从日韩正极材料需求看国际动力锂离子电池的发展趋势ppt课件

1、高性能锂电正极资料在数码及电动自行车电池上的运用与开展趋势河南科隆新能源 2021年5月17日.目 录 一、科隆新能源公司简介 二、日韩动力锂离子电池及资料分析 三、日韩动力锂离子电池正极资料开展趋势 四、科隆新能源公司产业化优势及结论.科隆新能源公司简介 河南科隆新能源是国家高新技术企业、国家“863工程科研产业化基地、技术创新示范企业、省级文明单位 历经10多年开展，现已成为中国最大的高性能镍氢、锂离子电池正极资料研发、制造基地之一，产品已稳居国内高端市场主导位置 .总资产：6.3亿元；年销售量：5860吨2021年员工数：344人；其中科技人员：122人，占职工总数的35.47% 银行信

2、誉等级：AAA科隆新能源资料研讨院，设有：博士后科研任务站河南省高效二次电池资料工程技术研讨中心电池技术与运用研讨所省级技术中心电池资料检测中心目前已拥有正极资料领域发明专利9项多次承当国家“863艰苦专项、火炬方案、艰苦科技专项等国家、省艰苦工程，并均圆满完成科隆新能源公司简介.国家“863艰苦专项火炬方案重点高新技术企业证书博士后科研任务站国家高新技术企业证书省高效二次电池资料工程技术研讨中心科隆新能源公司简介.科隆产品开展历程20012006科隆于2001年开场球形氢氧化镍的消费和销售，建立年产能500吨的现代化消费线2021球型氢氧化镍 球型三元前躯体 球型三元资料 2021成为全国规

3、模最大、质量最好的球镍研发、消费基地，产能到达10500吨/年同年开场锂离子电池正极资料的研发试制任务实现球型三元前躯体产业化，年产能到达1000吨/年同年开场磷酸铁锂和三元资料的研发消费三元前躯体进入国际市场，产能到达4000吨/年磷酸铁锂资料产能800吨/年三元资料产能到达2000吨/年科隆新能源公司简介.NCMNMNCA锂离子电池正极资料锂电主要产品系列LFP科隆新能源公司简介.国 内国 外广泛配套国内外高端电池厂科隆新能源公司简介.2004年2005年2006年2007年2021年2021年2021年2021年销售量吨81906230031001000380048054300球形氢氧化

4、镍三元前躯体三元等锂电资料53002021年5860 产品销量每年实现大幅增长科隆新能源公司简介.目 录 一、科隆新能源公司简介 二、日韩动力锂离子电池及资料分析 三、日韩动力锂离子电池正极资料开展趋势 四、科隆新能源公司产业化优势及结论.日韩动力锂离子电池车企关系国家电池供货商电池类型功率材料类型供货汽车企业日本AESC软包EV/HEVLNO/LMO日产松下方型、圆柱HEV/PHEVNCM/LNO丰田、特斯拉、福特、雪铁龙、标致LEJ方型EV/PHEVNCM/LMO三菱、雪铁龙、标致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、圆柱EV/PHEVNCM丰田、特斯拉韩国LGC软包EV/HEVNCM、NCM/LMO现代、起亚、雷诺、吉利、通用、福特SBLBEV/PHEVNCM622/LMOBMW、大众、克莱斯勒 .目前方形动力电池资料技术体系PanasonicHEV/PHEV5Ah/20.5AhPEVEHEV/PHEV5AhLEJBEV50AhBECHEV4.7AhSBLxEV5.2HVEHEV4.4/4.8AhToshibaHEV20Ah极板结构WindingWindingWinding x2PWindingWinding x14PWindingWinding外包装铝质方罐Fuji Exceed铝质方罐F

6、uji ExceedSUS合金方罐Kuno Metal铝质方罐Fuji Exceed铝质方罐Fuji Exceed铝质方罐Power Precision铝质方罐IMI/Ozawa正极材料NCMLNOLMO/NCM.NCM.NCM/LMOLMO/NCM.LNMO负极材料Gr/SCHitachi Chem.GrMitsubishi Chem.Gr mixtureNippon Graphite+ Showa HCKurehaGrNippon CarbonHC-SCKureha/Hitachi Chem.LTOTitanium Industrial电解液EC TypeUbeEC TypeMitsubi

7、shi Chem.EC TypeMitsui Chem.PC TypeMitsui Chem.EC TypePanax-EtecPC TypeUbePC TypeMitsui Chem.隔离膜多层干式Ube多层干式UbePE 湿式AsahiPE 湿式AsahiPE 湿式/多层干式Tonen/Celgard多层干式UbeCelroseNippon KodoshiSource: ITRI/IEK Analysis (2021/03)12.目前软包装动力电池资料技术体系与供应网络 AESCBEV33.1AhAESCHEV4AhLGCPHEV15AhLGCHEV5.3AhEnerDelBEV20AhE

