研发中心战略发展报告课件

1、研发中心战略发展报告研发中心战略发展报告一 BAK电池现状分析 1 方形电池 2 圆柱18650 3 聚合物电池二 我司未来产品开发战略三 目前实现战略提升方案四 资源支持 Confidential一 BAK电池现状分析Confidential1 方形电池 Basic performance Chemistry analysis Rate capability Cycle performance Overcharge performance high-low temperature performance Prismatic roadmap Confidential1 方形电池 Basic p

2、erformanceConfidBasic performance厂家型号电池尺寸(mm)样本量电压 V内阻m重量(g)容量(mAh)平台min实际计算Wh/L能量密度Wh/L厚度宽度 长度0.2C 1C BYD 523450AR*5.2833.6549.47103.81 44.118.62721.9708.742.9298.3296.6Samsung 553450AR5.0433.7849.3833.69 50.719.571045.31032.339.3454.3408.5Sanyo 523450AR5.2733.6349.74203.81 50.821.041131.81067.636.

3、9448.1446.8LG 523450AR5.3233.6249.4893.7541.120.671118.81099.0 39.2459.5460.0Maxell 553450AR5.2833.6849.3313.80 38.320.661091.41068.834.5450.8422.9BAK 523450AJL5.2733.7949.76243.8040.520.951123.91085.148.0453.1454.2star means low cost ConfidentialBasic performance厂家型号电池尺寸(mm)样Inner resistance 内阻对比情况

4、，Maxell内阻最小，BAK其次，随后分别为LG，BYD，Samsung和Sanyo内阻最大，在50毫欧左右。ConfidentialInner resistance 内阻对比情况，MaxellPlatform( 3.6V)平台对比情况，BAK平台最长，接近50min，BYD其次，随后分别为LG，SamsungSanyo，Maxell平台最短，均低于40min。ConfidentialPlatform( 3.6V)平台对比情况，BAK平台最长，Volumetric energy除去BYD，LG以459.5Wh/L稍高于BAK，Samsung，Sanyo和Maxell，但BAK电芯为老化前的能

5、量密度；从08年各家的Roadmap来看，高容量产品上我们存在劣势(见后Roadmap)ConfidentialVolumetric energy除去BYD，LG以459. Chemistry analysis厂家&材料正极材料负极材料电解液BYD钴酸锂/锰酸锂人造石墨EMC/DEC/EC&VC/BP/CHBSamsung钴酸锂天然石墨EMC/DEC/EC&VC/BPSanyo钴酸锂人造石墨EMC/DEC/EC&CHBLG钴酸锂天然石墨EMC/DEC/ECMaxell钴酸锂天然石墨EMC/DEC/EC/PC&CHBBAK钴酸锂/三元天然石墨EC/EMC 除BYD基于成本及过充性能采用混锰酸锂策

6、略外,其他竞争对手均采用钴酸锂作为正极活性物质；我司采用钴酸锂/三元的正极体系； 负极材料,除Sanyo继续沿用人造石墨外,其他竞争对手均采用天然石墨作为负极活性物质；我司采用天然石墨的负极体系； 除LG外,其他厂家电解液均添加BP或CHB作为过充添加剂，但只有Samsung电芯过充测试（950mA10V)可安全通过；我司批量的产品也没有采用过充电解液。Confidential Rate capability 从以上图表可以看出，Samsung 电芯倍率性能较好，其它依次为LG、BYD、Maxell、 BAK、Sanyo.厂家型号1.0C/0.2CBYD 523450AR98.17%Samsu

7、ng 553450AR98.75%Sanyo 523450AR94.33%LG 523450AR98.23%Maxell 553450AR97.93%BAK 523450AJL96.06%ConfidentialRate capability 从以上图表可以看出，SamsCycle performance 1.不同厂家电芯常温循环性能对比 从循环曲线图可以看出，竞争对手电芯500次循环结束时容量保持率均在82%以上；我司常规体系电芯400次循环结束时容量保持率82%左右；而我司为NOKIA开发的样品电芯500次循环结束时其容量保持率在88%以上。ConfidentialCycle perfor

