LG化学三星SDI松下动力锂电池技术

随着我国新能源汽车补贴全面退坡之际,LG化学、三星SDI、松下等海外动力锂离子电池巨头都在暗中蓄力,有意利用领先优势掘金即将到来的非补贴市场。

他们的核心优势之一是引领全球动力锂离子电池行业发展的电池技术研发优势。

➤LG化学:基础材料研究+持续高投入

LG化学与OEM合作,涵盖美国、日本、韩国等多个全球品牌。 在基础材料领域具有深厚的研究优势,同时将“汽车电池开发中心”作为一个独立的机构,属于电池业务板块,如下图所示:

▼LG化学研究组织架构

凭借数十年的材料研究优势,LG化学可以在正负极材料、隔膜等方面的独特技术首次引入产品设计中,将独特的技术直接体现在电池研发过程中。 可提供动力锂离子电池从Cell、模组、BMS、Pack开发到技术支持的完整产品组合。

支持 LG 化学技术研发的是持续的高资本投资。 调查数据显示,LG化学整体研发经费和人力投入自2013年以来持续上升,至2017年研发投入达3.5亿元人民币,在当年研发投入全球电池企业中排名第一。

上游原材料的资源优势和生产环节的自主能力,为LG化学综合成本更高、技术门槛更高的三元软包路线提供了有力保障。

在技​​术路线升级方面,LG化学目前正在从软包NCM622向NCM712或NCMA712努力。

LG化学CFO在接受媒体采访时表示,公司正极材料升级路线从622升级到712甚至811,LG对软包法和圆柱法的匹配以及下游应用有单独的计划。车型(811暂时不开发软包,圆柱形NCM811目前只适用于电动客车)。

不过,无论是NCMA正极还是NCM712正极,LG化学的量产计划都安排在至少两年,比松下的高镍路线计划要保守很多。

➤三星SDI:与研究机构合作+持续高强度投资

三星SDI在研发领域采用类似于宁德时代的合作模式:与国内外大学研究机构合作设立重要技术课题,共同解决商业开发,共同推进研究项目,创造协同效应。

▼三星SDI组织架构图

三星SDI和LG化学有着不同的技术路线。 它们主要是方形的。 同时,他们积极跟进21700电池的生产。 正极材料主要采用三元NCM和NCA材料。 不过,其在研发方面的投入也非常强劲。

调查数据显示,三星SDI 2014年研发投入达620,517亿韩元,占销售额的7.39%; 2017年研发投入2.8亿元(人民币)。 针对下一代电池和材料领域的重要问题,通过支持与问题密切相关的专利开发,探索有竞争力的专利,开拓新的业务领域。

三星SDI方形电池已达到210-230wh/kg能量密度水平。

据三星SDI我国副总裁魏伟在今年的电动汽车论坛上表示,三星未来将从正极材料(NCA路线)、电解液和负极技术等方面大力发展第四代产品。 在推出能量密度为270-280wh/kg的第四代电池后,计划继续向高镍路线发展计划能量密度为300wh/kg的第五代产品。

公司的方形发展方向还包括改进型号尺寸、引入快充材料、整体轻量化的“低高度电池”。 除了棱柱电池,三星SDI在固态电池和圆柱电池领域也有布局。 2017年,三星SDI在北美车展上展出了基于21700圆柱电芯的固态电池和电池模组,展示了多路发展的能力。

值得一提的是,三星SDI以三星集团强大的研发和资源实力为后盾,也具备为全产业链提供动力锂离子电池解决方案的能力。

➤Panasonic:气缸先天优势+配套特斯拉

1998年,松下开始量产笔记本电脑用圆柱形锂离子电池,并建成了业界领先的锂离子电池生产线。 2008年XNUMX月,松下宣布与三洋电机合并,成为全球最大的锂离子电池供应商。

松下在动力锂离子电池领域的研发布局,是基于与特斯拉、丰田等品牌的长期合作,聚焦日美市场。 其在消费类锂电池业务积累的坚实基础,最大限度地发挥了圆柱法技术成熟、一致性高的先天优势,实现了适用于特斯拉车型的高能量密度、稳定循环的电池模组。

回顾从Roadster到今天Model 3搭载的松下前几代电池,技术方法水平的提升主要集中在正极材料和圆柱体尺寸的改进上。

正极材料方面,特斯拉早期采用钴酸锂正极,ModelS开始转向NCA,现在Model 3上使用高镍NCA,松下一直在追求正极材料的行业领先高能量密度。

除了正极材料,圆柱法从18650型演变为21700型,追求更大单体电容量的趋势也由松下引领。 大电池在促进电池性能提升的同时,降低了电池组系统管理难度,降低了电池组金属结构件和导电连接的成本,从而降低了成本,提高了能量密度。