8、nerDelHEV5AhA123BEV20AhLitecBEV40Ah极板结构StackingStackingBi-cell rotation stackingBi-cell rotation stackingSeparator envelop type stackingSeparator envelop type stackingZigzag sackingSatcking外包装DNPDNPDNPDNPDNPDNPDNPDNP正极材料LMO/LNOLMO/LNOLMO/NCMLMO/NCMNCMLMOLFPNCM负极材料GrHitachi Chem.HCKurehaGr/HCMitsubis

9、hi Chem./KurehaSCMitsubishi Chem.HCKurehaLTOTitaniumIndustrialGrConocoPhilipsGr电解液EC TypeMitsubishi Chem.(New:Tomipure)PC TypeMitsubishi Chem.EC TypeIn-housePC TypeIn-housePC Type富山药品PC TypeDaikinEC/PC Type中国厂商EC TypeEvonik隔离膜PP干式Celgard多层干式UbePP干式Celgard/In-housePP干式Celgard/In-housePE湿式Asahi/Toray

10、TonenPE湿式Asahi/Toray TonenPP干式CelgardPET Non-wovenEvonikSource: ITRI/IEK Analysis (2021/03)从正极资料分析，日韩企业大多采用NCM，NCA，NCM+LMO，NCA+LMO方案用于动力电池正极资料的镍含量呈不断添加趋势，111-523-622-811-NCA.高镍产品批量运用现状1、日韩：日本和韩国已批量消费和成熟运用高镍811和NCA资料2、国内：科隆2021年批量消费销售高镍622、811和NCA产品；目前主要市场为3C高容量和电动自行车市场(811+LMO)3.1 科隆相关锂电正极资料产品引见 .型号

11、KL202YKL204KL203KL203YKL203DKL206KL208YKL209规格及特点111动力型424动力型523容量型523寿命型523高压实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产品特性倍率性能良好，加工性能良好容量和倍率兼顾型，加工性能良好容量高，加工性能良好循环性能优异压实密度3.80，适合软包和高容量18650高容量超高容量超高容量安全性好应用市场电动工具、电动车电动工具、电动车数码市场电动自行车和数码市场圆柱和软包数码和电动车市场数码市场、电动车数码市场数码市场和电动汽车锂电正极资料相关产品性能对比3.1 科隆相关锂电正极资料产品引见 .3.1 科隆相关锂电正极资料产品引见 622、811和NCA规格资料18650电池评价1C循环均在500次左右，满足高容量数码类产品电池循环寿命的要求。.锂电正极资料相关

13、产品SEM对比KL203KL203YKL203DKL206KL208KL2093.1 科隆相关锂电正极资料产品引见 KL204KL202Y.0102030405060708090111424523622811规格Ni含量mol%)10.811.011.211.411.611.812.012.212.4pH系列2系列13.1 科隆相关锂电正极资料产品引见 不同规格对应pH和容量.811/NCA掺LMO性能目的对比(以811为例)项目811+LMO(65:35)KL203Y(523)KL208YA动力型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中值电压(V)3.6923.6943.5611C循环500周保持率%93.3575.1293.121C高温荷电保持率%96.7395.3998.821C高温荷电恢复率%99.6097.71100.5945 1C循环500周保持率%90.7170.3291.32-10低温性能容量保持率%91.2088.5690.51特点循环好、容量略低、价位略高循环稍差、容量高、价位低循环好，pH值低、价位高、加工性能好811掺LMO：改善高镍资料加工性能和

15、循环、替代523规格资料降低本钱.811掺LMO 1C放电曲线对比KL208YA动力型较523规格资料具有更高的放电平台和能量密度。.811掺LMO 1C循环性能对比KL208YA动力型循环性能良好，可以满足电动车运用；KL208YB容量型循环性能稍差，但容量较高，本钱较523低，适用于数码市场。.811掺LMO高温1C循环性能对比 KL208YA动力型45度高温1C循环性能良好，可以满足电动车运用。.2021-2021正极资料运用趋势本钱：如何降低单位Ah本钱，提高功率密度？寿命：如何提高电池的循环寿命？平安：TESLA电池也有平安问题？.包覆和掺杂资料包覆和掺杂是改善循环寿命的主要方法20

16、22/7/11.SEM包覆前后SEM包覆前后发生明显变化.对寿命的影响 加速测试循环结果阐明：经掺杂和包覆后，循环寿命有明显的提高.3.05.010.018.0国际客户对不同粒径的需求不同粒径对应不同的压实密度、功率密度.科隆具有的中心技术可以根据产品的不同需求制备出不同粒径大小及分布的前驱体2.3 日韩对前驱体不同粒径分布要求.国际客户对不同形貌的要求球形度外表光滑程度不同形貌的产品会有不同的压实密度、动力性能.主要目的变化项目KL203MKL202M(ELEMENT)523111水分(H2O)ppm360490振实密度( Tap density) g/cm32.122.07比表面积（BET

