從日韓正極材料需求看國際動力鋰離子電池的發(fā)展趨勢ppt課件

1、高性能鋰電正極資料在數(shù)碼及電動自行車電池上的運用與開展趨勢河南科隆新能源 2021年5月17日.目 錄 一、科隆新能源公司簡介 二、日韓動力鋰離子電池及資料分析 三、日韓動力鋰離子電池正極資料開展趨勢 四、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.科隆新能源公司簡介 河南科隆新能源是國家高新技術(shù)企業(yè)、國家“863工程科研產(chǎn)業(yè)化基地、技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)、省級文明單位 歷經(jīng)10多年開展，現(xiàn)已成為中國最大的高性能鎳氫、鋰離子電池正極資料研發(fā)、制造基地之一，產(chǎn)品已穩(wěn)居國內(nèi)高端市場主導(dǎo)位置 .總資產(chǎn)：6.3億元；年銷售量：5860噸2021年員工數(shù)：344人；其中科技人員：122人，占職工總數(shù)的35.47% 銀行信

2、譽等級：AAA科隆新能源資料研討院，設(shè)有：博士后科研任務(wù)站河南省高效二次電池資料工程技術(shù)研討中心電池技術(shù)與運用研討所省級技術(shù)中心電池資料檢測中心目前已擁有正極資料領(lǐng)域發(fā)明專利9項多次承當(dāng)國家“863艱苦專項、火炬方案、艱苦科技專項等國家、省艱苦工程，并均圓滿完成科隆新能源公司簡介.國家“863艱苦專項火炬方案重點高新技術(shù)企業(yè)證書博士后科研任務(wù)站國家高新技術(shù)企業(yè)證書省高效二次電池資料工程技術(shù)研討中心科隆新能源公司簡介.科隆產(chǎn)品開展歷程20012006科隆于2001年開場球形氫氧化鎳的消費和銷售，建立年產(chǎn)能500噸的現(xiàn)代化消費線2021球型氫氧化鎳 球型三元前軀體 球型三元資料 2021成為全國規(guī)

3、模最大、質(zhì)量最好的球鎳研發(fā)、消費基地，產(chǎn)能到達10500噸/年同年開場鋰離子電池正極資料的研發(fā)試制任務(wù)實現(xiàn)球型三元前軀體產(chǎn)業(yè)化，年產(chǎn)能到達1000噸/年同年開場磷酸鐵鋰和三元資料的研發(fā)消費三元前軀體進入國際市場，產(chǎn)能到達4000噸/年磷酸鐵鋰資料產(chǎn)能800噸/年三元資料產(chǎn)能到達2000噸/年科隆新能源公司簡介.NCMNMNCA鋰離子電池正極資料鋰電主要產(chǎn)品系列LFP科隆新能源公司簡介.國 內(nèi)國 外廣泛配套國內(nèi)外高端電池廠科隆新能源公司簡介.2004年2005年2006年2007年2021年2021年2021年2021年銷售量噸81906230031001000380048054300球形氫氧化

4、鎳三元前軀體三元等鋰電資料53002021年5860 產(chǎn)品銷量每年實現(xiàn)大幅增長科隆新能源公司簡介.目 錄 一、科隆新能源公司簡介 二、日韓動力鋰離子電池及資料分析 三、日韓動力鋰離子電池正極資料開展趨勢 四、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.日韓動力鋰離子電池車企關(guān)系國家電池供貨商電池類型功率材料類型供貨汽車企業(yè)日本AESC軟包EV/HEVLNO/LMO日產(chǎn)松下方型、圓柱HEV/PHEVNCM/LNO豐田、特斯拉、福特、雪鐵龍、標(biāo)致LEJ方型EV/PHEVNCM/LMO三菱、雪鐵龍、標(biāo)致Toshiba方型EVLNMO本田、三菱BEJ方型HEVNCM本田日立HVE方型HEV/PHEVNCM/LMO

