海外动力电池三巨头:松下、LG、三星

2019-08-27      9544 次浏览

目前全球锂电池的主要生产国为中国、日本及韩国。凭借产业优势和技术积累,松下、LG 化学、三星 SDI 目前仍是锂电池领域三大巨头。松下采用高镍三元路线,封装以圆柱形为主,其圆柱形电池能量密度世界领先,与特斯拉保持良好的合作关系,是动力电池行业的领导者;LG 化学起步稍晚,电池正极主要是三元 NCM,是海内外公认的软包龙头,拥有众多优质客户,包括现代、通用、雷诺、日产等,是动力电池行业的后起之秀;三星长期立足消费类锂电的研发生产,技术积累深厚,发展大容量方形硬壳电池为主。


松下:长期积淀,圆柱形电池领导者


松下电器产业株式会社创建于1918年,于1994年开始研发可充电锂离子电池。1998 年松下开始量产笔记本电脑专用的圆柱形锂离子电池,并建成了业内领先的锂离子电池生产线。2008年11月,松下宣布与三洋电机合并,一跃成为全球最大的锂电池供应商。随着新能源汽车的兴起,松下动力电池业务营业收入快速增长,2017年动力电池出货量约为10GWh。


数据来源:真锂研究 松下官网


2008年,松下与特斯拉首次展开合作,18650钴酸锂电池被特斯拉首款车型Roadster 采纳。自此,松下与特斯拉一直保持良好的合作关系,成为特斯拉最主要的动力电 池供应商。2014年,松下宣布与特斯拉合资共建超级电池工厂Gigafactory,两者关 系更进一步。除了特斯拉,松下与大众、福特等诸多厂商也存在合作关系,其客户分布在欧美,集中在美国。


松下动力电池正极使用的是高镍三元材料,电芯封装以圆柱形为主。圆柱的优点包 括生产工艺成熟,产品良率高,有如18650、21700等统一规格型号,整体成本有优势。同时,其缺点也比较明显,圆柱形电池一般采用钢壳或铝壳封装,会比较重, 比能量相对较低。目前,松下绝大部分动力电池供给特斯拉。Model S和Model X使用的是18650圆柱形电池,最新一代18650电池正极采用NCA材料,负极使用硅碳复合材料,单体能量密度可达250Wh/kg。Model 3使用的21700圆柱形电池,单体能量密度提高到300Wh/kg,是目前市面上单体能量密度最高的电池。


LG 化学:扬长避短,打造软包龙头企业


LG化学隶属于韩国三大集团之—LG集团,自1947年成立以来在半个世纪的时间里, LG化学通过不断的革新和研究开发活动,成长为领导韩国化学工业的韩国最大的综合化学公司。1998年,LG化学正式开始研发锂离子电池,凭借自身数十年材料生产 研发经验,LG化学在开发锂电池的时候有产业链协同的优势,可以将正负极材料, 隔离膜等方面都有独到的技术,第一时间导入到它的产品设计中,直接反映到电芯 研发环节拥有独特的技术。目前,LG化学可以从Cell、模块、BMS、Pack开发到技术支持,提供与动力电池相关的全部产品组合。过去几年,LG化学动力电池业务营 业收入逐年增长,2017年动力电池出货量达到4.5GWh。


LG化学电动动力电池解决方案


数据来源:真锂研究 LG官网


2009年,LG化学正式进入动力电池市场,与韩国现代起亚合作,首次将锂电池产品 应用于商用混合动力车。此后,LG化学先后和通用、雷诺、福特、沃尔沃等国际定 将厂商展开合作,成为动力电池主流三大供应厂商之一。


