让特斯拉受挫的 !LG新能源首次给出商业化时间 突破性电池技术

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智通财经获悉,全球电动车电池生产商巨头LG新能源透露了其雄心勃勃的目标——到2028年将一项被称为“改变游戏规则”的电池制造技术商业化,为这家韩国电池制造商与中国友商相比更具竞争力开辟一条道路。而这项技术就是干式涂层技术(dry-coating technology)。

从特斯拉(TSLA.US)到三星SDI等公司都在研究干式涂层技术,这种工艺旨在取代制造阴极和阳极电极(电动汽车电池的关键组成部分)的高耗能湿法工艺。随着电动汽车需求降温,寻找更便宜、更环保的电池生产方式变得越来越紧迫。

去年12月出任LG能源解决方案首席技术官的Kim Je-Young在接受采访时表示:“在电池竞争对手中,LG在干涂层技术方面处于领先地位。我们10年前就开始了。LG电子计划在第四季度完成干式涂层工艺的示范生产线,并在2028年开始全面生产。” 这是LG电子首次公开该技术的商用化时间表。Kim估计,干式涂层技术可以将电池制造成本降低17%到30%。

相比之下,特斯拉于2019年收购了一家名为Maxwell Technologies的专注于干式涂层技术的初创公司,并试图在德克萨斯州奥斯汀实施该技术 来生产4680电池 ,但收效甚微。 湿式涂层技术需要将化学物质溶解在有毒溶剂中,然后在电池生产线上近100米长的烤箱中在高达200摄氏度的温度下进行干燥,这一过程成本高昂,能源密集。

此前有消息称,因能量密度和充电性能不佳且成本高昂,如果降本无法在年底前达到预期效果,特斯拉将考虑停止在得克萨斯州GigaTexas工厂生产4680电池,转而向外部供应商采购。对此,记者向特斯拉中国进行求证,对方回复称:“特斯拉6月股东大会时已经提到,4680电池生产正在顺利进行中。”

而使用干式涂层技术,电池制造商可以节省能源、设备成本和空间。他们不必投资于干燥箱或溶剂回收系统。 新能源 大众汽车公司也在其内部电池公司PowerCo尝试开发干涂层,该公司称这项技术是“游戏规则的改变者”,因为它可以使公司减少30%的能源消耗和50%的空间。

LG新能源正押注于干式涂层技术等跨越式创新,以加强与中国电池制造商的竞争。今年到目前为止,LG新能源在电动汽车电池市场的份额已从去年的14.6%降至12.6%。这在很大程度上是因为宁德时代(300750.SZ)和比亚迪(BYD.US)等中国电动车电池巨头产商的扩张。据彭博报道,截至4月份,中国磷酸铁锂电池的平均价格下跌44%,至53美元/千瓦时。

电池有三个主要组成部分:两个电极(一个阳极和一个阴极),以及帮助电荷在它们之间传导的电解质。用于制造这些组件的材料决定了电池能储存多少能量以及成本是多少。

特斯拉在2020年的电池日上推广了干式涂层电极。但据报道,这家美国电动汽车制造商只能在电池的阳极部分实现这一工艺,而不是阴极部分。专家说,用干式涂层技术制造阴极比制造阳极更难,因为阴极往往是由更难处理的材料制成的。

Kim Je-Young表示:“LG电子正在开发的干式涂层电极制造工艺,与阴极颗粒大小无关,可以同时适用于阴极和阳极。”他补充说,将干式涂层电极制造应用于具有较小颗粒的阴极是非常具有挑战性的。

根据SNE Research 4月份的一份报告,除了特斯拉,松下控股、宁德时代、亿纬锂能和蜂巢能源科技等公司也在研究用于高能量密度4680电池的干式涂层电极技术。Seojeong University汽车专业教授Park Chul-Wan说:“每个人都在投身这项技术,因为特斯拉开启了这项技术。韩国三大电池制造商仍处于干式涂层技术研发过程的早期阶段。”

对于设备制造商来说,推动更高效的电池制造工艺也是一个机会。

例如,韩华集团分公司、电池生产设备制造企业Hanwha Momentum正在与电池制造企业一起研究干式涂层技术。与此同时,总部位于马萨诸塞州的初创公司AM Batteries招募了特斯拉的资深员工,帮助其开发干式涂层电池喷雾方法的设备。

此外,总部位于韩国的Narae Nanotech Corp.为苹果(AAPL.US)的iPhone和iPad提供涂层,该公司也在试图通过更多容易实现的技术来打入电池行业。Narae试图通过使用氙气闪光灯将涂层线切割一半来改进湿法工艺,而不是使用干式涂层法工艺。Narae代表Jang Dong-Won表示:“目前,电动汽车产业正处于跨越鸿沟的艰难阶段,很多人正在考虑不同的生产方式。需要一种完全不同的生产方式来赢得中国竞争对手。”