8、mance 1.不同厂家电芯常温循环2. 不同厂家电芯45度1C500次循环性能对比 从图中可以看出，500次循环结束后竞争对手电芯容量保持率均在82%以上,我司常规体系电芯在300次循环结束后容量保持率85%左右；而我司为NOKIA开发的样品电芯500次循环结束时其容量保持率在88%以上，远优于竞争对手电芯循环性能。Confidential2. 不同厂家电芯45度1C500次循环性能对比 从图中Overcharge performance 在进行950mA10V过充测试时，BYD-泄露； Samsung -通过测试；Sanyo -起火，LG-爆炸；BAK常规电芯523450-1050无法通过

9、该项测试,失效模式为爆炸或起火。 而我司为Nokia开发的样品523450-1000能满足该项测试要求。1. 过充曲线图ConfidentialOvercharge performance 在进2.过充后样品照片Samsung：安全通过Sanyo：起火BYD：破裂LG：爆炸BAK为NOKIA开发样品：通过Confidential2.过充后样品照片Samsung：安全通过Sanyo：起火BHigh and low temperature performance 除GS 523442高低温表现较好外，以上几家竞争对手电芯对高低温性能均没做到兼顾； 对于BAK电芯，采用高温电解液时其高温性能比竞争对

10、手高温性能好，而采用常规电解液时其高温性能稍差，此时其低温性能也一般； 材料体系上除BAK外，其它公司均采用钴酸锂作为正极材料，负极除Sanyo采用人造石墨外，大多采用复合石墨或天然石墨；而我司正极使用钴酸锂与镍钴锰混合体系，负极大多数采用天然石墨。厂家型号607天烘烤10 1C充电电解液正极负极尺寸变化率容量保持率容量恢复率GS043450A15.63%74.80%77.92%不析锂EMC/DEC/EC/CHB钴酸锂复合石墨GS363443A24.01%90.79%95.41%不析锂EMC/DEC/EC/CHB钴酸锂复合石墨GS523442A8.12%90.51%94.38%不析锂EMC/D

11、EC/EC (在5.48及6.28min处有两峰，未知）钴酸锂复合石墨Maxell053048A8.39%90.06%95.96%析锂EMC/EC/CHB/BP钴酸锂天然石墨Maxell653443AR4.27%90.39%97.34%严重析锂FB/EMC/DEC/EC/ CHB/BP钴酸锂天然石墨Sanyo463443AR14.53%92.40%96.78%严重析锂EMC/DEC/EC/CHB /BP钴酸锂人造石墨BAK423048A21.30%91.19%96.20%析锂TC-E231H钴酸锂/三元天然石墨BAK423048A216.72%89.76%94.02%析锂JN9062钴酸锂/三

12、元天然石墨ConfidentialHigh and low temperature perfo 上图为BAK、GS、Maxell、Sanyo电芯在低温下(10度)1C充到满电后的负极照片；可以看出，GS的电芯低温下没有析锂现象，Maxell有一款轻微析锂，另一款析锂严重，Sanyo析锂严重，BAK电芯低温下析锂较轻微。10 1C charge performanceBAK063436ARGS043450AGS363443AMaxell053048AMaxell653443ASanyo463443ARConfidential 上图为BAK、GS、Maxell、Sanyo电芯在Prismatic

13、roadmapPrismatic roadmap2 圆柱型18650 我司圆柱型电池18650-2.2Ah已经在市场上销售两年多，电性能及安全性能居于世界前列；18650-2.6Ah电池已经研发完成，采用LiCo02正极材料体系，目前正处于车间试产阶段；18650-2.8Ah电池正着手开发，目前采用(4.3V)高电压LiCo02正极材料体系，并加涂层保护。 1） 18650-2.2Ah电池与竞争者的性能比较 2） 18650-2.6Ah电池与竞争者的性能比较 3） 18650-2.6Ah/2.8Ah Summary及18650 roadmap比较（BAK/SDI） 2 圆柱型18650 我司圆

