LG化學三星SDI松下動力鋰電池技術

隨著我國新能源汽車補貼全面退坡之際,LG化學、三星SDI、松下等海外動力鋰離子電池巨頭都在暗中蓄力,有意利用領先優勢掘金即將到來的非補貼市場。

他們的核心優勢之一是引領全球動力鋰離子電池行業發展的電池技術研發優勢。

➤LG化學:基礎材料研究+持續高投入

LG化學與OEM合作,涵蓋美國、日本、韓國等多個全球品牌。 在基礎材料領域具有深厚的研究優勢,同時將“汽車電池開發中心”作為一個獨立的機構,屬於電池業務板塊,如下圖所示:

▼LG化學研究組織架構

憑藉數十年的材料研究優勢,LG化學可以在正負極材料、隔膜等方面的獨特技術首次引入產品設計中,將獨特的技術直接體現在電池研發過程中。 可提供動力鋰離子電池從Cell、模組、BMS、Pack開發到技術支持的完整產品組合。

支持 LG 化學技術研發的是持續的高資本投資。 調查數據顯示,LG化學整體研發經費和人力投入自2013年以來持續上升,到2017年研發投入達到3.5億元人民幣,在當年研發投入全球電池企業中排名第一。

上游原材料的資源優勢和生產環節的自主能力,為LG化學綜合成本更高、技術門檻更高的三元軟包路線提供了有力保障。

在技​​術路線升級方面,LG化學目前正在從軟包NCM622向NCM712或NCMA712努力。

LG化學CFO在接受媒體採訪時表示,公司正極材料升級路線從622升級到712甚至811,LG對軟包法和圓柱法的匹配以及下游應用有單獨的計劃。車型(811暫時不開發軟包,圓柱形NCM811目前只適用於電動客車)。

不過,無論是NCMA正極還是NCM712正極,LG化學的量產計劃都安排在至少兩年,比松下的高鎳路線計劃要保守很多。

➤三星SDI:與研究機構合作+持續高強度投資

三星SDI在研發領域採用類似於寧德時代的合作模式:與國內外大學研究機構合作設立重要技術課題,共同解決商業開發,共同推進研究項目,創造協同效應。

▼三星SDI組織圖

三星SDI和LG化學有著不同的技術路線。 它們主要是方形的。 同時,他們積極跟進21700電池的生產。 正極材料主要採用三元NCM和NCA材料。 不過,其在研發方面的投入也非常強勁。

調查數據顯示,三星SDI 2014年研發投入達620,517億韓元,佔銷售額的7.39%; 2017年研發投入2.8億元(人民幣)。 針對下一代電池和材料領域的重要問題,通過支持與問題密切相關的專利開發,探索有競爭力的專利,開拓新的業務領域。

三星SDI方形電池已達到210-230wh/kg能量密度水平。

據三星SDI我國副總裁魏偉在今年的電動汽車論壇上表示,三星未來將從正極材料(NCA路線)、電解液和負極技術等方面大力發展第四代產品。 在推出能量密度為270-280wh/kg的第四代電池後,計劃繼續向高鎳路線發展計劃能量密度為300wh/kg的第五代產品。

公司的方形發展方向還包括改進型號尺寸、引入快充材料、整體輕量化的“低高度電池”。 除了棱柱電池,三星SDI在固態電池和圓柱電池領域也有佈局。 2017年,三星SDI在北美車展上展出了基於21700圓柱電芯的固態電池和電池模組,展示了多路發展的能力。

值得一提的是,三星SDI以三星集團強大的研發和資源實力為後盾,也具備為全產業鏈提供動力鋰離子電池解決方案的能力。

➤Panasonic:氣缸先天優勢+配套特斯拉

1998年,松下開始批量生產筆記本電腦用圓柱形鋰離子電池,並建成了業界領先的鋰離子電池生產線。 2008年XNUMX月,松下宣布與三洋電機合併,成為全球最大的鋰離子電池供應商。

松下在動力鋰離子電池領域的研發佈局,是基於與特斯拉、豐田等品牌的長期合作,聚焦日美市場。 其在消費類鋰電池業務積累的堅實基礎,最大限度地發揮了圓柱法技術成熟、一致性高的先天優勢,實現了適用於特斯拉車型的高能量密度、穩定循環的電池模組。

回顧從Roadster到今天的Model 3搭載的前幾代松下電池,技術方法水平的提升主要集中在正極材料和圓柱體尺寸的改進上。

正極材料方面,特斯拉早期使用鈷酸鋰正極,ModelS開始轉向NCA,現在Model 3上使用高鎳NCA,松下一直在追求正極材料的行業領先高能量密度。

除了正極材料,圓柱法從18650型演變為21700型,追求更大單體電容量的趨勢也由松下引領。 大電池在促進電池性能提升的同時,降低了電池組系統管理難度,降低了電池組金屬結構件和導電連接的成本,從而降低了成本,提高了能量密度。