解析特斯拉4680电池技术

特斯拉4680电池技术:革新与前景解析

特斯拉的4680电池,以其直径46毫米和高度80毫米的创新设计,正引领电池技术的新篇章。 这款电池采用NCMA四元材料,搭载硅碳硅氧负极和单壁碳管导电剂,旨在提升能量密度,展现显著的快充优势,并降低生产成本。 硅负极的高能量密度与良好安全性间找到平衡,但循环性能需进一步优化。 Tesla通过创新策略,稳定硅表面,硅碳负极成为未来发展趋势,国内厂商正紧锣密鼓地跟进研发与生产。

关键材料在4680电池中的作用不可或缺:

4680电池正极材料的趋势朝着高镍化迈进,镍锰铝组合紧随其后,而铁锂可能在低成本和高循环性能的应用中占有一席之地。 全极耳设计则是电池结构的核心创新,它显著提升功率、散热效率,同时推动了生产效率和快充体验。

然而,全极耳技术也带来了工艺挑战,尤其是极耳制作和激光焊接技术的精密要求。 特斯拉正寻求从脉冲焊接向连续焊接的升级,虽然成本可能增加,但为了提升电池性能,这是必要的进步。

大电芯的直径和高度提升,不仅简化了电池结构,减少了成本,还提升了能量密度。 然而,随之而来的是发热量增加的问题,需要借助全极耳技术来改善散热。 数据显示,4680电池的应用使得能量密度和续航里程分别提升16%和14%,显示了巨大的潜力。

特斯拉的CTC技术将电池与底盘集成,简化设备,减轻重量,同时也提升了电池包的集成度和冷却性能。 尽管初期生产面临工艺不成熟的问题,但随着技术的不断改进,产能和效率将持续提升。

全球各大电池供应商,如松下、亿纬锂能和LG新能源,正积极跟进4680电池的生产计划,预计在2023年将迎来大规模的商业化生产。 特斯拉的内华达工厂和加藤路工厂扩产,将为全球市场提供更多供应。

4680电池的挑战主要在于工艺技术的突破,包括干式涂布和全极耳制造。 初期应用中,续航表现的波动引起了关注,但整体来看,4680电池以其独特的技术优势,预示着电池行业的革新与未来。 随着技术的成熟和应用的推广,其市场前景将更为广阔。

LG将为特斯拉提供四元电池正极材料 含镍量达90%

易车讯 据外媒报道,LG化学将于7月向特斯拉供应镍钴锰铝(NCMA)四元电池正极材料,这是LG化学首次商业化生产NCMA正极材料。

NCMA电池是指正极采用镍、钴、锰、铝四种金属材料的四元电池。 该概念最早于2016年由韩国汉阳大学及韩国本土动力电池企业共同提出。

NCMA正极材料的镍含量已提高到90%,钴含量已降低至5%以下,高含量的镍可以增加电池的能量密度,让电池能够提供更长的续航里程。

NCMA正极材料将用于LG能源解决方案为特斯拉Model Y供应的4680圆柱形电池。

特斯拉

LG新能源的野心:2024年成为电动汽车电池领域第一企业

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4月29日,LG化学披露2021年第一季度业绩,公司 一季度销售额86.7亿美元,同比增长43.4%;营业利润12.7亿美元,同比增长584% 。

LG化学表示,这是季度营业利润自公司成立以来首次突破12亿美元,大幅度超过2020年第三季度创下的8.1亿美元的纪录,销售额也超过2020年第四季度创下的80亿美元的纪录。

涂层

关于第一季度业绩,LG化学CFO车东锡表示,“在外部环境不确定的情况下,通过业务重组和对新增长引擎的持续投资,奠定了利润增长的坚实基础”。 他还强调,“ LG化学将培育正极材料、CNT等电池材料业务作为增长引擎 ,积极投资回收再利用、生物材料等具有未来前景的ESG领域,促进与外部各利益相关方的积极合作,从而实现全面发展”。

LG化学之前发布的2020年度业绩报告显示,该年公司销售额254.7亿美元,同比增长9.9%;营业利润19.9亿美元,同比增长185.1%。 LG化学2021年目标销售额为316亿美元,将同比增长24.1%。

计划到2023年达到260GWh产能

让特斯拉受挫的

值得注意的是,随着动力电池销量的增加,LG化学的全资子公司LG Energy Solution(以下简称“LG新能源”)不断提高产量和降低成本,盈利能力得以提升: 一季度销售额与营业利润双双突破季度新高,销售额实现38.2亿美元,营业利润实现3.1亿美元 。