14、柱型电池18650-21） 18650-2.2Ah电池与竞争者的 性能比较1） 18650-2.2Ah电池与竞争者的 性能比较1.1不同公司18650 0.2C放电曲线对比图 这是2006年的数据。从图上可知除了Sony2.4Ah有NMC外，其他厂家都和BAK 一样，用钴酸锂正极材料。1.1不同公司18650 0.2C放电曲线对比图 这是201.2不同公司18650不同温度下放电对比图 这也是 2006年末的测试数据。高低温测试：高温放电时，以Sony最好，其次为Samsung和Sanyo， Panasonic最差，BAK居中。低温放电时，以Lishen 最好，其次为Panasonic， BA

15、K居第三。 Sony最差。1.2不同公司18650不同温度下放电对比图 这也是 2001.3 +0.5C/-0.5C 25放电容量循环曲线比较图 0.5C循环：在已结束300次循环中， BAK (+0.8C/-0.5C) 18650-2.2Ah cells were got at 2006, but the BAK cell are made recently in 2009. 1.3 +0.5C/-0.5C 25放电容量循环曲线比较 1.4 +1C/-1C 25放电容量循环曲线图 1C循环：在已结束300次循环中， BAK(+0.8C/-1C)几乎是最好的。其他按Samsung、LG、San

16、yo， Panasonic依次降低。Remark: These competitors 18650-2.2Ah cells were got at 2006, but the BAK cell are made recently in 2009. 1.4 +1C/-1C 25放电容量循环曲线图 1C循2） 18650-2.6Ah电池与竞争者的性能比较2） 18650-2.6Ah电池与竞争者的性能比较2.1 18650-2.6Ah comparison of BAK cell and other competitors cells以上数据显示，Samsung的总体内部空间最大。BAK2.6Ah电

17、池的结构设计就是对Samsung的模仿，但因为国内材料性能和配件加工能力还就弱，故我们还有很大的提升空间。Competitor cell size without labelsCell makerLG 2.6AhSDI 2.6AhSanyo 2.6Panasonic 2.55LG 2.8Samsung 2.8BAK2.6BAK2.2Cell IDICR18650B2ICR18650-26CUR18650FMCGR18650EICR18650-C1ICR18650-28AHeader Diam (mm)18.1518.2318.117.9518.1318.2418.218.05Middle Ca

18、n Diam (mm)18.1118.151818.0718.1218.1518.0718Bottom Can Diam (mm)18.1118.1917.9818.118.1118.1518.0718Cell Height (mm)64.964.7564.764.7664.8564.7664.7564.7Can Wall Thickness (m)165160162160165160180220Can Bottom Thickness (m)260310310305260310250300Label Thickness (m)77781057077788080Can Type (CT sca

19、n at BAK)Step wallStepwallStep wall?StepwallTop Cover Thickness (m)2302602322502302703003002.1 18650-2.6Ah comparison of2.2 18650-2.6Ah +0.8C/-0.5C cycle life comparing+0.8C/-0.5C 25C循环：在已结束300次循环中， Samsung和Panasonic 是最好的，LG、Sanyo较差。 BAK试产（6VM9G08）电芯循环未完，目前数据居中,BAK W5 是研发实验电池数据。2.2 18650-2.6Ah +0.8C