5、通用三洋方型、圓柱EV/PHEVNCM豐田、特斯拉韓國LGC軟包EV/HEVNCM、NCM/LMO現(xiàn)代、起亞、雷諾、吉利、通用、福特SBLBEV/PHEVNCM622/LMOBMW、大眾、克萊斯勒 .目前方形動力電池資料技術(shù)體系PanasonicHEV/PHEV5Ah/20.5AhPEVEHEV/PHEV5AhLEJBEV50AhBECHEV4.7AhSBLxEV5.2HVEHEV4.4/4.8AhToshibaHEV20Ah極板結(jié)構(gòu)WindingWindingWinding x2PWindingWinding x14PWindingWinding外包裝鋁質(zhì)方罐Fuji Exceed鋁質(zhì)方罐F

6、uji ExceedSUS合金方罐Kuno Metal鋁質(zhì)方罐Fuji Exceed鋁質(zhì)方罐Fuji Exceed鋁質(zhì)方罐Power Precision鋁質(zhì)方罐IMI/Ozawa正極材料NCMLNOLMO/NCM.NCM.NCM/LMOLMO/NCM.LNMO負(fù)極材料Gr/SCHitachi Chem.GrMitsubishi Chem.Gr mixtureNippon Graphite+ Showa HCKurehaGrNippon CarbonHC-SCKureha/Hitachi Chem.LTOTitanium Industrial電解液EC TypeUbeEC TypeMitsubi

7、shi Chem.EC TypeMitsui Chem.PC TypeMitsui Chem.EC TypePanax-EtecPC TypeUbePC TypeMitsui Chem.隔離膜多層干式Ube多層干式UbePE 濕式AsahiPE 濕式AsahiPE 濕式/多層干式Tonen/Celgard多層干式UbeCelroseNippon KodoshiSource: ITRI/IEK Analysis (2021/03)12.目前軟包裝動力電池資料技術(shù)體系與供應(yīng)網(wǎng)絡(luò) AESCBEV33.1AhAESCHEV4AhLGCPHEV15AhLGCHEV5.3AhEnerDelBEV20AhE

8、nerDelHEV5AhA123BEV20AhLitecBEV40Ah極板結(jié)構(gòu)StackingStackingBi-cell rotation stackingBi-cell rotation stackingSeparator envelop type stackingSeparator envelop type stackingZigzag sackingSatcking外包裝DNPDNPDNPDNPDNPDNPDNPDNP正極材料LMO/LNOLMO/LNOLMO/NCMLMO/NCMNCMLMOLFPNCM負(fù)極材料GrHitachi Chem.HCKurehaGr/HCMitsubis

9、hi Chem./KurehaSCMitsubishi Chem.HCKurehaLTOTitaniumIndustrialGrConocoPhilipsGr電解液EC TypeMitsubishi Chem.(New:Tomipure)PC TypeMitsubishi Chem.EC TypeIn-housePC TypeIn-housePC Type富山藥品PC TypeDaikinEC/PC Type中國廠商EC TypeEvonik隔離膜PP干式Celgard多層干式UbePP干式Celgard/In-housePP干式Celgard/In-housePE濕式Asahi/Toray

10、TonenPE濕式Asahi/Toray TonenPP干式CelgardPET Non-wovenEvonikSource: ITRI/IEK Analysis (2021/03)從正極資料分析，日韓企業(yè)大多采用NCM，NCA，NCM+LMO，NCA+LMO方案用于動力電池正極資料的鎳含量呈不斷添加趨勢，111-523-622-811-NCA.高鎳產(chǎn)品批量運用現(xiàn)狀1、日韓：日本和韓國已批量消費和成熟運用高鎳811和NCA資料2、國內(nèi)：科隆2021年批量消費銷售高鎳622、811和NCA產(chǎn)品；目前主要市場為3C高容量和電動自行車市場(811+LMO)3.1 科隆相關(guān)鋰電正極資料產(chǎn)品引見 .型號