17、）m2/g0.810.87D10m3.5393.278D50 m6.5145.951D90 m11.45210.354pH11.3511.19为应对下一代动力锂离子电池的需求，科隆开发了功率型三元资料.SEM-废品NCM523NCM111.XRD.目 录 一、科隆新能源公司简介 二、日韩动力锂离子电池及资料分析 三、日韩动力锂离子电池正极资料开展趋势 四、科隆新能源公司产业化优势及结论.四、新一代锂离子电池正极资料开展趋势.1采用5V尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4资料，可以提升电压平台30%，和LMO相比综合比能量提高30%；1高电压：高电压资料四、新一代锂离子电池正极资料开展趋势.高电压

18、资料技术不同形貌的高电压资料 LiNi0.25Mn0.75O2.Li-rich资料日韩车企及民用电池企业对富锂资料投入了大量的人力和物力进展开发研讨.富锂锰基正极资料的物化目的无论是高电压的尖晶石资料还是富锂锰基资料，科隆都在和国际客户进展结合研讨 .目 录 一、科隆新能源公司简介 二、日韩动力锂离子电池及资料分析 三、日韩动力锂离子电池正极资料开展趋势 四、科隆新能源公司产业化优势及结论.公司拥有本科及以上学历研发人员30余上硕士及上研发人员本科及以上高等院校专家10余人长期协作专家数人高级专家公司拥有硕士及以上学历技术研 发人员10余人五、科隆新能源公司产业化优势及结论.科研实力组织架构五

19、、科隆新能源公司产业化优势及结论.美国戴安公司离子色谱仪科研实力先进的检测仪器ICP日立扫描电镜碳硫分析仪.比外表积测试仪马尔文粒度分析仪X射线衍射仪XRD电化学任务站五、科隆新能源公司产业化优势及结论.五、科隆新能源公司产业化优势及结论科研实力良好的管理方法以工程经理制推开工程的进展，充分授权流程化的管理方法，推开工程组的分工协作长期和中、日、韩优秀公司协作开发及商务协作，了解客户的需求并坚守对客户的承诺中国长达12年坚持于湿法合成及外表掺杂研讨的公司，共恳求和获得了42项专利中国一流大学及国外科研机构的技术协作，提供科隆开展的动力.恳求和拥有各项新能源研发技术专利合计42项构成多项技术产权

20、专利五、科隆新能源公司产业化优势及结论.LiNi0.5Mn1.5O4：放电平台4.6V；目的：2021年推向市场富锂资料、梯度资料：比容量220mAh/g目的：2021年资料性能实现突破NCM研发 1-高电压 资料2-超高容量资料高压实资料：比容量略低于现有NCM 2-3mAh/g压实提高8%, 目的：2021年实现批量提高13%，容量同现有品-20213-高压实资料包覆资料：充电电压到达4.35V，循环同现有资料，容量提高10mAh/g；目的：2021年实现批量供货4-高容量 资料下一步研发方向.技术先进： 密闭的延续性消费工艺流程，保证产质量量和一致性； 采用世界最先进的德国计量控制系统D

21、CS控制系统，整个工艺过程受计算机控制 关键技术目的密度、粒径、比外表积、半高宽可控，可根据用户的要求进展调整工艺灵敏性强，可实现专线专供 五、科隆新能源公司产业化优势及结论技术力量雄厚.中央控制室：采用DCS计算机控制系统，实现全工艺过程计算机控制，保证了产质量量及其一致性采用德国进口pH值在线检测系统，处理了高温、高碱、高盐度pH值在线监测难题配备精良五、科隆新能源公司产业化优势及结论.干法烧结消费线消费设备精良湿法合成消费线干法烧结消费线湿法合成消费线.镍化合物 NixCoyMn1-x-y(OH)2共沉淀结晶法 络合剂 氢氧化钠 锰化合物 钴化合物 关键参数：pH, T关键参数：Li ,

22、mol, T, t锂化合物 添加剂NCM 工程产品技术线路湿法合成前驱体干法烧结制成三元资料.重点工序 湿法合成前驱体工艺流程独特配比 优选原资料 计量 结晶反响 包覆 洗涤 烘干 混合 除磁性 不纯物 筛分包装 检验入库 .重点工序干法：科隆在配比混合盐 、烧结、除磁性不纯物建立了自 己的关键技术干法烧结工艺流程混合盐配比前驱体、锂源原资料混 料烧 结过 筛 除磁性金属包装 检验入库.湿法合成技术先进成熟湿法合成及掺杂和包覆是科隆独有的先进成熟技术： 1运用掺杂技术： a.前驱体制成过程中经过共沉淀技术掺杂Al、Zr等元素 b.控制共沉淀掺杂元素的均匀分布 改善性能：平安性、循环寿命、比能量

