全球锂离子电池与材料产业发展概况 市场与技术趋势 第29届全国化学与物理电源学术年会.pptVIP

* * 電池應用型態與廠牌分析 * 150款已上市/至2014年將上市電動車電池技術區分 資料來源：工研院IEK(2011/07) * 近年來四種鋰電池主要材料技術演進 * 資料來源：工研院IEK(2011/06) 3C市場V.S.車用市場的材料需求思維(一) 3C 應用 車用 需求 正極材料 鋰鈷系為主流、但有逐步朝向鎳錳鈷三元系發展趨勢 →只有主要大廠能獲得高額利潤 →但獲利多寡受金屬價格影響極大 現以鋰錳系為多、其他則以鋰鎳系、鎳錳鈷三元系、磷酸鋰鐵系正極材料 →能夠取得較高附加價值 →因競爭與成本而影響獲利 日亞化、Umicore Korea、戶田、BYD、AGC等五家廠商占有六成以上市占率 日本電工、住友金屬、三菱化學、戶田工業、JGC等 (日亞化在車用市場占比較低) 負極材料 天然石墨與MAG/KMFC等人造石墨約各占50%，合金系之Si與Sn系列在高端產品為起步階段 HEV使用Soft Carbon，EV則以天然石墨、Hard Carbon較多 →採購時成本為重要考量→廠商獲利? 日立化成、日本碳素、JFE、三菱化學、BTR、上海杉杉等六家廠商占有七成以上市占率 日立化成、Kureha、三井礦山、Conoco Philips、日本碳素、BTR 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