11、KL202YKL204KL203KL203YKL203DKL206KL208YKL209規(guī)格及特點111動力型424動力型523容量型523壽命型523高壓實622811NCAD50(m)10-12.510-12.510-12.510-12.510-12.510.0-14.08.0-12.09.0-13.0pH值11.511.511.511.40.311.511.712.512.5BET(m2/g)0.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.50.3-1.00.1-0.51.0-2.5TD(g/cm3)2.22.22.22.22.22.22.22.20.2C比容量(mA

12、h/g)154153162160158169190187產(chǎn)品特性倍率性能良好，加工性能良好容量和倍率兼顧型，加工性能良好容量高，加工性能良好循環(huán)性能優(yōu)異壓實密度3.80，適合軟包和高容量18650高容量超高容量超高容量安全性好應(yīng)用市場電動工具、電動車電動工具、電動車數(shù)碼市場電動自行車和數(shù)碼市場圓柱和軟包數(shù)碼和電動車市場數(shù)碼市場、電動車數(shù)碼市場數(shù)碼市場和電動汽車鋰電正極資料相關(guān)產(chǎn)品性能對比3.1 科隆相關(guān)鋰電正極資料產(chǎn)品引見 .3.1 科隆相關(guān)鋰電正極資料產(chǎn)品引見 622、811和NCA規(guī)格資料18650電池評價1C循環(huán)均在500次左右，滿足高容量數(shù)碼類產(chǎn)品電池循環(huán)壽命的要求。.鋰電正極資料相關(guān)

13、產(chǎn)品SEM對比KL203KL203YKL203DKL206KL208KL2093.1 科隆相關(guān)鋰電正極資料產(chǎn)品引見 KL204KL202Y.0102030405060708090111424523622811規(guī)格Ni含量mol%)10.811.011.211.411.611.812.012.212.4pH系列2系列13.1 科隆相關(guān)鋰電正極資料產(chǎn)品引見 不同規(guī)格對應(yīng)pH和容量.811/NCA摻LMO性能目的對比(以811為例)項目811+LMO(65:35)KL203Y(523)KL208YA動力型KL208YB容量型D5011.55912.28811.680pH11.7511.7211.50

14、BET0.340.540.22首次效率%86.286.786.80.5C比容量(mAh/g)1541581561C比容量(mAh/g)1511551531C中值電壓(V)3.6923.6943.5611C循環(huán)500周保持率%93.3575.1293.121C高溫荷電保持率%96.7395.3998.821C高溫荷電恢復(fù)率%99.6097.71100.5945 1C循環(huán)500周保持率%90.7170.3291.32-10低溫性能容量保持率%91.2088.5690.51特點循環(huán)好、容量略低、價位略高循環(huán)稍差、容量高、價位低循環(huán)好，pH值低、價位高、加工性能好811摻LMO：改善高鎳資料加工性能和

15、循環(huán)、替代523規(guī)格資料降低本錢.811摻LMO 1C放電曲線對比KL208YA動力型較523規(guī)格資料具有更高的放電平臺和能量密度。.811摻LMO 1C循環(huán)性能對比KL208YA動力型循環(huán)性能良好，可以滿足電動車運用；KL208YB容量型循環(huán)性能稍差，但容量較高，本錢較523低，適用于數(shù)碼市場。.811摻LMO高溫1C循環(huán)性能對比 KL208YA動力型45度高溫1C循環(huán)性能良好，可以滿足電動車運用。.2021-2021正極資料運用趨勢本錢：如何降低單位Ah本錢，提高功率密度？壽命：如何提高電池的循環(huán)壽命？平安：TESLA電池也有平安問題？.包覆和摻雜資料包覆和摻雜是改善循環(huán)壽命的主要方法20