LG化学动力电池主要客户




在技术上,LG化学正极采用的主要是三元NCM材料,在电池包装方面,LG化学大 部分采用叠片式软包设计,是海内外公认的软包龙头企业。软包锂电池所用的关键 材料—正极材料、负极材料及隔膜—与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大, 最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜),这是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包电池的包装材料和结构使其拥有一系列优势。1)安全性能好,软 包电池在结构上采用铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电池一般会鼓气裂开,不会爆炸。2)重量轻,软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。3)内阻小,软包电池的内阻较锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电。 4)循环性能好,软包电池的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%~7%。5) 设计灵活,外形可变任意形状,可以更薄,可根据客户的需求定制,开发新的电芯 型号。软包电池的不足之处是一致性较差,成本较高,容易发生漏液,技术门槛高。


LG化学叠片式软包设计


LG化学在韩国、美国、欧洲和中国均设有动力电池工厂。四个动力电池生产基地分 别位于中国南京,韩国吴仓,美国霍兰德,波兰弗罗茨瓦夫。LG化学南京工厂是其 继韩国梧仓工厂、美国霍兰德工厂之后的全球第三个汽车动力电池生产基地,也将 是LG化学全球最重要的动力电池生产基地。LG化学计划将汽车动力电池的产能,从 2016年满足全球5万辆电动汽车,增加到2020年满足20万辆电动汽车,即增长到原 来4倍。而这个计划的核心,就是南京新能源汽车电池基地。


三星 SDI:后发制人,跻身方形电池龙头


三星SDI(中国)是指中国三星的显像管生产部门,由于显示技术液晶化,目前转行 生产锂电池包(battery pack),主要应用于笔记本等移动设备。2000年,三星SDI 开始进军动力电池领域。2015年5月,三星SDI100%收购Magna Steyr从事电池业务 的子公司MSBS(Magna Steyr Battery Systems GmbH & Co OG),从此三星SDI构 建立起从电池单元、模块到电池组完整的电动汽车电池业务体系。在全球小型消费锂电池市场中,三星SDI独占鳌头。但在动力电池领域,相比松下和LG化学,三星 SDI无论营业收入还是动力电池出货量都显得稍逊一筹。


数据来源:真锂研究 三星官网


2008年,三星SDI和博世合资成立了动力电池公司SB Limotive。2009年,宝马推出了纯电动汽车Megacity,SB Limotive成为Megacity动力电池供货商,为三星SDI打开了动力电池市场。2014年7月,三星SDI与宝马签订电动汽车电池扩大供货及共同开 发新一代电池材料的谅解备忘录,进一步巩固了三星SDI与宝马在动力电池上的伙伴 关系。目前,三星SDI已被选为30多个汽车电气化项目的核心的电池供应商,并且项目数量在不断增加。首次安装三星SDI电池的汽车有Fiat 500e(纯电动汽车),宝马 i3(纯电动汽车),宝马i8(插电式混合动力车)以及许多OEM厂商的其他车型。


三星SDI动力电池主要客户




与松下、LG化学不同,三星SDI动力电池封装形式以方形为主,同时积极跟进21700 电池的生产,正极材料主要采用三元NCM和NCA材料。方形硬壳电池能够生产大容量单体电池。此外,方形电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,内部采用卷绕式或 叠片式工艺,对电芯的保护作用优于于铝塑膜电池(即软包电池),电芯安全性相对圆 柱型电池也有了较大改善。方形电池的不足之处在与型号太多,工艺难以统一。


三星SDI动力电池工厂主要分布在中国、欧洲和韩国,分别位于韩国蔚山、中国西安 和匈牙利格德,其中韩国蔚山的工厂投产最早,当前主要为宝马i3和i8提供动力电池。 2014年8月,三星SDI汽车动力电池工厂开工建造,总投资6亿美元,2015年10月竣 工投产,每年能为4万辆以上纯电动汽车供应电池,计划在2020年销售额突破10亿 美元。


通过盘点国际动力电池三巨头近年来发展历程,我们不难发现,中国通过吸纳国际锂电企业进入国内市场投资生产,带动了国内锂电产业整体升级并强化了市场中心地位,而日韩多年建立的历史优势也逐渐被中国电池企业超越,在加上国家大力发展新能源产业的双重驱动下,势必会赋予中国锂电产业更长的发展周期。


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