng)域帶來了更高的學(xué)術(shù)榮譽(yù)。潘一辰男，57歲，工程師，任浙江凱恩電池有限公司研究開發(fā)部（常務(wù)）副部長(zhǎng)。劉永鋒男，31歲，浙江大學(xué)材化學(xué)院，博士，發(fā)表國(guó)外SCI論文15篇，專利10多項(xiàng)。陳 妮女，28歲，浙江大學(xué)材化學(xué)院，碩士，發(fā)表國(guó)外SCI論文2篇。技術(shù)優(yōu)勢(shì)綜述（1）主要技術(shù)亮點(diǎn)通過不斷研發(fā)試驗(yàn)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝，在保證安全性能和循環(huán)壽命達(dá)到要求的基礎(chǔ)上，凱恩電池依靠浙江大學(xué)雄厚的技術(shù)力量，針對(duì)鎳氫電池高溫?cái)R置性能和高倍率放電性能的特性，主要做出了下面兩方面改進(jìn)：a. 優(yōu)化鎳氫電池的正負(fù)極材料配比，研制的高功率動(dòng)力型電池具有良好的大電流放電特性。通過以上兩點(diǎn)的改進(jìn),凱恩電池產(chǎn)品圓柱形鎳氫電池AA50(1400)F，實(shí)現(xiàn)10C放電容量≥標(biāo)稱容量90%，20C放電容量≥標(biāo)稱容量80%，高于國(guó)內(nèi)其它公司同類鎳氫電池相應(yīng)性能,達(dá)到世界領(lǐng)先水平。將凱恩電池自主研發(fā)的SC(44)型的單體鎳氫電池與日本三洋(SANYO)公司所生產(chǎn)的SC(44)鎳氫電池進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，凱恩電池目前所生產(chǎn)2/3AA、AA、2/3A、SC等型號(hào)的單體鎳氫電池綜合主要性能技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如下表：圖表9：凱恩SC3000mAh電池與日本三洋電池主要性能對(duì)比SC(44)型電池容量電池內(nèi)阻荷電保持率循環(huán)壽命放電倍率日本三洋30003300mAh≤4毫歐75％≥750次≥10C倍率凱恩電池≥3300mAh≤4毫歐85％≥1000次≥30C倍率通過上表可見，凱恩電池的容量、電池內(nèi)阻、循環(huán)壽命、荷電保持率都己達(dá)到三洋(SANYO)公司的(國(guó)際先進(jìn)水平)；循環(huán)壽命、承受特大電流放電能力都遠(yuǎn)優(yōu)于日本三洋(SANYO)公司的水平。 圖表10： 圓柱形鎳氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖2）鎳氫電池產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程和工作原理圖表11：凱恩電池鎳氫電池生產(chǎn)工藝流程圖正極板制造負(fù)極板制造中間庫卷繞復(fù)合裝配儲(chǔ)能分級(jí)測(cè)試包裝檢驗(yàn)出廠合格不合格原料2原料1在經(jīng)過以上生產(chǎn)流程后（圖表11），制成的鎳氫電池以金屬氫化物為負(fù)極活性材料，Ni(OH)2為正極活性材料，以氫氧化鉀水溶液為電解液。鎳氫電池在充放電過程中的電化學(xué)反應(yīng)如下：正極： 負(fù)極：總的電池反應(yīng)為：注：M：hydrogenabsorbing alloy 表示貯氫合金材料；Hab：absorbed hydrogen 表示吸氫。產(chǎn)品通過ELECTROLUX公司的9+1短路測(cè)試。處于國(guó)際先進(jìn)水平。凱恩電池在50℃下擱置100天后產(chǎn)品性能良好?！?。使用該型號(hào)電池的產(chǎn)品上市后客戶普遍反應(yīng)我司的產(chǎn)品性能優(yōu)于其他同類產(chǎn)品。凱恩電池以浙江大學(xué)作為技術(shù)依托，以雄厚的自主研發(fā)技術(shù)力量通過多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外電器性能、質(zhì)量認(rèn)證，具體認(rèn)證情況如下：序號(hào)認(rèn) 證 名 稱1ISO14001:2004環(huán)境管理體系認(rèn)證證書2ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書3國(guó)家產(chǎn)品質(zhì)量免檢證書4Ovonic認(rèn)證證書5RoHS符合性認(rèn)證證書6CE認(rèn)證證書7UL認(rèn)證證書8MSDS（物質(zhì)安全）認(rèn)證證書與國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手同類電池性能對(duì)比目前，凱恩電池在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有“廣州比亞迪電池”和“河南環(huán)宇電池”兩家。