盤點三巨頭的動力電池技術“法寶”

隨著中國新能源汽車補貼全面退坡時間的臨近，LG化學、三星SDI、松下等海外動力電池巨頭企業(yè)正在暗暗積蓄力量，意圖憑借領先優(yōu)勢掘金即將到來的無補貼市場。他們的核心優(yōu)勢之一是引領全球動力電池行業(yè)發(fā)展的電池技術研發(fā)優(yōu)勢。

?LG化學：基礎材料研究+持續(xù)高昂投入

LG化學合作整車廠涵蓋美系、日系、韓系等全球眾多品牌。其在基礎材料領域擁有深厚研究優(yōu)勢，同時將“汽車電池開發(fā)中心”作為分屬于電池業(yè)務板塊的獨立機構，如下圖：

▼LG化學研究組織結構

憑借數十年的材料研究優(yōu)勢，LG化學可以將正負極材料、隔膜等方面的獨到技術，第一時間導入到產品設計中，直接反映到電芯研發(fā)環(huán)節(jié)擁有獨特的技術。其可以從Cell、模塊、BMS、Pack開發(fā)到技術支持，提供與動力電池相關的全部產品組合。

支撐LG化學技術研發(fā)的是持續(xù)高昂的資金投入。調研數據顯示，LG化學整體研發(fā)資金及人力投入自2013年開始呈現持續(xù)上升的態(tài)勢，到2017年研發(fā)投入高達35億元（人民幣），位居當年全球電池企業(yè)研發(fā)投入首位。

而上游原材料的資源優(yōu)勢及生產環(huán)節(jié)的自主能力，又為LG化學綜合成本及技術門檻更高的三元軟包路線提供了強有力的保障。

在技術路線升級方面，LG化學目前正在由軟包NCM622向NCM712或者NCMA712方向努力。

LG化學CFO在接受媒體采訪時表示，公司正極材料由622向712甚至811升級的路線，LG在軟包方案和圓柱方案的匹配和下游車型的應用上都有單獨規(guī)劃（軟包暫不發(fā)展811，且圓柱NCM811目前僅適用于電動巴士）。

但是，不論是NCMA正極還是NCM712正極，LG化學的大規(guī)模量產計劃都至少安排兩年之后，這相較于松下的高鎳路線規(guī)劃保守了很多。

?三星SDI：與研究機構合作+持續(xù)高強度投入

三星SDI在研發(fā)領域采取和寧德時代相似的合作伙伴模式：與國內外大學研究機構共同合作，一同設立重要技術課題，一道解決商品化開發(fā)，共同推進研究項目創(chuàng)造協(xié)同效應。

▼三星SDI組織架構圖

三星SDI與LG化學的技術路線不同，以方形為主，同時積極跟進21700電池的生產，正極材料主要采用三元NCM和NCA材料。不過，其在研發(fā)投入方面同樣力度非常大。

調研數據顯示，2014年三星SDI研究開發(fā)投資經費達到620,517百萬韓元，占銷售額的7.39%；2017年研發(fā)投入為28億元（人民幣）。對于新一代電池及材料領域的主要課題，通過支持與課題密切關聯(lián)專利的開發(fā)，挖掘具有競爭力的專利，開拓嶄新的事業(yè)領域。

三星SDI方形電池目前已達到210-230wh/kg能量密度的水平。

根據三星SDI中國區(qū)副總裁韋巍在今年電動車百人論壇上的介紹，未來三星將從正極材料（NCA路線）、電解液及負極工藝著手大力研發(fā)第四代產品。在推出能量密度在270-280wh/kg的第四代電池后，將計劃繼續(xù)向高鎳路線發(fā)展規(guī)劃能量密度可到300wh/kg的第五代產品。

公司方形發(fā)展方向還包括型號尺寸改良后的“低高度電芯”、快充材質引入、Pack整體輕量化等。除方形電池外，三星SDI在固態(tài)電池及圓柱電池領域也有布局。2017年，三星SDI于北美車展展出固態(tài)電池和基于21700圓柱電芯的電池模組，展現出多路線發(fā)展的能力。

值得一提的是，三星SDI背靠三星集團雄厚研發(fā)、資源實力，同樣具備提供動力電池全產業(yè)鏈條解決方案的能力。

?松下：圓柱先天優(yōu)勢+配套特斯拉

1998年松下開始量產筆記本電腦專用的圓柱形鋰離子電池，并建成了業(yè)內領先的鋰離子電池生產線。2008年11月，松下宣布與三洋電機合并，一躍成為全球最大的鋰電池供應商。

松下在動力電池領域的研發(fā)布局基于同特斯拉豐田等品牌一直以來的合作，以日本本土以及美國市場為主。其在消費鋰電業(yè)務所積攢的扎實基礎，將圓柱型方案工藝成熟、一致性高的先天優(yōu)勢發(fā)揮到極致，成就了適配在特斯拉車型上高能量密度且循環(huán)穩(wěn)定的電池模組。

回顧從Roadster到如今Model3所裝備的歷代松下電芯，其在技術方案層級的提升集中體現于正極材料和圓柱尺寸的改良。

正極材料方面，早期特斯拉使用鈷酸鋰正極，ModelS開始改用NCA，再到如今Model3上高鎳NCA的使用，松下在改良正極材料尋求高能量密度的道路上一直處于行業(yè)領導地位。

而在正極材料之外，圓柱形方案由18650型向21700型進化，以謀求單顆電芯更大電能容量的風潮也是由松下引領。大電芯在推進電池性能提升的同時，降低pack系統(tǒng)管理難度和減少電池包金屬結構件及導電連接件成本，從而降低成本提升能量密度。