一文讀懂松下、LG、三星SDI鋰電池技術(shù)

日前從廣發(fā)證券股份有限公司發(fā)布的研究報(bào)告獲悉：在全球十大鋰電池企業(yè)中，日本有兩家，韓國(guó)有兩家，剩下全部是中國(guó)企業(yè)，其中比亞迪是中國(guó)的龍頭。根據(jù)起點(diǎn)研究統(tǒng)計(jì)，日本的松下和索尼占了全球 16.7%的銷售額，韓國(guó)的 LG 化學(xué)和三星 SDI 占了 22.5%，其余的絕大多數(shù)由中國(guó)生產(chǎn)。

2016 年全球鋰電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

2017Q1 全球鋰電池出貨量分布情況

根據(jù) BloombergNewEnergyFinace 的統(tǒng)計(jì)，2017 年第一季度，全球鋰電池出貨量（僅為混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車用電池）為 5273MWh，其中松下占比最多，為 42%。2016 年全球主流新能源汽車采用的正極材料主要有三元 NCM、改性 NCM、三元 NCA、改性 LMO 等，主流的電池供應(yīng)商有松下、三星 SDI、LG 化學(xué)等。汽車企業(yè)與鋰電廠商的合作日益密切，綁定關(guān)系逐漸成型。鋰電池行業(yè)龍頭企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃明確。在市場(chǎng)及各國(guó)政策的雙重驅(qū)動(dòng)下，一線動(dòng)力電池廠商持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)。

2016 年全球新能源汽車主要車型技術(shù)路線及電芯供應(yīng)商

松下：長(zhǎng)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(yíng)業(yè)收入快速增長(zhǎng)，2016 年達(dá) 18 億美元，同比增速約為 50%，2016 年動(dòng)力電池出貨量約為 9.8GWh，同比增速 56%。

松下動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入變化情況 

松下動(dòng)力電池出貨量變化情況 

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(guó)。

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(shì)。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。Model S 和 Model X 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。Model 3 使用的 21700 圓柱形電池，單體能量密度提高到 340Wh/kg，是目前市面上單體能量密度最高的電池。

松下 18650 鈷酸鋰電池 

松下動(dòng)力電池工廠主要分布在日本、美國(guó)、中國(guó)。目前，Model 3 和 Model X 的電池均在日本工廠生產(chǎn)。2014 年 6 月松下與特斯拉合資建造的超級(jí)工廠 Gigafactory 破土動(dòng)工。Gigafactory 工廠生產(chǎn)的是圓柱形 21700 電芯，該電芯將會(huì)用在特斯拉能源存儲(chǔ)產(chǎn)品和 Model 3 轎車中。今年 1 月 5 日，特斯拉表示，Gigafactory 工廠已經(jīng)開始批量生產(chǎn)鋰離子電池。此外，松下在中國(guó)大連和蘇州各建立了一個(gè)工廠，大連工廠生產(chǎn)方形電池，計(jì)劃完全建成后電池產(chǎn)能可供 20 萬(wàn)輛電動(dòng)車使用，目前一期工程已投產(chǎn)。蘇州工廠為松下與蘇州捷新的合資工廠，生產(chǎn) 18650 圓柱形電池，預(yù)計(jì)今年下

半年投產(chǎn)，2017 年產(chǎn)能可達(dá) 1 億支。

LG 化學(xué)：揚(yáng)長(zhǎng)避短，打造軟包龍頭企業(yè)

LG 化學(xué)隸屬于韓國(guó)三大集團(tuán)之—LG 集團(tuán)，自 1947 年成立以來(lái)在半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，LG 化學(xué)通過(guò)不斷的革新和研究開發(fā)活動(dòng)，成長(zhǎng)為領(lǐng)導(dǎo)韓國(guó)化學(xué)工業(yè)的韓國(guó)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(shì)，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(guò)去幾年，LG 化學(xué)動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入逐年增長(zhǎng)，2016 年動(dòng)力電池出貨量達(dá)到 7.3GWh。

LG 化學(xué)電動(dòng)動(dòng)力電池解決方案

2009 年，LG 化學(xué)正式進(jìn)入動(dòng)力電池市場(chǎng)，與韓國(guó)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(guó)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。

LG 化學(xué)動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入變化情況

LG 化學(xué)動(dòng)力電池出貨量變化情況 

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(shì)。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(wèn)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(zhǎng)，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?，可以更薄，可根?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)動(dòng)力電池主要客戶 

LG 化學(xué)在韓國(guó)、美國(guó)、歐洲和中國(guó)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(guó)南京，韓國(guó)吳倉(cāng)，美國(guó)霍蘭德，波蘭弗羅茨瓦夫。LG 化學(xué)南京工廠是其繼韓國(guó)梧倉(cāng)工廠、美國(guó)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(wàn)輛電動(dòng)汽車，增加到 2020 年滿足 20 萬(wàn)輛電動(dòng)汽車，即增長(zhǎng)到原來(lái) 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。

LG 化學(xué)疊片式軟包設(shè)計(jì)

三星 SDI：后發(fā)制人，躋身方形電池龍頭

三星 SDI（中國(guó)）是指中國(guó)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（battery pack），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(gòu) Magna Steyr 從事電池業(yè)務(wù)的子公司 MSBS(Magna Steyr Battery Systems GmbH & Co OG)，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(chǎng)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(wú)論營(yíng)業(yè)收入還是動(dòng)力電池出貨量都顯得稍遜一籌。

三星 SDI 動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入變化情況

三星 SDI 動(dòng)力電池出貨量變化情況 

2008 年，三星 SDI 和博世合資成立了動(dòng)力電池公司 SB Limotive。2009 年，寶馬推出了純電動(dòng)汽車 Megacity，SB Limotive 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(chǎng)。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 Fiat 500e(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。

三星 SDI 動(dòng)力電池主要客戶 

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 發(fā)展方形電池為主 

三星 SDI 動(dòng)力電池工廠主要分布在中國(guó)、歐洲和韓國(guó)，分別位于韓國(guó)蔚山、中國(guó)西安和匈牙利格德，其中韓國(guó)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(wàn)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。