בזמן שסובסידיות רכבי האנרגיה החדשות של ארצי יצטמצמו לחלוטין, LG Chem, Samsung SDI, Panasonic וענקיות סוללות ליתיום-יון אחרות בחו”ל צוברות בחשאי את כוחן, ומתכוונות לנצל את היתרון המוביל כדי לנצל את הלא- שוק מסובסד.

אחד מיתרונות הליבה שלהם הוא יתרון המחקר והפיתוח של טכנולוגיית הסוללות שמוביל את הפיתוח של תעשיית סוללות הליתיום-יון העולמית.

➤LG Chem: מחקר חומרים בסיסי + השקעה גבוהה מתמשכת

LG Chem משתפת פעולה עם יצרני OEM המכסים מותגים גלובליים רבים כמו אמריקאי, יפני וקוריאני. יש לה יתרונות מחקריים עמוקים בתחום החומרים הבסיסיים, ובמקביל רואה ב”מרכז לפיתוח סוללות רכב” ארגון עצמאי השייך למגזר עסקי המצברים, כפי שמוצג באיור הבא:

מבנה ארגון המחקר הכימי של LG

עם עשרות שנים של יתרונות בחקר חומרים, LG Chem יכולה להכניס לראשונה לעיצוב המוצר טכנולוגיות ייחודיות בחומרים חיוביים ושליליים, מפרידים וכו’, ולשקף ישירות את הטכנולוגיה הייחודית בתהליך המחקר והפיתוח של התא. הוא יכול לספק את כל סל המוצרים הקשור לסוללות ליתיום-יון מתח מפיתוח Cell, Modul, BMS ו-Pack ועד לתמיכה טכנית.

תמיכה במחקר ובפיתוח של הטכנולוגיה של LG Chem היא השקעת הון מתמשכת. על פי נתוני הסקר, מימון המו”פ הכולל והשקעת כוח האדם של LG Chem המשיכו לעלות מאז 2013. עד 2017, ההשקעה במו”פ הגיעה ל-3.5 מיליארד יואן (RMB), במקום הראשון מבין חברות הסוללות העולמיות בהשקעות במו”פ באותה שנה.

יתרונות המשאבים של חומרי גלם במעלה הזרם והיכולת העצמאית של קישורי ייצור מספקים ערובה חזקה למסלול החבילה הרכה של LG Chem עם עלויות מקיפות גבוהות יותר וספים טכניים גבוהים יותר.

מבחינת שדרוגי מסלול טכניים, LG Chem עובדת כעת קשה מהחבילה הרכה NCM622 ל-NCM712 או NCMA712.

בראיון לתקשורת, סמנכ”ל הכספים של LG Chemical הצהיר כי מסלול שדרוג חומר האלקטרודות החיובי של החברה מ-622 ל-712 או אפילו 811, ל-LG יש תוכניות נפרדות להתאמה בין שיטת החבילה הרכה לשיטה הגלילית ויישום downstream. דגמים (החבילה הרכה לא תפתח לעת עתה 811, וה-NCM811 הגלילי ישים כרגע רק לאוטובוסים חשמליים).

עם זאת, בין אם מדובר באלקטרודה חיובית של NCMA ובין אם מדובר באלקטרודה חיובית של NCM712, תוכנית הייצור ההמוני של LG Chem מתוכננת לשנתיים לפחות, וזה הרבה יותר שמרני מתוכנית המסלול הגבוה ניקל של פנסוניק.

➤Samsung SDI: שיתוף פעולה עם מוסדות מחקר + השקעה מתמשכת בעצימות גבוהה

Samsung SDI מאמצת מודל שותפות דומה לזה של CATL בתחום המחקר והפיתוח: היא משתפת פעולה עם מוסדות מחקר אוניברסיטאיים מקומיים וזרים כדי להקים סוגיות טכניות חשובות, לפתור יחד פיתוח מסחרי ולקדם במשותף פרויקטים מחקריים ליצירת סינרגיות.

▼תרשים ארגוני של Samsung SDI

ל-Samsung SDI ול-LG Chem יש מסלולים טכניים שונים. הם בעיקר בצורת ריבוע. במקביל, הם עוקבים באופן פעיל אחר הייצור של 21700 סוללות. חומרי הקתודה משתמשים בעיקר בחומרי NCM ו-NCA טרינריים. עם זאת, גם ההשקעה שלה במחקר ופיתוח חזקה מאוד.

