领先锂电池企业技术路线简析 --日本部分 真锂研究 RealLi Research 2012.01.12
概括 松下-三洋电机:锰酸锂 NEC-AESC:锰酸锂 日立BSC:锰酸锂 三菱重工:锰酸锂 英耐时:锰酸锂 东芝:锰+钛 村田制作所:锰酸锂 宇部万胜:锰酸锂 GS汤浅:磷酸铁锂 锰酸锂 索尼:磷酸铁锂 (不是非常坚定) ELIIY Power:磷酸铁锂 出光兴产:全固态聚合物锂电池 爱发科:全固态聚合物锂电池 Solion:全固态聚合物锂电池
松下-三洋电机 研究开发锰酸锂掺杂镍、铝等元素的固溶体类正极材料,以此作为电池的正极材料,目前已经开发出的正极材料有镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等,并已经在规模化应用 为解决镍氧化物带来的热稳定性低和安全方面的问题,在正极材料表面进行了纳米涂层处理 负极材料目前主要还是使用碳材料,但同时在积极开发硅合金类负极材料,且已经部分实现应用 为配合新型正极材料的应用,开发出相适应的新型电解液,可在现有的电解液产品的基础上进行简单的加工处理 为提高电池的安全性,在现有隔膜的基础上,加配了一层HRL(使用绝缘性金属氧化物的一个耐热层)
松下认为电动汽车使用18650型锂电池的主要好处(图片引自2010年09月的《电源技术》,真锂研究2011年09月26日) 上图:松下18650电池0.2C放电曲线,下图:主要公司18650电池0.2C放电曲线对比(真锂研究2011年09月26日)
NEC-AESC 通过掺杂镍、铝等元素改善锰酸锂材料能量密度低的不足,实际上路线和松下类似。不过,NEC看起来更大胆一些,正在开发比容量高一倍的镍钴合金的材料来取代锰材料,目前就此新型正极材料的应用,已经解决了电池耐久性的问题 NEC正在积极开发动力锂电池专用的电极材料,目前已实现应用。日本政府要求它向包括AESC在内的所有日本锂电池企业供应,为此,给NEC的研究开发工作给予巨额补贴。不过目前阶段还是仅向AESC供应 关于负极材料、隔膜和电解液的研究开发和应用,NEC没有特别说明。真锂研究认为,最多是在现有动力电池用材料的基础上进行微调,不会有大的变动
真锂研究认为,NEC目前正在推广的家用储能系统的电池单元,应该也是这种33.1Ah/3.8V规格的产品 AESC的车用电池规格是33.1Ah/3.8V,尺寸是261×216×7.1mm,重799g,体积为400mL,计算出的重量能量密度为157.4Wh/kg,体积能量密度为314.45Wh/L 真锂研究认为,NEC目前正在推广的家用储能系统的电池单元,应该也是这种33.1Ah/3.8V规格的产品 NEC在电动自行车领域应用的电池单元,真锂研究认为规格是13Ah/3.6V,尺寸是251×144.2×9.2mm,重527g,计算出的重量能量密度为89Wh/kg,体积能量密度为171Wh/L 上图为日产Leaf EV的底盘结构(图片引自网易汽车),下图为AESC供应给Leaf的动力锂电池组和电池单元(真锂研究2011年10月06日)
日立 日立坚定地走锰酸锂路线,但其锰酸锂材料的性能一直在提升中,真锂研究认为实际上也是一种固溶体类正极材料(又称富锂锰基材料)。主要改进的办法有:统一粒子的形状和大小、减小粒子间隙、改变粒子结构等 日立负极材料的开发目前有两种路线:一是在碳材料的基础上改进,二是开发硅合金材料与碳材料的混合体SiO-C,同时开发弹性极限应力高且加工性能出色的新型铜箔作为电极材料 在电解质材料方面,目前主要应用电解液,但正在积极开发固体电解质,争取早日实现应用。日立在固体电解质方面花的精力不小 在隔膜方面,已经开发出耐200°C高温的陶瓷隔膜材料,是在普通的聚烯烃(Polyolefin)制成的多孔膜上涂布板状的无机微粒子。目前该隔膜材料已经实现应用
本图引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告)