16、22/7/11.SEM包覆前后SEM包覆前后發(fā)生明顯變化.對壽命的影響 加速測試循環(huán)結(jié)果闡明：經(jīng)摻雜和包覆后，循環(huán)壽命有明顯的提高.3.05.010.018.0國際客戶對不同粒徑的需求不同粒徑對應(yīng)不同的壓實密度、功率密度.科隆具有的中心技術(shù)可以根據(jù)產(chǎn)品的不同需求制備出不同粒徑大小及分布的前驅(qū)體2.3 日韓對前驅(qū)體不同粒徑分布要求.國際客戶對不同形貌的要求球形度外表光滑程度不同形貌的產(chǎn)品會有不同的壓實密度、動力性能.主要目的變化項目KL203MKL202M(ELEMENT)523111水分(H2O)ppm360490振實密度( Tap density) g/cm32.122.07比表面積（BET

17、）m2/g0.810.87D10m3.5393.278D50 m6.5145.951D90 m11.45210.354pH11.3511.19為應(yīng)對下一代動力鋰離子電池的需求，科隆開發(fā)了功率型三元資料.SEM-廢品NCM523NCM111.XRD.目 錄 一、科隆新能源公司簡介 二、日韓動力鋰離子電池及資料分析 三、日韓動力鋰離子電池正極資料開展趨勢 四、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.四、新一代鋰離子電池正極資料開展趨勢.1采用5V尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4資料，可以提升電壓平臺30%，和LMO相比綜合比能量提高30%；1高電壓：高電壓資料四、新一代鋰離子電池正極資料開展趨勢.高電壓

18、資料技術(shù)不同形貌的高電壓資料 LiNi0.25Mn0.75O2.Li-rich資料日韓車企及民用電池企業(yè)對富鋰資料投入了大量的人力和物力進展開發(fā)研討.富鋰錳基正極資料的物化目的無論是高電壓的尖晶石資料還是富鋰錳基資料，科隆都在和國際客戶進展結(jié)合研討 .目 錄 一、科隆新能源公司簡介 二、日韓動力鋰離子電池及資料分析 三、日韓動力鋰離子電池正極資料開展趨勢 四、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.公司擁有本科及以上學(xué)歷研發(fā)人員30余上碩士及上研發(fā)人員本科及以上高等院校專家10余人長期協(xié)作專家數(shù)人高級專家公司擁有碩士及以上學(xué)歷技術(shù)研 發(fā)人員10余人五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.科研實力組織架構(gòu)五

19、、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.美國戴安公司離子色譜儀科研實力先進的檢測儀器ICP日立掃描電鏡碳硫分析儀.比外表積測試儀馬爾文粒度分析儀X射線衍射儀XRD電化學(xué)任務(wù)站五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論科研實力良好的管理方法以工程經(jīng)理制推開工程的進展，充分授權(quán)流程化的管理方法，推開工程組的分工協(xié)作長期和中、日、韓優(yōu)秀公司協(xié)作開發(fā)及商務(wù)協(xié)作，了解客戶的需求并堅守對客戶的承諾中國長達12年堅持于濕法合成及外表摻雜研討的公司，共懇求和獲得了42項專利中國一流大學(xué)及國外科研機構(gòu)的技術(shù)協(xié)作，提供科隆開展的動力.懇求和擁有各項新能源研發(fā)技術(shù)專利合計42項構(gòu)成多項技術(shù)產(chǎn)權(quán)

20、專利五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.LiNi0.5Mn1.5O4：放電平臺4.6V；目的：2021年推向市場富鋰資料、梯度資料：比容量220mAh/g目的：2021年資料性能實現(xiàn)突破NCM研發(fā) 1-高電壓 資料2-超高容量資料高壓實資料：比容量略低于現(xiàn)有NCM 2-3mAh/g壓實提高8%, 目的：2021年實現(xiàn)批量提高13%，容量同現(xiàn)有品-20213-高壓實資料包覆資料：充電電壓到達4.35V，循環(huán)同現(xiàn)有資料，容量提高10mAh/g；目的：2021年實現(xiàn)批量供貨4-高容量 資料下一步研發(fā)方向.技術(shù)先進： 密閉的延續(xù)性消費工藝流程，保證產(chǎn)質(zhì)量量和一致性； 采用世界最先進的德國計量控制系統(tǒng)D