לפי נתוני הסקר, השקעת המו”פ של Samsung SDI ב-2014 הגיעה ל-620,517 מיליון וון, המהווה 7.39% מהמכירות; השקעת מו”פ ב-2017 הייתה 2.8 מיליארד יואן (RMB). לגבי נושאים חשובים בתחום הסוללות והחומרים מהדור הבא, על ידי תמיכה בפיתוח פטנטים הקשורים בקשר הדוק לנושאים, נחקור פטנטים תחרותיים ונפתח תחומים עסקיים חדשים.

הסוללה הפריזמטית של Samsung SDI הגיעה לרמה של צפיפות אנרגיה של 210-230wh/kg.

לדברי Wei Wei, סגן נשיא סמסונג SDI ארצי בפורום הרכב החשמלי של השנה, סמסונג תפתח במרץ את הדור הרביעי של מוצרים מחומר הקתודה (נתיב NCA), אלקטרוליט ואנודה מטכנולוגיית האנודה. לאחר השקת סוללת הדור הרביעי בצפיפות אנרגטית של 270-280wh/kg, היא מתכננת להמשיך ולפתח את המוצר מהדור החמישי בצפיפות אנרגיה מתוכננת של 300wh/kg למסלול ניקל גבוה.

כיוון הפיתוח הריבועי של החברה כולל גם “סוללות בגובה נמוך” עם גודל דגם משופר, הכנסת חומרי טעינה מהירה וחבילות קלות משקל. בנוסף לסוללות מנסרות, ל-Samsung SDI יש פריסה גם בתחום סוללות מוצק וסוללות גליליות. בשנת 2017, Samsung SDI הציגה בתערוכת הרכב בצפון אמריקה, סוללות מוצק ומודול סוללה המבוססים על 21700 תאים גליליים, והדגימו את היכולת להתפתח במספר מסלולים.

ראוי להזכיר ש-Samsung SDI מגובה במו”פ ובכוח המשאבים החזק של קבוצת סמסונג, ויש לה גם את היכולת לספק פתרונות סוללת ליתיום-יון כוח לכל שרשרת התעשייה.

➤Panasonic: יתרונות מולדים של צילינדר + טסלה תומך

בשנת 1998 החלה פנסוניק בייצור המוני של סוללות ליתיום-יון גליליות עבור מחשבים ניידים ובנתה קו ייצור מוביל בתעשייה עבור סוללות ליתיום-יון. בנובמבר 2008 הודיעה פנסוניק על מיזוג עם Sanyo Electric והפכה לספקית הגדולה בעולם של סוללות ליתיום-יון.

מערך המו”פ של פנסוניק בתחום סוללות הליתיום-יון הכוחניות מבוסס על שיתוף הפעולה הממושך שלה עם מותגים כמו טסלה וטויוטה, תוך התמקדות בשווקים היפנים והאמריקאים. הבסיס המוצק שצברה בעסקי סוללות הליתיום לצרכן מיקסם את היתרונות הגלומים של השיטה הגלילית של טכנולוגיה בוגרת ועקביות גבוהה, והשיג מודול סוללת מחזור יציב עם צפיפות אנרגיה גבוהה המתאים לדגמי טסלה.

במבט לאחור על הדורות הקודמים של סוללות פנסוניק המצוידות מרודסטר ועד דגם 3 כיום, השיפור ברמת השיטה הטכנית מתרכז בשיפור חומר הקתודה וגודל הצילינדר.

במונחים של חומרי קתודה, טסלה השתמשה בקתודות ליתיום קובלט אוקסיד בימים הראשונים, ModelS החלה לעבור ל-NCA, וכעת השימוש ב-NCA בעל ניקל גבוה בדגם 3, פנסוניק הייתה מובילה בתעשייה בשיפור חומרי הקתודה במרדף. בעל צפיפות אנרגיה גבוהה.

בנוסף לחומרי האלקטרודה החיוביים, השיטה הגלילית התפתחה מסוג 18650 לסוג 21700, ואת המגמה של חיפוש קיבולת חשמלית גדולה יותר של תא בודד מובילה גם פנסוניק. תוך כדי קידום שיפור ביצועי הסוללות, סוללות גדולות מפחיתות את הקושי בניהול מערכת החבילות ומפחיתות את העלות של חלקי מבנה מתכת וחיבורים מוליכים של ערכות סוללות, ובכך מפחיתות עלויות ומגדילות את צפיפות האנרגיה.