三菱重工 三菱重工基本确定于2013年与日立合并,目前两家公司正就细节问题进行商讨。三菱重工走锰酸锂路线 关于三菱重工锂电池技术开发历程,该公司没有对外透露,仅从目前的产品数据来看,该公司的锂电池技术一直在进步中,目前已经达到了一个相当高的水平 三菱重工目前已经量产的50Ah/3.7V电池单元的相关数据(引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告))
东芝 东芝动力电池最大的特点是锰钛组合,并且希望其锰钛电池在交通和储能领域通吃 东芝主要通过提高正极材料的粒子密度来提高电池的能量密度,同时,为将锰钛电池的性能做到最优,东芝使用了燃点较高的电解液和耐热性能出色隔膜
在这个实证试验中,东芝提供200kW的锂电池储能系统之余,还开发出“μEMS”(Micro Energy Management System,微型能源管理系统)和MDMS(引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告))
英耐时 创始人小泽和典已退出英耐时,目前的英耐时已被日本政府控股的INCJ所控制。真锂研究认为,今后英耐时的发展战略可能会有一个根本性转变。同时,英耐时的未来,也充满了变数 英耐时坚定地走锰酸锂路线,其锂电池技术水平在所有日本企业中处于领先行列。目前英耐时提供的动力电池的产品数据都不错,但还需经量产检验 本表引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告)
GS汤浅 GS汤浅在锰酸锂和磷酸铁锂2条路线上都在积极前进,锰酸锂的主要产品有EH6、LEV50,磷酸铁锂的主要产品有LEV25、LIM40 以上产品中,EH6放在Blue Energy生产;LEV50放在LEJ生产,LIM40或许也会放在LEJ生产;LEV25或会自产,或是与麦格纳合资生产 本表引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告)
本图引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告) 左图:锰酸锂电池LEV50的放电曲线 右图:磷酸铁锂电池LIM40的放电曲线(使用了碳负载技术)
索尼 索尼倾向于走磷酸铁锂路线,但目前还不是非常确定。因为,现阶段索尼在这方面的技术开发似乎遇到了一些难以克服的困难 索尼目前在开发磷酸铁锂电池的同时,还在积极开发钴酸锂+锡基合金材料的动力电池。索尼的办法是在钴酸锂材料的粒子表面“进行了0.1~1μm 厚的覆膜处理”,正极材料由钴酸锂和三元材料混合而成,同时采用陶瓷隔膜提高安全性 本图引自真锂研究2011年11月《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告) 左图:容量为2.4kWh的ESSP-2000储能模块 右图:容量为1.2kWh的LIM1001储能模块
ELIIY Power ELLIY Power 正式成立的时间是2006年,经过3年时间的潜心准备,2009年05月ELLIY Power掌握了磷酸铁锂电池量产技术,开始建设生产基地 和三菱重工类似,其量产的电池单元规格还在变化中,意图在相同尺寸的电池单元中,提高电容量。目前的主打产品是50Ah/3.2V 量产技术的最大亮点是:开发出了可高速堆叠电极层的机械(已公开专利申请)。该制法的特点是,把隔膜像屏风一样放置成蛇纹管状,然后把正极和负极薄膜交替插到蛇纹管中 磷酸铁锂材料来自住友大阪水泥。使用该公司的材料,电池厂商等无需另行取得专利授权,即可在全球产销采用LFP 的锂离子电池 目前已推出“POWER YIILE”家用储能系统,但性价比方面与NEC等还有较大差距
关于真锂研究 本PPT内容全部取材自2011年10月和11月的《锂电信息动态与分析》(产业研究月度报告),感兴趣者可联系:15210302776才戈,13681030809王玲玲,mokelichina@163.com 真锂研究(RealLi) ——您事业发展的得力助手! 如果您需要了解锂电产业链全景现状 一定要订阅《锂电信息动态与分析》 如果您需要把握锂电产业链发展趋势 同样需订阅《锂电信息动态与分析》