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海外動(dòng)力鋰電池的三巨頭

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1518次  |  2022年09月26日  

目前全球鋰電池的主要生產(chǎn)國為中國、日本及韓國。憑借產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和技術(shù)積累,松下、LG化學(xué)、三星SDI目前仍是鋰電池領(lǐng)域三大巨頭。松下采用高鎳三元路線,封裝以圓柱形為主,其圓柱形電池能量密度世界領(lǐng)先,與特斯拉保持良好的合作關(guān)系,是動(dòng)力電池行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者;LG化學(xué)起步稍晚,電池正極主要是三元NCM,是海內(nèi)外公認(rèn)的軟包龍頭,擁有眾多優(yōu)質(zhì)客戶,包括現(xiàn)代、通用、雷諾、日產(chǎn)等,是動(dòng)力電池行業(yè)的后起之秀;三星長期立足消費(fèi)類鋰電的研發(fā)生產(chǎn),技術(shù)積累深厚,發(fā)展大容量方形硬殼電池為主。


松下:長期積淀,圓柱形電池領(lǐng)導(dǎo)者


松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社創(chuàng)建于1918年,于1994年開始研發(fā)可充電鋰離子電池。1998年松下開始量產(chǎn)筆記本電腦專用的圓柱形鋰離子電池,并建成了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的鋰離子電池生產(chǎn)線。2008年11月,松下宣布與三洋電機(jī)合并,一躍成為全球最大的鋰電池供應(yīng)商。隨著新能源汽車的興起,松下動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營業(yè)收入快速增長,2017年動(dòng)力電池出貨量約為10GWh。


2008年,松下與特斯拉首次展開合作,18650鈷酸鋰電池被特斯拉首款車型Roadster采納。自此,松下與特斯拉一直保持良好的合作關(guān)系,成為特斯拉最主要的動(dòng)力電池供應(yīng)商。2014年,松下宣布與特斯拉合資共建超級(jí)電池工廠Gigafactory,兩者關(guān)系更進(jìn)一步。除了特斯拉,松下與大眾、福特等諸多廠商也存在合作關(guān)系,其客戶分布在歐美,集中在美國。


松下動(dòng)力電池正極使用的是高鎳三元材料,電芯封裝以圓柱形為主。圓柱的優(yōu)點(diǎn)包括生產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)品良率高,有如18650、21700等統(tǒng)一規(guī)格型號(hào),整體成本有優(yōu)勢。同時(shí),其缺點(diǎn)也比較明顯,圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝,會(huì)比較重,比能量相對(duì)較低。目前,松下絕大部分動(dòng)力電池供給特斯拉。ModelS和ModelX使用的是18650圓柱形電池,最新一代18650電池正極采用NCA材料,負(fù)極使用硅碳復(fù)合材料,單體能量密度可達(dá)250Wh/kg。Model3使用的21700圓柱形電池,單體能量密度提高到300Wh/kg,是目前市面上單體能量密度最高的電池。

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LG化學(xué):揚(yáng)長避短,打造軟包龍頭企業(yè)


LG化學(xué)隸屬于韓國三大集團(tuán)之—LG集團(tuán),自1947年成立以來在半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里,LG化學(xué)通過不斷的革新和研究開發(fā)活動(dòng),成長為領(lǐng)導(dǎo)韓國化學(xué)工業(yè)的韓國最大的綜合化學(xué)公司。1998年,LG化學(xué)正式開始研發(fā)鋰離子電池,憑借自身數(shù)十年材料生產(chǎn)研發(fā)經(jīng)驗(yàn),LG化學(xué)在開發(fā)鋰電池的時(shí)候有產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的優(yōu)勢,可以將正負(fù)極材料,隔離膜等方面都有獨(dú)到的技術(shù),第一時(shí)間導(dǎo)入到它的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,直接反映到電芯研發(fā)環(huán)節(jié)擁有獨(dú)特的技術(shù)。目前,LG化學(xué)可以從Cell、模塊、BMS、Pack開發(fā)到技術(shù)支持,提供與動(dòng)力電池相關(guān)的全部產(chǎn)品組合。過去幾年,LG化學(xué)動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營業(yè)收入逐年增長,2017年動(dòng)力電池出貨量達(dá)到4.5GWh。


2009年,LG化學(xué)正式進(jìn)入動(dòng)力電池市場,與韓國現(xiàn)代起亞合作,首次將鋰電池產(chǎn)品應(yīng)用于商用混合動(dòng)力車。此后,LG化學(xué)先后和通用、雷諾、福特、沃爾沃等國際定將廠商展開合作,成為動(dòng)力電池主流三大供應(yīng)廠商之一。


在技術(shù)上,LG化學(xué)正極采用的主要是三元NCM材料,在電池包裝方面,LG化學(xué)大部分采用疊片式軟包設(shè)計(jì),是海內(nèi)外公認(rèn)的軟包龍頭企業(yè)。軟包鋰電池所用的關(guān)鍵材料—正極材料、負(fù)極材料及隔膜—與傳統(tǒng)的鋼殼、鋁殼鋰電池之間的區(qū)別不大,最大的不同之處在于軟包裝材料(鋁塑復(fù)合膜),這是軟包鋰電池中最關(guān)鍵、技術(shù)難度最高的材料。軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢。1)安全性能好,軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,發(fā)生安全問題時(shí),軟包電池一般會(huì)鼓氣裂開,不會(huì)爆炸。2)重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%。3)內(nèi)阻小,軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電。4)循環(huán)性能好,軟包電池的循環(huán)壽命更長,100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%~7%。5)設(shè)計(jì)靈活,外形可變?nèi)我庑螤睿梢愿。筛鶕?jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號(hào)。軟包電池的不足之處是一致性較差,成本較高,容易發(fā)生漏液,技術(shù)門檻高。