圖表14：不同品牌電池高溫?cái)R置能力評(píng)測(cè)對(duì)比注：紅色曲線“KAN”代表凱恩電池產(chǎn)品；藍(lán)色曲線“BYD”代表比亞迪電池產(chǎn)品；綠色曲線“環(huán)宇”代表環(huán)宇電池產(chǎn)品。圖表16：不同品牌電池循環(huán)壽命性能評(píng)測(cè)對(duì)比注：紅色曲線“KAN”代表凱恩電池產(chǎn)品；藍(lán)色曲線“BYD”代表比亞迪電池產(chǎn)品；綠色曲線“環(huán)宇”代表環(huán)宇電池產(chǎn)品。河南環(huán)宇產(chǎn)品一致性較好，能大電流10C放電,生產(chǎn)成本較低。上圖：凱恩電池各種型號(hào)產(chǎn)成品企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的相關(guān)優(yōu)勢(shì)鎳氫電池的生產(chǎn)過程是高科技研發(fā)與勞動(dòng)密集型生產(chǎn)相結(jié)合的過程。同時(shí)，基于8年的專業(yè)鎳氫電池生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，凱恩電池針對(duì)鎳氫充電電池的開發(fā)、生產(chǎn)及銷售的具體情況，建立了完善的品質(zhì)保證體系，配置了相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備并擁有一批工作經(jīng)驗(yàn)豐富和訓(xùn)練有素的品質(zhì)保障隊(duì)伍。上圖：凱恩電池恒溫、恒濕生產(chǎn)車間四、凱恩電池市場(chǎng)地位細(xì)分行業(yè)市場(chǎng)地位近年來，基于產(chǎn)品優(yōu)秀的高溫?cái)R置、高倍率放電等性能，凱恩電池產(chǎn)品在電動(dòng)玩具和小家電行業(yè)已有較高的行業(yè)知名度，尤其是在遙控模型、電動(dòng)剃須刀領(lǐng)域有著一流的聲譽(yù)（見圖表118，凱恩電池客戶行業(yè)分布情況）。涉及不同行業(yè)的集團(tuán)大客戶訂單充分保證了公司穩(wěn)定的利潤(rùn)率，并使得凱恩電池在交易過程中可以分享跨國(guó)公司嚴(yán)格質(zhì)量控制體系、優(yōu)秀管理方式所帶來的益處，并有效降低交易風(fēng)險(xiǎn)。在電動(dòng)玩具(模型)行業(yè)，主要客戶有日本的MARUI和KYOSHO，其中MARUI是業(yè)界規(guī)模最大的著名暴力槍廠商，KYOSHO是世界上水平領(lǐng)先的動(dòng)力模型廠商。圖表19：2006年凱恩電池按銷售額排名前五大客戶客戶名稱采購用途銷售額（不含稅，單位：元）比重浙江超人集團(tuán)有限公司小家電 % 廣東奧迪玩具實(shí)業(yè)有限公司電動(dòng)玩具 % 寧波邦首電器有限公司小家電 % 深證奇諾光瑞電子有限公司DVD % 香港NICS ENGINEERING電動(dòng)玩具 % 合計(jì)： % 圖表20：2007年凱恩電池按銷售額排名前五大客戶客戶名稱采購用途銷售額（不含稅，單位：元）比重耀川電子（深圳）有限公司小家電28,583, % 浙江超人集團(tuán)有限公司小家電14,454, % 廣東奧飛動(dòng)漫文化股份有限公司電動(dòng)玩具5,934, % 浙江飛科電器有限公司小家電5,600, % 馬來西亞Nikko Electronic電動(dòng)玩具4,444, % 合計(jì)：59,016, % 注：耀川電子（深圳）有限公司為伊萊克斯集團(tuán)OEM廠商。實(shí)驗(yàn)證明，鎳氫電池在20℃下自放電約30%40%/月，在高溫下的容量衰減更快，電池經(jīng)過生產(chǎn)、包裝出廠到經(jīng)銷商再流轉(zhuǎn)到用戶手中經(jīng)歷著較長(zhǎng)周期，尤其是國(guó)外客戶，海上運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月，集裝箱內(nèi)存儲(chǔ)溫度高達(dá)80℃，這樣的環(huán)境下，普通鎳氫電池電壓衰減至0V后性能將繼續(xù)惡化，漏液、短路現(xiàn)象大比例出現(xiàn)，更為嚴(yán)重的是其正極活性材料Ni(OH) 2會(huì)失效使電池容量不可恢復(fù)的衰損將達(dá)50%。