20、/-0.5C2.3 18650-2.6Ah +0.8C/-0.5C 45 cycle life comparing+0.8C/-0.5C 45C循环：在已结束300次循环中， Samsung是最好的， Panasonic ，LG都较好，Sanyo最差。 BAK试产（6VM9G08） 电芯循环未完，目前没法判断。2.3 18650-2.6Ah +0.8C/-0.5C 43） 18650 高容电池（2.6Ah/2.8Ah）Summary现韩国Samsung、LG、日本Sanyo、Panasonic等厂家18650-2.6Ah电池基本已经产业化，部分厂家18650-2.8Ah电池已经产业化和1865

21、0-3.0Ah开发完成。材料体系：针对2.6Ah电池所采用的正极材料多为LiCoO2，而LG为LiCoO2正极材料中混用三元材料（比例为6:2:2）。在2.8Ah中有三种思路，一是正极材料采用二元正极材料LNC体系，多为日本电池厂家如Panasonic；二是(4.3V)高电压LiCoO2体系，如Sanyo；三是用LiCoO2与三元材料进行混合，并在（4.35V）高电压下进行工作，如韩国LG，在2.8Ah以上多采用Al2O3/TiO2涂层进行保护。而负极均为石墨材料。3） 18650 高容电池（2.6Ah/2.8Ah）Summ 3.1 SDI Cylindrical roadmap 3.3.2

22、BAK Cylindrical roadmap2009年2010年2011年备注Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q218650-2.0Ah以市场为导向18650-2.2Ah以市场为导向18650-2.4Ah以市场为导向18650-2.6Ah降成本18650-2.8Ah两者择一18650-3.0Ah储备2.0Ah-NMC2.2Ah-LCO2.25Ah-NMC2.4Ah-NMC2.6Ah-LCO2.6Ah-LCO/NMC2.8Ah-LNC4.3Vcharge 2.8Ah-LCO4.35Vcharge 3.0Ah-LCOUnder developmentUnder considerationMa

23、ss productionConfidential3.2 BAK Cylindrical roadmap3 聚合物电池 1 常规性能对比 2 倍率性能对比 3 循环性能对比 4 高温存储对比 5 Polymer Roadmap 3 聚合物电池 1 常规性能对比1、常规性能对比小型号电芯BAK内阻较高；Sony电芯体积比能量最高，BAK第二，ATL电芯体积比能量最低Confidential1、常规性能对比小型号电芯BAK内阻较高；Sony电芯体积比2、倍率性能对比BAK电芯倍率性能较好，而Sony 454261电芯倍率性能稍差。Confidential2、倍率性能对比BAK电芯倍率性能较好，而S

24、ony 45423、循环性能对比BAK电芯循环性能与ATL相当，而Sony电芯循环比较差BAKSonyATLConfidential3、循环性能对比BAK电芯循环性能与ATL相当，而Sony电4、高温存储情况对比BAK三种型号的电芯具有良好的高温储存性能，ATL的293556电芯高温储存性能稍差Confidential4、高温存储情况对比BAK三种型号的电芯具有良好的高温储存性2009年2010年2011年备注Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2软包笔记本电池开发624199凝胶聚合物电池开发设备及人力等支持Color define：Under developmentUnder consi

25、derationMass production5 Polymer Roadmap2009年2010年2011年备注Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q二、我司未来产品开发战略产品开发战略方针：学习、追赶、创新、超越。加强benchmarking：1. 由目前离散的benchmarking转变为持续的benchmarking，针对竞争对手产品结构和技术路线保持持续关注；2. 由目前片面的benchmarking转化到全面的benchmarking，全面分析竞争对手所用化学体系的性能特点（包含电化学性能，安全性能，环境适应性等）和所用结构设计的优势，并对电芯制造的流程能力进行分析，努力在最短的时间内获取的最大的信息量，并将其转化应用在实践中，真正做到取其精华，去其糟粕.加强电池材料体系的基础研究：1. 基于目前商业化的材料，优化稳定的材料体系，进一步加强材料间匹配性的理解；2. 在1-2年的时间内，从使用现有材料提升到与上游供应商合作开发目标材料的水平，做到在材料体系上实现战略合作的