LG新能源预计第二季度电动 汽车 的销量增长将带动 汽车 电池和圆柱型电池的业绩增长,通过尽早实现增建生产线和降低成本,继续努力提高盈利能力。

固态电池

在韩国《The Electronic Times》近日举办的“2021电池日”上,LG新能源电动 汽车 开发中心负责人崔胜东(Choi Seung-don)表示,公司 计划在2025年年底实现锂硫电池商业化,并在2025年至2027年间实现全固态电池商业化 。 其中,“锂硫电池可能比全固态电池更早实现商业化”。 这是LG能源解决方案首次详细披露下一代电池开发进展和商业化计划。

此外,LG新能源计划到2023年达到260GWh产能,“这将是全球最高产能”。

崔胜东还详细介绍了公司针对电动 汽车 电池领域的发展战略:

电池联盟注意到,LG新能源正在推进全固态电池和锂硫电池的研发,那这两种电池有哪些不同?LG新能源花大力气投资这两种电池的理由是什么呢?

研发全固态电池和锂硫电池

固态电池在能量密度、安全性、成本等方面均优于锂电池,被认为是液态电池的下一代技术 ,吸引着各方争相投资。 不过,当前液态锂离子电池是全球车用动力电池首选,固态电池要想做到完全量产,还需要克服很多难题。

和固态电池相比,锂硫电池对于大多数人来说,还是一个相对陌生的事物。

公开资料显示, 锂硫电池是一种以硫为正极、锂为负极的锂电池。 一般情况下,该电池的能量密度是锂离子电池的1.5倍。 同时,硫储量丰富、价格低廉,回收时比金属更方便、效益更高。

锂硫电池的最大优点是轻,不仅适用于飞行器,还是城市空中交通(UAM)的很好选择。

成本及性能优势是LG新能源考虑将锂硫电池用于电动 汽车 的主要原因。

早在去年9月,LG化学就宣布,搭载锂硫电池的太阳能无人机高空试飞成功,以22km的飞行高度在韩国国产无人机的平流层飞行中创下 历史 最高记录。

同年12月,LG化学验证锂硫电池长效性能,搭载该电池的无人机滞空时间达13小时11分钟,其中在12-22km高的平流层飞行7小时。

不过,对于LG将研发能量密度大于410Wh/kg的车用锂硫电池的传闻,宁德时代之前表示,虽然公司已有相应技术储备,但 锂硫电池存在一些技术劣势,如循环寿命较差,体积能量密度低 ,就目前技术状态来看不太适合用于对体积能量密度要求高的应用场景。

新消息不断

去年12月,LG新能源正式从LG化学拆分成立,该公司 计划到2021年末前,将电池年产量从2020年的120GWh增加到156GWh,提高30%。

而今年以来,关于LG新能源的消息不断:

今年年初,据外媒报道, LG新能源计划于今年年底前首次公开发行股票(IPO),并在今年年底上市 。

LG新能源方面对此回应称,待相关事项确定后,公司将正式发布公告。 若LG新能源能按期在2021年内上市,有望成为2021年韩国市场最大的一笔IPO。

业界人士普遍认为, LG新能源的企业价值至少为50万亿韩元(约合人民币2953亿元)。 鉴于蓄电池产业呈现超高速增长态势,其企业价值可能高达100万亿韩元。

4月15日,LG新能源成为全球电池行业中首个同时加入RE100和EV100的企业。 LG新能源承诺在2030年前,在全球所有生产经营场所将100%使用可再生能源电力、并将LG新能源的运营车辆全部更换成新能源车型。 此举将是LG新能源全球可持续经营发展的又一里程碑,奠定企业ESG经营的坚实基础。 4月16日,LG新能源董事会发布公告称,公司决定出资1.06万亿韩元(约合人民币62亿元),用于建设与通用 汽车 平分股权的Ultium Cells公司的第二家合资工厂。 据预测,兴建第二电池厂合计投资2.7万亿韩元。 LG方面将从今年至2023年,分批投资1.06万亿韩元。

LG新能源方面3月表示,这家耗资23亿美元的电池厂将在田纳西州建造。 它的规模将与在俄亥俄州建立的首家LG-GM合资电池厂Ultium Cells的规模相似。 年产能为35GWh,工厂计划于2022年开始运营。

LG新能源的目标是,到2025年,除与通用 汽车 的合资企业外,投资超过5万亿韩元(292亿人民币),确保仅在美国的电池产能就达到70GWh。

此外,还有知情人士透露, LG新能源计划在2023年开始为特斯拉生产其先进的4680电芯 ,并正在考虑在美国和欧洲建设生产基地。

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