21、CS控制系統(tǒng)，整個工藝過程受計算機控制 關(guān)鍵技術(shù)目的密度、粒徑、比外表積、半高寬可控，可根據(jù)用戶的要求進展調(diào)整工藝靈敏性強，可實現(xiàn)專線專供 五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論技術(shù)力量雄厚.中央控制室：采用DCS計算機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)全工藝過程計算機控制，保證了產(chǎn)質(zhì)量量及其一致性采用德國進口pH值在線檢測系統(tǒng)，處理了高溫、高堿、高鹽度pH值在線監(jiān)測難題配備精良五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.干法燒結(jié)消費線消費設(shè)備精良濕法合成消費線干法燒結(jié)消費線濕法合成消費線.鎳化合物 NixCoyMn1-x-y(OH)2共沉淀結(jié)晶法 絡(luò)合劑 氫氧化鈉 錳化合物 鈷化合物 關(guān)鍵參數(shù)：pH, T關(guān)鍵參數(shù)：Li ,

22、mol, T, t鋰化合物 添加劑NCM 工程產(chǎn)品技術(shù)線路濕法合成前驅(qū)體干法燒結(jié)制成三元資料.重點工序 濕法合成前驅(qū)體工藝流程獨特配比 優(yōu)選原資料 計量 結(jié)晶反響 包覆 洗滌 烘干 混合 除磁性 不純物 篩分包裝 檢驗入庫 .重點工序干法：科隆在配比混合鹽 、燒結(jié)、除磁性不純物建立了自 己的關(guān)鍵技術(shù)干法燒結(jié)工藝流程混合鹽配比前驅(qū)體、鋰源原資料混 料燒 結(jié)過 篩 除磁性金屬包裝 檢驗入庫.濕法合成技術(shù)先進成熟濕法合成及摻雜和包覆是科隆獨有的先進成熟技術(shù)： 1運用摻雜技術(shù)： a.前驅(qū)體制成過程中經(jīng)過共沉淀技術(shù)摻雜Al、Zr等元素 b.控制共沉淀摻雜元素的均勻分布 改善性能：平安性、循環(huán)壽命、比能量

23、、高溫性能2運用外表包覆技術(shù)： 采用復(fù)合包覆及梯度包覆技術(shù)，控制包覆元素Al等的致密性和均一性 改善性能：平安性、循環(huán)壽命、高電壓性能、高溫性能、抗過充性.擁有多項濕法合成專利技術(shù)擁有多項濕法合成、摻雜、包覆的發(fā)明專利技術(shù)先進、成熟.NiNiMnMn 科隆產(chǎn)品 同比測試他家產(chǎn)品科隆產(chǎn)品采用獨特的工藝技術(shù)和消費設(shè)備，產(chǎn)品的元素分布均勻，并可以有效降低金屬錳的溶出，產(chǎn)品的平安性更好，壽命更佳特征1：濕法合成元素分布均勻.特征2：產(chǎn)品形貌可控滿足不同客戶的需求.晶體內(nèi)部無元素偏析景象特征3：摻雜元素分布均勻.和沒有摻雜的產(chǎn)品相比，摻雜Al后氧氣的析出溫度明顯延后，可以提高電池的平安性和高溫性能摻雜改

24、良平安性效果明顯LNONCM.包覆前 包覆后 特征4：獨有的化學(xué)包覆技術(shù).Al包覆后的EPMA包覆層均一性好.在同等評價條件下，經(jīng)包覆后的資料循環(huán)壽命得到明顯改善經(jīng)過包覆技術(shù)大幅改善循環(huán)壽命.低共熔混合熔鹽法進展高溫?zé)Y(jié)特征5：獨有的低共熔自混合技術(shù) 研討不同混合鋰鹽、不同混合比例、不同燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間對資料性能的影響。采用低共熔自混合技術(shù)可以不需求球磨就可以實現(xiàn)鋰鹽和前驅(qū)體的均勻混合，確保了產(chǎn)品的平安性和長壽命，提升了產(chǎn)品的壓密度高，同時本錢低、節(jié)能。 該技術(shù)運用根底研討曾得到國家基金委延續(xù)兩次課題資助 國家自然科學(xué)基金號：20671031和21071046 .混合均勻且不破壞包覆層低共熔

