全球锂离子电池与材料产业发展概况.pptVIP

3C市場V.S.車用市場的材料需求思維(二) 3C 應用 車用 需求 電解液 以功能性電解液為主，添加劑主要以難燃劑等增加安全性添加劑為主 仍然以PC與EC作為主要溶劑、最大之差異在於添加劑的開發為主要重點 宇部興產、Cheil、三菱化學、富山藥品、國泰華榮等 三菱化學、江蘇國泰、TomyPure、 Cheil、宇部興產 隔離膜 濕式製程與PE材料為主流 以單層式乾式製程PP材質為多 晚近轉入多層膜、陶瓷塗佈、負極銅箔上塗佈 →價格與耐熱溫度為主要考量 旭化成、Celgard、宇部等享有高毛利市場 其他尚有SKE、住友化學、東燃等 Celgard與東燃為主要供應商、其次為宇部(三層膜)，目前所有車款均以此三家廠商產品為主 電池容量 16kWh 引擎規格 四汽缸 53kW功率 充電規格 家用 SAE-J177 最長行駛距離 480km 操作溫度下限 10℃ 混合電動車代表– GM Volt * 資料來源：GM、工研院IEK整理(2011/07) * 電池模組成本=USD$0.987/Wh 資料來源：IIT、工研院IEK整理(2011/07) 純電動車代表– Nissan Leaf 電池電壓345.6 V，300 Kg重 * 資料來源：Nissan、工研院IEK整理(2011/07) 電池模組成本=USD$0.693/Wh 資料來源：IIT、工研院IEK整理(2011/07) Toyota Prius Alfa 電池模組成本=USD$1.322/Wh * 資料來源：IIT、工研院IEK整理(2011/07) * 依技術成熟期不同區分之正極材料體系 資料來源：Umicore、工研院IEK整理(2011/06) 三元系正極材料佔有率及重要性提升 BASF提出之三元系NCM-111正極材料 粒徑=6~13 μ 展出材料差異以粒徑與含鋁(Al)元素多寡區分 強調較佳電容量(較LCO多20%) 與LMO相同的熱安全性表現 高於LMO25%之充放電循環壽命 JFE Mineral提出之三元系正極材料系列 資料來源：工研院IEK(2011/06) * 負極材料：碳系材料與合金/化合物互有消長 * 資料來源：工研院IEK(2011/06) 碳系材料 合金/化合物系 材料組成 石墨/焦碳等 合金/氧化物 原料特性 價格低廉之石墨礦、瀝青、苯、煤焦油 金屬、化合物前趨物 製造特性 溶劑/氣相生成碳纖維，石墨化製程 製造流程尚待研發改進 產品特性 結構穩定、體積變化率小 結構不穩定、理論電容量高 應用特性 電池製造廠商應用多年，塗佈等特性掌握較佳 少數廠商導入、須重新設定調漿與極片塗佈等工序 2011年動態 天然石墨占有率逐漸緩增 SDI將60%以上之訂單轉交BTR承接 Nippon Carbon、JX Nippon Oil and Energy宣布車用動力負極材料擴產計畫 煉鋼、煉油之企業考量”負極材料前驅物+Binder+極板塗佈技術”的新商業模式 SDI、Hitachi-Maxell採用SiOx與石墨混合，預計2011年可大量生產 Sony：3Ah以上系列採用Si、Sn合金，大量應用時間預計在2012年 負極材料：石墨系改質與合金系兩大方向 住友金屬:整合研發能量 Hitachi-Maxell-合金系負極材料 利用碳覆蓋SiO的粒子以提高導電性，再與原來的石墨混合，單位容量的價格與人造石墨相當 放電容量比石墨增加20%，充電時間縮短30％以上， 首先以智慧型手機等高單價消費型電子為主要市場 仍須注意充放電過程中體積變化大而使充放電週期壽命較短之問題 其他相關技術動向 鋰鈦氧化物（Li4Ti5O12 ，LTO）：東芝主導開發，具有較高電位與較佳安全性。但放電電壓也較低，理論電容量與石墨相當 單相二氧化鉬（MoO2）：三洋電機開發，作為負極材料時，利用鈷酸鋰（LiCoO2）製作的電池為相同設計下使用LTO的1.3倍 三井礦業(石墨混合SiO2)、大阪鈦科技(LTO)也在2010年初有相關新材料發表 資料來源：工研院IEK(2011/06) * 新型負極材料換用與測試開發 ~3μm CS of cycled Si thin-film 70μm CS of faded Si thin film Li metal SiO Li2.6Co0.4N Carbons Graphite Capacity / Ah/kg 0 1000 2000 3000 4000 3000 2000 1000 0 Capacity / Ah/ cm3 Li4.4Sn Li4.4Si Li C Li Si SnO Si Sn Cost ($/kg) 54 80 Capacity(Ah/kg) 4200 980 Sp. Cost ($/Ah) 0.013 0.082 Ke