鉅大LARGE | 點擊量:894次 | 2021年10月22日
全球最大鋰離子電池供應(yīng)商LG化學是如何煉成的?
在當今世界電動汽車電池制造商里有三大巨頭:松下、AESC和LG化學。松下給特斯拉供貨,AESC是NEC和日產(chǎn)的合資公司。而在全球20大汽車品牌中,LG化學已與其中13家展開合作,且不論產(chǎn)量,單從合作廠家數(shù)目來看,LG化學已成為全球“最大”車用鋰離子電池供應(yīng)商。那么,LG化學成功的秘密是什么:依靠化學和材料科學專業(yè)度,不斷降低成本是長期成功的關(guān)鍵。
LG化學動力鋰離子電池事業(yè)部首席執(zhí)行官PrabhakarPatil近日接受外媒專訪時指出,無論是松下,還是AESC,都是消費電子產(chǎn)品公司?!癓G化學則是唯一以化學品和材料為基礎(chǔ)的電池公司,經(jīng)過數(shù)十年的深入研究、建立配料和發(fā)展化學品的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗,讓每一個電池單元更穩(wěn)定,利用核心專業(yè)知識讓電池技術(shù)漸進發(fā)展。電池的關(guān)鍵因素是材料,獲得競爭力,不僅是規(guī)?;徒档筒牧铣杀镜膯栴},還包括對材料特性的改善,LG化學同時兼顧,因此,形成了規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)。”
2010年,LG化學取得了技術(shù)進步,促成了第一臺雪佛蘭沃藍達(Volt)的上市。當時,LG化學設(shè)計的目標是40英里(64公里)的純電續(xù)航,每英里200Wh,也就是8kWh。但是實際安裝的第一代電池容量是16kWh,10年使用壽命衰減30%,容量窗口只有70%,假如把兩個因素加在一起,會得到50%的容量,因此16kWh成為了額定容量。
LG化學在韓國電池材料科學方面擁有超過400名工程師。LG化學希望通過更好的材料工程來提高電池容量和壽命,以及有效的容量窗口,同時不降低電池性能。Patil預(yù)計,2017年LG化學會再次取得重大技術(shù)突破,這比他原來預(yù)期的快,“到2017年或2018年,3萬美元、續(xù)航200英里(約321公里)的電動汽車將成為商業(yè)化主流產(chǎn)品?!彪m然通用汽車公司還沒有證實即將推出的2017款雪佛蘭BOLT純電動汽車是否會使用LG化學的電池,但業(yè)內(nèi)已普遍認為會是這樣。
因此,這是一個電池是以材料為基礎(chǔ)的技術(shù),而且能夠大批量制造而不失質(zhì)量和可靠性?!拔覀冇谐^5000萬個電池,超過30萬輛電動汽車上路,質(zhì)量和可靠性都達到了醫(yī)藥級的水平,同時,沒有任何事故發(fā)生,這有關(guān)汽車制造商來說非常重要?!?/p>
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Patil說,“短時間內(nèi)電池技術(shù)獲得巨大改進,這種情況讓我感到驚訝。”他列舉了在混合動力和電動汽車電池在功率與能量比之間的差異,“混合動力車用電池要非常高的功率,但能量不大,因為經(jīng)常循環(huán);電動汽車用電池必須擁有足夠的能量來推動汽車行駛70到200英里以上。”LG化學兩種電池都做,Patil強調(diào),做成功率型的極致產(chǎn)品和能量型的極致產(chǎn)品,功率和能量之比的差別可能有100倍之大。LG化學所做的就是為特定應(yīng)用進行自含義或優(yōu)化,這也是作為一個材料公司的優(yōu)勢之一。
下一代電池技術(shù)要等多少時間才能超越目前的鋰離子電池?Patil表示,時間不會太長,原因很簡單,這是基本的化學反應(yīng),鋰是第三個最輕的元素和最輕的金屬。唯一比它更輕的就是氫,但作為一種氣體很難掌控,假如裝進管中,就會流失,假如液化,就會損失能量優(yōu)勢。因此,鋰是最適合電池的蔡老,它能夠以某種形式存在很長一段時間,未來有可能發(fā)展到鋰金屬電池,無論是體積還是能量效率,鋰都是最有效的。
LG化學正在將大部分精力聚焦于推動成本降低?!凹偃缈匆幌码姵氐某杀窘Y(jié)構(gòu),制造方面并不占很大比重,大約60%的成本都涉及到材料,電池制造商的材料成本重要是采購材料,很大程度上受到規(guī)?;筒牧闲阅芴攸c的影響。我認為在減少凈材料成本方面還可以做的更多,并通過更好的設(shè)計、定制、調(diào)整屬性等等,德國同樣優(yōu)秀性能的電池?!盤atil解釋道。
目前大多數(shù)電動汽車的電池成本在約400美元/kWh,特斯拉是240美元/kWh。有評論認為,電池組成本目標達到125美元/kWh,才能與內(nèi)燃機成本平價相匹敵。Patil無法斷定何時才能達到這一水平。第一代沃藍達有288個電池,第二代沃藍達有192個電池,LG化學正在推動大容量電池策略,通過新增電池的額外容量來減少電池的數(shù)量。
LG化學為德國的大眾、奧迪、戴姆勒,美國的通用、福特,法國雷諾及韓國現(xiàn)代等13個品牌供應(yīng)電池。但在目前,AESC和松下生產(chǎn)的電池出貨量比LG化學更高。AESC因為日產(chǎn)聆風的銷量即將達到20萬輛,出貨量是LG化學的兩倍以上。同時,松下在每臺特斯拉ModelS裝載的電池組容量大致是聆風的三倍。
另一方面,與依賴供應(yīng)商制造電池的多數(shù)車企不同,特斯拉和日產(chǎn)正在依靠自己,“日產(chǎn)實際上是最早研發(fā)制造鋰離子電池的公司之一,他們有很多內(nèi)部實力,上世紀90年代日產(chǎn)就有了混合動力鋰離子電池組,限量生產(chǎn)使用內(nèi)部開發(fā)的鋰離子電池。然而,我認為最終都要歸結(jié)到成本,很多高管都在說,即使內(nèi)部有能力,但假如有人能供應(yīng)更具成本效益的解決方法,我們就會采購。特斯拉則有所不同,它是一個更加垂直一體化的公司,但是,它也會試圖通過內(nèi)部和外部的力量來獲得成本效益?!盤atil表示。
早在2011年四月,LG化學就宣稱已在韓國的Ochong開建當時世界上最高容量的電池廠,近期又在美國密歇根州增設(shè)了一個廠,為雪佛蘭沃藍達和小批量雪佛蘭SparkEV供應(yīng)電池。
LG化學2011年提出在2015年實現(xiàn)奪取全球動力鋰離子電池市場四分之一的份額,目前還有待觀察,但可以肯定的是,LG化學已經(jīng)進入電動汽車電池供應(yīng)商的頂層梯隊。