LG化學(xué)在韓國、美國、歐洲和中國均設(shè)有動(dòng)力電池工廠。四個(gè)動(dòng)力電池生產(chǎn)基地分別位于中國南京,韓國吳倉,美國霍蘭德,波蘭弗羅茨瓦夫。LG化學(xué)南京工廠是其繼韓國梧倉工廠、美國霍蘭德工廠之后的全球第三個(gè)汽車動(dòng)力電池生產(chǎn)基地,也將是LG化學(xué)全球最重要的動(dòng)力電池生產(chǎn)基地。LG化學(xué)計(jì)劃將汽車動(dòng)力電池的產(chǎn)能,從2016年滿足全球5萬輛電動(dòng)汽車,增加到2020年滿足20萬輛電動(dòng)汽車,即增長到原來4倍。而這個(gè)計(jì)劃的核心,就是南京新能源汽車電池基地。

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三星SDI:后發(fā)制人,躋身方形電池龍頭


三星SDI(中國)是指中國三星的顯像管生產(chǎn)部門,由于顯示技術(shù)液晶化,目前轉(zhuǎn)行生產(chǎn)鋰電池包(batterypack),主要應(yīng)用于筆記本等移動(dòng)設(shè)備。2000年,三星SDI開始進(jìn)軍動(dòng)力電池領(lǐng)域。2015年5月,三星SDI100%收購MagnaSteyr從事電池業(yè)務(wù)的子公司MSBS(MagnaSteyrBatterySystemsGmbH&CoOG),從此三星SDI構(gòu)建立起從電池單元、模塊到電池組完整的電動(dòng)汽車電池業(yè)務(wù)體系。在全球小型消費(fèi)鋰電池市場中,三星SDI獨(dú)占鰲頭。但在動(dòng)力電池領(lǐng)域,相比松下和LG化學(xué),三星SDI無論營業(yè)收入還是動(dòng)力電池出貨量都顯得稍遜一籌。


2008年,三星SDI和博世合資成立了動(dòng)力電池公司SBLimotive。2009年,寶馬推出了純電動(dòng)汽車Megacity,SBLimotive成為Megacity動(dòng)力電池供貨商,為三星SDI打開了動(dòng)力電池市場。2014年7月,三星SDI與寶馬簽訂電動(dòng)汽車電池?cái)U(kuò)大供貨及共同開發(fā)新一代電池材料的諒解備忘錄,進(jìn)一步鞏固了三星SDI與寶馬在動(dòng)力電池上的伙伴關(guān)系。目前,三星SDI已被選為30多個(gè)汽車電氣化項(xiàng)目的核心的電池供應(yīng)商,并且項(xiàng)目數(shù)量在不斷增加。首次安裝三星SDI電池的汽車有Fiat500e(純電動(dòng)汽車),寶馬i3(純電動(dòng)汽車),寶馬i8(插電式混合動(dòng)力車)以及許多OEM廠商的其他車型。


與松下、LG化學(xué)不同,三星SDI動(dòng)力電池封裝形式以方形為主,同時(shí)積極跟進(jìn)21700電池的生產(chǎn),正極材料主要采用三元NCM和NCA材料。方形硬殼電池能夠生產(chǎn)大容量單體電池。此外,方形電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,內(nèi)部采用卷繞式或疊片式工藝,對(duì)電芯的保護(hù)作用優(yōu)于于鋁塑膜電池(即軟包電池),電芯安全性相對(duì)圓柱型電池也有了較大改善。方形電池的不足之處在與型號(hào)太多,工藝難以統(tǒng)一。


三星SDI動(dòng)力電池工廠主要分布在中國、歐洲和韓國,分別位于韓國蔚山、中國西安和匈牙利格德,其中韓國蔚山的工廠投產(chǎn)最早,當(dāng)前主要為寶馬i3和i8提供動(dòng)力電池。2014年8月,三星SDI汽車動(dòng)力電池工廠開工建造,總投資6億美元,2015年10月竣工投產(chǎn),每年能為4萬輛以上純電動(dòng)汽車供應(yīng)電池,計(jì)劃在2020年銷售額突破10億美元。


通過盤點(diǎn)國際動(dòng)力電池三巨頭近年來發(fā)展歷程,我們不難發(fā)現(xiàn),中國通過吸納國際鋰電企業(yè)進(jìn)入國內(nèi)市場投資生產(chǎn),帶動(dòng)了國內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)整體升級(jí)并強(qiáng)化了市場中心地位,而日韓多年建立的歷史優(yōu)勢也逐漸被中國電池企業(yè)超越,在加上國家大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的雙重驅(qū)動(dòng)下,勢必會(huì)賦予中國鋰電產(chǎn)業(yè)更長的發(fā)展周期。

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