25、混合后鋰在前驅(qū)體中的分布闡明鋰源已和前驅(qū)體均勻混合.低共熔混合技術(shù)對壓實密度的影響鋰源壓實密度g/cm3LiOH3.41Li2CO33.62LiOH-Li2CO33.75采用低共熔技術(shù)可以有效添加和鋰源的混合均勻程度，提高產(chǎn)品的壓實密度，降低對前驅(qū)體的破壞，維護包覆層的完好，從而改善產(chǎn)品循環(huán)性能和平安性能有效提升產(chǎn)品壓實密度.Fe、Zn、Cr等金屬不純物已成為影響產(chǎn)品平安性能的主要要素，科隆具備了從原資料到廢品的降低措施，提升產(chǎn)品平安性特征6：磁性金屬不純物控制技術(shù)經(jīng)過對消費工藝的設(shè)計、消費設(shè)備的選擇、消費過程控制等技術(shù)大幅降低產(chǎn)品中的磁性金屬不純物 . 成立防有害金屬指點小組 制定防有害金屬

26、規(guī)章制度 設(shè)立金屬檢查門崗 改善消費作業(yè)環(huán)境 完善現(xiàn)場5S管理 定期對現(xiàn)場進展檢測中心：在制造全過程中杜絕有害金屬二次混入 防金屬二次污染.序號項目科隆NCM其他公司1Fe %0.00350.00652Ca %0.00220.00303Mg %0.00400.00454Cu %0.00010.00125Al %0.00310.00346Na %0.0230.0258磁性不純物 ppb100磁性及金屬不純物優(yōu)于同行采用以上技術(shù)，使科隆產(chǎn)品雜質(zhì)含量可以到達遠低于普通同行.產(chǎn)品平安性得以明顯改良科隆產(chǎn)品磁性金屬不純物含量明顯低于同行程度，可大幅度提升電池的平安性和荷電性能.同行業(yè)中率先經(jīng)過ISO90

27、01、ISO14001、OHSAS18001質(zhì)量、環(huán)境及職業(yè)安康平安管理體系認(rèn)證實行5S、TQC、TPM質(zhì)量全過程受控質(zhì)量管理體系五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論. 經(jīng)過省級環(huán)保驗收，主要化工資料實現(xiàn)循環(huán)回收利用 完全符合歐盟ROHS指令REACH法規(guī) 中國河南省新鄉(xiāng)市獨一一家環(huán)保在線監(jiān)測示范單位 環(huán)保體系健全五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論. 提供從前驅(qū)體+三元資料一系列產(chǎn)品 與主要原資料供應(yīng)商構(gòu)成戰(zhàn)略協(xié)作關(guān)系并自制部分原資料: 1、科隆是金川公司最大硫酸鎳客戶，占其年銷售量30%、吉恩鎳業(yè)為科隆專門在新鄉(xiāng)建立硫酸鎳工廠 2、科隆自產(chǎn)硫酸錳 3、具備完善的鎳、鈷回收體系 4、結(jié)合開采鎳、鈷礦五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論價錢體系. 利用位于中國中部地域的區(qū)位優(yōu)勢，在勞動力、土地、水電本錢方面有優(yōu)勢 地方政府支持 中國獨一在保稅區(qū)建廠的前驅(qū)體和三元資料工廠 利用先進的設(shè)備和精益消費繼續(xù)降低原資料損耗價錢體系五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢及結(jié)論.科隆新能源公司鄭州分公司五、科隆新能源公司產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