一文讀懂松下、LG、三星SDI鋰電池技術

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

2016 年全球鋰電池行業(yè)競爭格局

2017Q1 全球鋰電池出貨量分布情況

根據(jù) BloombergNewEnergyFinace 的統(tǒng)計，2017 年第一季度，全球鋰電池出貨量（僅為混合動力汽車和純電動汽車用電池）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，主流的電池供應商有松下、三星 SDI、LG 化學等。汽車企業(yè)與鋰電廠商的合作日益密切，綁定關系逐漸成型。鋰電池行業(yè)龍頭企業(yè)擴產規(guī)劃明確。在市場及各國政策的雙重驅動下，一線動力電池廠商持續(xù)擴產。

2016 年全球新能源汽車主要車型技術路線及電芯供應商

松下：長期積淀，圓柱形電池領導者

松下電器產業(yè)株式會社創(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。隨著新能源汽車的興起，松下動力電池業(yè)務營業(yè)收入快速增長，2016 年達 18 億美元，同比增速約為 50%，2016 年動力電池出貨量約為 9.8GWh，同比增速 56%。

松下動力電池業(yè)務營業(yè)收入變化情況 

松下動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系，成為特斯拉最主要的動力電池供應商。2014 年，松下宣布與特斯拉合資共建超級電池工廠 Gigafactory，兩者關系更進一步。除了特斯拉，松下與大眾、福特等諸多廠商也存在合作關系，其客戶分布在歐美，集中在美國。

松下動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)點包括生產工藝成熟，產品良率高，有如 18650、21700 等統(tǒng)一規(guī)格型號，整體成本有優(yōu)勢。同時，其缺點也比較明顯，圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝，會比較重，比能量相對較低。目前，松下絕大部分動力電池供給特斯拉。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，負極使用硅碳復合材料，單體能量密度可達 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 

松下動力電池工廠主要分布在日本、美國、中國。目前，Model 3 和 Model X 的電池均在日本工廠生產。2014 年 6 月松下與特斯拉合資建造的超級工廠 Gigafactory 破土動工。Gigafactory 工廠生產的是圓柱形 21700 電芯，該電芯將會用在特斯拉能源存儲產品和 Model 3 轎車中。今年 1 月 5 日，特斯拉表示，Gigafactory 工廠已經開始批量生產鋰離子電池。此外，松下在中國大連和蘇州各建立了一個工廠，大連工廠生產方形電池，計劃完全建成后電池產能可供 20 萬輛電動車使用，目前一期工程已投產。蘇州工廠為松下與蘇州捷新的合資工廠，生產 18650 圓柱形電池，預計今年下

半年投產，2017 年產能可達 1 億支。

LG 化學：揚長避短，打造軟包龍頭企業(yè)

LG 化學隸屬于韓國三大集團之—LG 集團，自 1947 年成立以來在半個世紀的時間里，LG 化學通過不斷的革新和研究開發(fā)活動，成長為領導韓國化學工業(yè)的韓國最大的綜合化學公司。1998 年，LG 化學正式開始研發(fā)鋰離子電池，憑借自身數(shù)十年材料生產研發(fā)經驗，LG 化學在開發(fā)鋰電池的時候有產業(yè)鏈協(xié)同的優(yōu)勢，可以將正負極材料、隔離膜等方面都有獨到的技術，第一時間導入到它的產品設計中，直接反映到電芯研發(fā)環(huán)節(jié)擁有獨特的技術。目前，LG 化學可以從 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。過去幾年，LG 化學動力電池業(yè)務營業(yè)收入逐年增長，2016 年動力電池出貨量達到 7.3GWh。

LG 化學電動動力電池解決方案

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

LG 化學動力電池業(yè)務營業(yè)收入變化情況

LG 化學動力電池出貨量變化情況 

在技術上，LG 化學正極采用的主要是三元 NCM 材料，在電池包裝方面，LG 化學大部分采用疊片式軟包設計，是海內外公認的軟包龍頭企業(yè)。軟包鋰電池所用的關鍵材料—正極材料、負極材料及隔膜—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(鋁塑復合膜)，這是軟包鋰電池中最關鍵、技術難度最高的材料。軟包電池的包裝材料和結構使其擁有一系列優(yōu)勢。1）安全性能好，軟包電池在結構上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時，軟包電池一般會鼓氣裂開，不會爆炸。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）內阻小，軟包電池的內阻較鋰電池小，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）設計靈活，外形可變任意形狀，可以更薄，可根據(jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號。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，技術門檻高。

LG 化學動力電池主要客戶 

LG 化學在韓國、美國、歐洲和中國均設有動力電池工廠。四個動力電池生產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汽車動力電池生產基地，也將是 LG 化學全球最重要的動力電池生產基地。LG 化學計劃將汽車動力電池的產能，從 2016 年滿足全球 5 萬輛電動汽車，增加到 2020 年滿足 20 萬輛電動汽車，即增長到原來 4 倍。而這個計劃的核心，就是南京新能源汽車電池基地。

LG 化學疊片式軟包設計

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部門，由于顯示技術液晶化，目前轉行生產鋰電池包（battery pack），主要應用于筆記本等移動設備。2000 年，三星 SDI 開始進軍動力電池領域。2015 年 5 月,三星 SDI100%收購 Magna Steyr 從事電池業(yè)務的子公司 MSBS(Magna Steyr Battery Systems GmbH & Co OG)，從此三星 SDI 構建立起從電池單元、模塊到電池組完整的電動汽車電池業(yè)務體系。在全球小型消費鋰電池市場中，三星 SDI 獨占鰲頭。但在動力電池領域，相比松下和 LG 化學，三星 SDI 無論營業(yè)收入還是動力電池出貨量都顯得稍遜一籌。

三星 SDI 動力電池業(yè)務營業(yè)收入變化情況

三星 SDI 動力電池出貨量變化情況 

2008 年，三星 SDI 和博世合資成立了動力電池公司 SB Limotive。2009 年，寶馬推出了純電動汽車 Megacity，SB Limotive 成為 Megacity 動力電池供貨商，為三星 SDI 打開了動力電池市場。2014 年 7 月,三星 SDI 與寶馬簽訂電動汽車電池擴大供貨及共同開發(fā)新一代電池材料的諒解備忘錄，進一步鞏固了三星 SDI 與寶馬在動力電池上的伙伴關系。目前，三星 SDI 已被選為 30 多個汽車電氣化項目的核心的電池供應商，并且項目數(shù)量在不斷增加。首次安裝三星 SDI 電池的汽車有 Fiat 500e(純電動汽車)，寶馬 i3(純電動汽車)，寶馬 i8(插電式混合動力車)以及許多 OEM 廠商的其他車型。

三星 SDI 動力電池主要客戶 

與松下、LG 化學不同，三星 SDI 動力電池封裝形式以方形為主，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。方形硬殼電池能夠生產大容量單體電池。此外，方形電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料，內部采用卷繞式或疊片式工藝，對電芯的保護作用優(yōu)于于鋁塑膜電池(即軟包電池)，電芯安全性相對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最早，當前主要為寶馬 i3 和 i8 提供動力電池。2014 年 8 月，三星 SDI 汽車動力電池工廠開工建造，總投資 6 億美元，2015 年 10 月竣工投產，每年能為 4 萬輛以上純電動汽車供應電池，計劃在 2020 年銷售額突破 10 億美元。