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小型二次电池产业现况与趋势分析
 

【作者: 陳玲蓉】2000年07月01日 星期六

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因小型二次电池为目前笔记本电脑、移动电话、数字摄影机等携带式电子产品的主要电源,而携带式电子产品随着半导体及LCD等小型、省电的技术革新中,不断朝着小型及长使用寿命的产品发展。然而,小型二次电池在小型、高容量的技术研发上却追赶不上半导体及LCD等技术发展的脚步,因此电池技术的发展可以说是目前携带式电子产品能否更小型化的最重要关键因素。在此,谨针对全球小型二次电池的发展趋势、我国产业现况、产品及技术趋势作一个简单的介绍。


全球趋势发展

整体需求快速成长

1999年全球笔记本电脑的产量约为1,924万台,比1998年成长24%,移动电话产量为28,358万支,成长率更高达65%。在笔记本电脑及移动电话等携带式电子产品的需求带动下,小型二次电池发展在日系厂商的扩厂扩产及美韩台等厂商积极介入之下迅速成长。根据矢野经济研究所的推定,1997年全球小型二次电池的需求量约为18亿个,到了2006年,市场需求量将扩大到23亿个(图一);而轻量、高容量的锂电池则由1997年的1.9亿个快速成长到2006年的10.2亿个,并成为市场的主流产品。



《图一 全球小型二次电池市场需求预测》
《图一 全球小型二次电池市场需求预测》

日本发展特定产品

随着日系厂商竞争的白热化及韩国、台湾等厂商的投入发展,日本主要厂商已逐渐改变其网罗所有产品的策略,而将发展重心放在特定且具前瞻性的产品上。如东芝电池以超薄型锂离子电池为主要诉求,推出ALB(Advanced Li-ion Battery)电池,其重量能量密度比目前540mAh产品多了10%~15%,同时0℃以下的低温放电特性亦获得大幅改善。SONY则全力发展薄型锂高分子电池,配合易利信移动电话及SONY的MD产品,推出UP383562产品,于-10℃低温时仍保有常温60%的容量。


三洋电机则采用Alunium Laminate Film薄膜作为外装材料,发展低温放电特性极佳的锂高分子电池。日立Maxell将重心放在大容量1500mAh笔记本电脑用锂高分子电池,厚度仅有3mm,为目前最薄且最大容量的产品。另外,NEC则将其位于加拿大的Moli Energy圆型锂离子电池厂卖给能元科技,全力发展方型锂离子电池。


韩国逐步建立其量产线及销售管道

由于韩国投入二次电池发展的企业几乎清一色都是大企业旗下的子公司,拥有庞大的资金来源,加上政府的强力支持,韩国锂电池的发展格外引人注目。LG化学于清州厂已有两条锂离子电池生产线,月产能约为200万颗,并已和日本及台湾的笔记本电脑电池组装厂签约,开始其圆筒型锂离子电池的外销市场。三星SDI及Hanil Valence则分别于天安及龙仁建构锂离子电池及锂高分子电池生产线,并将于2000年下半年正式量产。另外,SKC亦已开始建构1500mAh圆筒型锂离子电池的生产线。由韩国发展二次电池的速度来看,其不仅逐步扩建量产体系,更同时开拓内外销售管道,未来韩商的触角将会逐步侵蚀日商的地盘,而其全球的市场占有率也会逐渐地增加。


美国加紧脚步研发

美国投入发展小型二次电池的厂商,除了Polystor已开始量产方型锂离子电池之外,几乎都将发展重心放在薄型的锂高分子电池上;截至目前为止,多数厂商仍仅限于小量试产与样本出货的阶段。由于电池原材料的选用关乎产品的质量与制造的成本,许多厂商已着手进行采用非锂钴系材料的产品研发,包括Valence Technology、Varta Batteries,以及Lithium Technology与Pacific Lithium Ltd.合资成立的新公司都将采用锂锰系材料发展新产品,而Moltech则采用特殊的Li-S材料,发展厚度不到0.1mm的锂高分子电池。另外,Polystor则获得Motorola Energy Systems Group(ESG)的认证,成为唯一可生产ESG技术锂高分子电池的厂商,其产品则采用锂钴镍正极材料。


我国产业现况

1999年我国笔记本电脑产量已凌驾日本成为全球第一大产国,随着其市场需求的扩大,对其上游关键零组件的依赖更是日益重要,然而我国对于笔记本电脑赖以运作的电池市场供给却十分匮乏,导致国内笔记本电脑的电池市场长期以来依赖日本进口为主。另一方面,移动电话市场的蓬勃发展亦开启我国产业发展的前景,而其同样面临着电池市场仰赖进口的不便。鉴于笔记本电脑及移动电话等携带式电子产品的需求快速增加,近几年来国内厂商纷纷投入开发小型二次电池,以期夺回电池市场的主导权。


市场规模

如(图二)所示,1997年我国小型二次电池市场总值仅有3.6亿元的规模,1998年产值快速成长几达两倍之多,达7.07亿元,1999年市场仍然持续成长,但是受到部份厂商将产值外移中国大陆,以及锂电池尚未正式量产无法提供产值的情况下,市场总值仅达到7.06亿元,负成长0.1%。



《图二 我国小型二次电池市场》
《图二 我国小型二次电池市场》

进出口分析

由上述可知,我国小型二次电池的产值规模难以供应国内电池市场的需求,而随着可携式产品的产值产量不断增加,国内对电池市场的需求亦日益殷切。由(图三)可以明显看出,我国小型二次电池的进口值由1995年的29亿元增加到99年的68亿元,复合年成长率达27.1%,主要进口国为日本,其所占进口比率高达八成。