鎳氫電池在該類產(chǎn)品應(yīng)用上的主要問題是電池的容量隨著溫度的升高而下降，與一般電子產(chǎn)品不同，電動(dòng)工具在使用過程中要求大電流放電，另外為了縮短充電時(shí)間也要求電池能大電流充電，而在大電流充放電過程中消耗在電池內(nèi)阻上的能量就要增加，目前國(guó)外已經(jīng)開發(fā)出取代鎳鎘電池用作電動(dòng)工具的SC型鎳氫電池并已逐步商品化，~ Ah（ Ah~ Ah），而且可以10C倍率放電，顯著的延長(zhǎng)了電動(dòng)工具的工作時(shí)間和工作次數(shù)，這一商品化進(jìn)程還極大的支持了歐洲到2003年取消鎳鎘電池應(yīng)用的計(jì)劃，隨著市場(chǎng)要求的不斷提高和鎳氫電池生產(chǎn)技術(shù)及工藝水平的不斷改善，大電流放電型小型電池（如A型、SC型）市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)今后對(duì)電動(dòng)工具用高功率輸出型鎳氫電池的市場(chǎng)需求量將達(dá)到5億節(jié)/年。另外由于鎳氫電池與鎳鎘電池具有互換性，同時(shí)與一般使用的堿性電池類似的電壓，因此在一般的電子產(chǎn)品上，鎳氫電池有著明顯的優(yōu)勢(shì)，是鋰電池?zé)o法取代的。預(yù)計(jì)2008年世界原鎳供產(chǎn)量157萬噸，消費(fèi)量147萬噸，仍將有一定的過剩產(chǎn)能。圖表21：2007年3月2008年4月 鎳價(jià)格走勢(shì)圖資料來源：公司采購部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)金屬鈷的價(jià)格在近兩年也存在較大的波動(dòng)。2008年全年鈷的平均價(jià)格可能維持在70萬左右。為了減少原材料價(jià)格變化引起的風(fēng)險(xiǎn)，公司各類原材料均選定了至少2家長(zhǎng)期供應(yīng)商，根據(jù)當(dāng)期原材料價(jià)格的市場(chǎng)行情變化及原材料質(zhì)量選擇適當(dāng)?shù)墓?yīng)商進(jìn)行采購。從2001年至2006年，與電池有關(guān)的WTO/TBT技術(shù)法規(guī)通報(bào)已超過30項(xiàng)，其中主要涉及環(huán)保，限制電池中有毒有害物質(zhì)的含量，安全要求和標(biāo)識(shí)，以及產(chǎn)品認(rèn)證等，特別是歐盟最近頒布的“化學(xué)品的注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)和限制評(píng)估法案” (簡(jiǎn)稱REACH)，更是增加我國(guó)電池行業(yè)產(chǎn)品出口的難度和設(shè)立了更高的準(zhǔn)入線。八、凱恩電池未來發(fā)展的其它風(fēng)險(xiǎn)因素分析技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)鎳氫電池技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要來于技術(shù)的先進(jìn)性、成熟性、可靠性以及技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。浙江大學(xué)材料系是國(guó)家“863”計(jì)劃承擔(dān)單位，其研制生產(chǎn)的儲(chǔ)氫材料完全可滿足生產(chǎn)需要，并已經(jīng)申請(qǐng)了多項(xiàng)專利。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)管理，降低成本，進(jìn)一步增強(qiáng)企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。2007年，凱恩電池在市場(chǎng)拓展方面也已取得突破性的進(jìn)展，與世界著名企業(yè)伊萊克斯的合作獲得了良好的銷售業(yè)績(jī)。目前凱恩電池產(chǎn)品處于供不應(yīng)求狀態(tài)，原有產(chǎn)能已開始限制公司發(fā)展。隨之而來的規(guī)模效應(yīng)也將進(jìn)一步降低企業(yè)生產(chǎn)、管理成本，使得凱恩電池獲得爆發(fā)性增長(zhǎng)，成為國(guó)內(nèi)最大的世界領(lǐng)先技術(shù)的鎳氫電池研發(fā)、生產(chǎn)基地。（4） 潘洪革、朱云鋒、高明霞、雷永泉、王啟東，Ti基AB2型Laves相儲(chǔ)氫電極合金的熱處理，專利號(hào)：CN1385910A。（8） 潘洪革、