23、、高温性能2运用外表包覆技术： 采用复合包覆及梯度包覆技术，控制包覆元素Al等的致密性和均一性 改善性能：平安性、循环寿命、高电压性能、高温性能、抗过充性.拥有多项湿法合成专利技术拥有多项湿法合成、掺杂、包覆的发明专利技术先进、成熟.NiNiMnMn 科隆产品 同比测试他家产品科隆产品采用独特的工艺技术和消费设备，产品的元素分布均匀，并可以有效降低金属锰的溶出，产品的平安性更好，寿命更佳特征1：湿法合成元素分布均匀.特征2：产品形貌可控满足不同客户的需求.晶体内部无元素偏析景象特征3：掺杂元素分布均匀.和没有掺杂的产品相比，掺杂Al后氧气的析出温度明显延后，可以提高电池的平安性和高温性能掺杂改

24、良平安性效果明显LNONCM.包覆前 包覆后 特征4：独有的化学包覆技术.Al包覆后的EPMA包覆层均一性好.在同等评价条件下，经包覆后的资料循环寿命得到明显改善经过包覆技术大幅改善循环寿命.低共熔混合熔盐法进展高温烧结特征5：独有的低共熔自混合技术 研讨不同混合锂盐、不同混合比例、不同烧结温度和烧结时间对资料性能的影响。采用低共熔自混合技术可以不需求球磨就可以实现锂盐和前驱体的均匀混合，确保了产品的平安性和长寿命，提升了产品的压密度高，同时本钱低、节能。 该技术运用根底研讨曾得到国家基金委延续两次课题资助 国家自然科学基金号：20671031和21071046 .混合均匀且不破坏包覆层低共熔

25、混合后锂在前驱体中的分布阐明锂源已和前驱体均匀混合.低共熔混合技术对压实密度的影响锂源压实密度g/cm3LiOH3.41Li2CO33.62LiOH-Li2CO33.75采用低共熔技术可以有效添加和锂源的混合均匀程度，提高产品的压实密度，降低对前驱体的破坏，维护包覆层的完好，从而改善产品循环性能和平安性能有效提升产品压实密度.Fe、Zn、Cr等金属不纯物已成为影响产品平安性能的主要要素，科隆具备了从原资料到废品的降低措施，提升产品平安性特征6：磁性金属不纯物控制技术经过对消费工艺的设计、消费设备的选择、消费过程控制等技术大幅降低产品中的磁性金属不纯物 . 成立防有害金属指点小组 制定防有害金属

26、规章制度 设立金属检查门岗 改善消费作业环境 完善现场5S管理 定期对现场进展检测中心：在制造全过程中杜绝有害金属二次混入 防金属二次污染.序号项目科隆NCM其他公司1Fe %0.00350.00652Ca %0.00220.00303Mg %0.00400.00454Cu %0.00010.00125Al %0.00310.00346Na %0.0230.0258磁性不纯物 ppb100磁性及金属不纯物优于同行采用以上技术，使科隆产品杂质含量可以到达远低于普通同行.产品平安性得以明显改良科隆产品磁性金属不纯物含量明显低于同行程度，可大幅度提升电池的平安性和荷电性能.同行业中率先经过ISO90

27、01、ISO14001、OHSAS18001质量、环境及职业安康平安管理体系认证实行5S、TQC、TPM质量全过程受控质量管理体系五、科隆新能源公司产业化优势及结论. 经过省级环保验收，主要化工资料实现循环回收利用 完全符合欧盟ROHS指令REACH法规 中国河南省新乡市独一一家环保在线监测示范单位 环保体系健全五、科隆新能源公司产业化优势及结论. 提供从前驱体+三元资料一系列产品 与主要原资料供应商构成战略协作关系并自制部分原资料: 1、科隆是金川公司最大硫酸镍客户，占其年销售量30%、吉恩镍业为科隆专门在新乡建立硫酸镍工厂 2、科隆自产硫酸锰 3、具备完善的镍、钴回收体系 4、结合开采镍、钴矿五、科隆新能源公司产业化优势及结论价钱体系. 利用位于中国中部地域的区位优势，在劳动力、土地、水电本钱方面有优势 地方政府支持 中国独一在保税区建厂的前驱体和三元资料工厂 利用先进的设备和精益消费继续降低原资料损耗价钱体系五、科隆新能源公司产业化优势及结论.科隆新能源公司郑州分公司五、科隆新能源公司产业化优势