《图三 我国小型二次电池进出口统计》
《图三 我国小型二次电池进出口统计》

出口市场方面,随着可携式产品的持续发烧以及国内厂商的加码投资,近几年来亦呈现逐渐上升的曲线,1995年国内出口总值仅有5千万元左右,99年时已成长到3亿元的规模,复合年成长率高达47.2%。主要出口国包括中国大陆43%、美国11%、马来西亚5%、韩国及意大利各3%等。


产业发展现况

厂商投资热潮不断

由于国内笔记本电脑及移动电话产值不断增加,连带掀起小型二次电池的投资热潮,根据经济部工业局的统计,截至1999年底,国内投资小型二次电池的金额已达到150亿元,而未来三年内累计投资额将高达300亿元以上。目前国内正式跨入小型二次电池生产研发的厂商计有九家,除此之外尚有多家厂商已筹拟投资计划或编列资金预计投入小型二次电池的生产,未来在下游市场需求不断增加的诱因下,国内小型二次电池的投资热潮将会迅速成长。


镍氢电池跨入崭新纪元

1999年底汤浅台达正式接获国际移动电话大厂西门子及阿尔卡特的镍氢电池订单,将国内镍氢电池产业带入崭新的纪元。在此之前,国内镍氢电池产业在通讯领域仅限于零件修护市场,OEM市场则几乎掌握在日商手上,该笔订单的接获不仅证明国内镍氢电池工业已开始受到国际社会的肯定,亦使得国内电池产业向前迈出大步,未来在日商逐渐停产而释出镍氢电池订单的同时,我国承接的希望将大幅增加。


锂电池量产指日可待

我国锂电池产业在经过多年的研发之后,已在1999年开始冒出新芽,开创产业的新希望。锂离子电池方面,能元科技、兴能高科技、太电电能等已开始小量试产,而能元科技位于南部科学园区的新厂亦已于2000年四月落成启用,该公司可望在2000年第二季正式量产,成为国内第一家量产锂离子电池的厂商;另外,太电电能也预计在2000年下半年开始量产。锂高分子电池亦有兴能高科技、锂新科技、台湾超能源等厂商进入小量试产的阶段,其中又以兴能高科技的发展最令人瞩目,该公司目前已掌握相当高的产品良率,预计2001年可正式量产。


产品及技术趋势

小型二次电池三个主要产品中,镍镉电池由于具有严重的记忆效应及镉污染的问题,在环保诉求日益升高的今日已逐渐失去其市场地位;镍氢电池则具有高能量密度、低记忆效应、长循环使用寿命,可替代镍镉电池使用,而且不会产生环保问题等优点,自1990年代初期问世以来即迅速地取代镍镉电池,广泛地应用在各种携带式电子产品上。


锂离子电池自1995年以后随着方型锂离子电池的研发成功,加上笔记本电脑从单色显示屏幕升级至彩色显示屏幕需要耗费大量电量的情形下,其轻量且高能量密度的优点受到大众的喜爱而被大量用于笔记本电脑及移动电话上,并逐渐成为小型二次电池的主流产品。发展中的锂高分子电池则由于具有更高能量密度、小型、薄型、轻量、高安全性及低成本等优点,被视为小型二次电池下一代新兴产品,全球主要电池厂皆戮力研发以期在新兴市场领域中争取一席之地。


轻量、薄型主导未来产品的发展

小型二次电池的主要应用产品中,迷你笔记本电脑等轻巧机种陆续被推出,移动电话也以可放入口袋内携带为诉求,电子产品便于携带且多功能的产品趋势已不容许电池占据太大的空间与重量,因此不论是镍氢电池或是锂电池,其方型电池的市场需求急剧增加,而其厚度也逐渐地降低,如移动电话用方型电池已由8mm厚的产品逐渐转移至6mm厚的产品。另一方面,薄型电池或可任意变化形状的锂高分子电池等需求亦快速成长。


大容量产品的开发为时势所趋

上网、收发电子邮件、动画影像、视听娱乐、可连接数字相机及数字摄影机等功能,已逐渐成为携带式电子产品的发展趋势,在机器本体耗电量增加的情况下,相同尺寸但具有大容量的电池产品开发成为时势所趋。于是,镍氢电池朝1600mAh之高容量产品发展,1600mAh的圆筒型锂离子电池亦逐渐被1800mAh的产品所取代,而高容量的锂高分子电池开发亦如火如荼地进行着。


结语

小型二次电池的需求虽然快速成长,却也面临着价格不断下滑的威胁,日本主要大厂已逐渐释出其获利不佳的产品线,而韩国、美国及我国亦积极投入发展,未来究竟是哪一个国家能嬴得优势瓜分日商所独占的全球市场,仍存在着很大的变量。


我国自1994年投入小型二次电池的发展之后,至今只有三家镍氢电池厂商正式量产,然而在下游笔记本电脑及移动电话等市场需求的带动下,配合政府科专的强力支持以及工研院材料所的人力及技术支持,未来我国锂电池产业的发展前景仍然十分可期。


但是,现阶段我国相关配合产业仍未成熟、关键材料仰赖进口,以及相关技术及设备皆掌握在日商手上等劣势条件,皆有待政府与国内厂商共同努力,投入相关产业的发展与上游原材料的开发。另一方面,国产品质量的提升、产品良率的掌握与量产技术的建立,亦是现阶段亟应改善的重点,而韩国企业投入二次电池的研发资金与规模远远大于我国,其技术实力更是不容我厂商轻忽。


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