某研发中心战略发展报告.pptx

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1、研发中心战略发展报告研发中心战略发展报告2009-8-28一一 BAK电池现状分析电池现状分析 1 方形电池 2 圆柱18650 3 聚合物电池二二 我司未来产品开发战略我司未来产品开发战略三三 目目前实现战略提升方案前实现战略提升方案四四 资源支持资源支持 Confidential1 方形电池方形电池 Basic performance Chemistry analysis Rate capability Cycle performance Overcharge performance high-low temperature performance Prismatic roadmapPri

2、smatic roadmap ConfidentialBasic 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

3、.81067.636.9448.1446.8LG 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 523450AJL5.27 33.79 49.76243.80 40.5 20.95 1123.91085.1 48.0 453.1454.2star means low cost ConfidentialInner resistance 内阻对比情况，Maxell内阻最小，

4、BAK其次，随后分别为LG，BYD，Samsung和Sanyo内阻最大，在50毫欧左右。ConfidentialPlatform(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。ConfidentialVolumetric 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)Confidential Chemistry analys

5、is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

6、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。ConfidentialRate 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%Samsung 553450AR98.75%Sanyo 523450AR94.33%LG 523450AR98.23%Maxell 553450AR97.93%BAK 523450AJL96.06%ConfidentialC

7、ycle performance 1.不同厂家电芯常温循环性能对比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。Confidential2.不同厂家电芯不同厂家电芯45度度1C500次循环性能对比次循环性能对比 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

8、88%以上，远优于竞争对手电芯循环性能。ConfidentialOvercharge 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.过充曲线图过充曲线图Confidential2.过充后样品照片过充后样品照片Samsung：安全通过：安全通过Sanyo：起火：起火BYD：破裂：破裂LG：爆炸：爆炸BAK为为NOKIA开发样品：通过开发样品：通过Confidentia

9、lHigh 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EM

10、C/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/DEC/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/C

11、HB/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/三元天然石墨Confidential 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 performanceBAK063436ARGS043450AGS363443AMaxell053048AMa

12、xell653443ASanyo463443ARConfidentialPrismatic roadmap2 圆柱型圆柱型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 1）18650-2.2Ah18650-2.2Ah电池与竞争者的性能比较电池与竞争者的性能比较 2 2）18650-2.6Ah电池与竞争者的性能比较电池与竞争者的性能比较 3）

13、18650-2.6Ah/2.8Ah Summary及及18650 roadmap比较（比较（BAK/SDI）1）18650-2.2Ah电池与竞争者的电池与竞争者的 性能比较性能比较1.1不同公司不同公司18650 0.2C放电曲线对比图放电曲线对比图 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。1.2不同公司不同公司18650不同温度下放电对比图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Lish

14、en 最好，其次为Panasonic，BAK居第三。Sony最差。1.3 +0.5C/-0.5C 25放电容量循环曲线比较图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 2009.1.4 +1C/-1C 25放电容量循环曲线图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、Sanyo，Panasonic依次降低。Remark:T

15、hese competitors 18650-2.2Ah cells were got at 2006,but the BAK cell are made recently in 2009.2）18650-2.6Ah电池与竞争者电池与竞争者的性能比较的性能比较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 si

16、ze 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 Can Diam(mm)18.1118.151818.0718.1218.1518.0718Bottom Can Diam(mm)18.1118.1

17、917.9818.118.1118.1518.0718Cell Height(mm)64.964.7564.764.7664.8564.7664.7564.7Can Wall Thickness(m)165160162160165160180220Can Bottom Thickness (m)260310310305260310250300Label Thickness(m)77781057077788080Can Type(CT scan at BAK)Step wallStepwallStep wall?StepwallTop Cover Thickness(m)230260232250

18、2302703003002.2 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。2.3 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

19、循环未完，目前没法判断。3）18650 高容电池（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18650-3.0Ah开发完成。材料体系：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

20、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。3.1 SDI Cylindrical roadmap3.2 BAK Cylindrical roadmap2009年年2010年年2011年年备注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

21、-LCO2.6Ah-LCO/NMC2.8Ah-LNC4.3Vcharge 2.8Ah-LCO4.35Vcharge 3.0Ah-LCOUnder developmentUnder considerationMass productionConfidential3 聚合物电池聚合物电池 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 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Confidential2、倍率性能对比BAK电芯倍率性能较好，而Sony 454261电芯倍率性能

22、稍差。Confidential3、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BAKSonyATLConfidential4、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Confidential2009年年2010年年2011年年备注Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2软包笔记本电软包笔记本电池开发池开发624199凝胶聚合物凝胶聚合物电池开发电池开发设备及人力等支持Color define：Under developmentUnder considerationMass production5 Polymer

23、 Roadmap二、二、我司未来产品开发战略我司未来产品开发战略产品开发战略方针产品开发战略方针：学习、追赶、创新、超越。加强加强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

24、础研究：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关系；3.加强对新颖材料（如Ti系，V系，Si系等行业热点材料）的关注和研究，为下一代材料的应用做好技术储备；4.建立良好的材料评估体系，搭建充分共享的数据平台，避免重复或零散的实验造成的人力、物力浪费。加速产品开发进度：加速产品开发进度：1.优化产品开发流程和评估流程；2.加速新产品开发进度（合理流程，销售需与生产方面有一个很好的衔接，研发能够起到一个好的桥梁作用）3.加速

25、新材料导入进度2.集中优势力量解决产品开发瓶颈问题；3.保持对潜在应用领域或应用要求的关注，能做好产品开发的预备工作。三、三、目前实现战略提升方案目前实现战略提升方案实现战备提升方案主要从以下思路着手，具体方案如下：体系配方优化体系配方优化：加强正极/负极材料的基础理论研究，开发出性能优越的正极/负极材料，并进一步加强电解液与正极/负极材料间的配合性，缩短产品的开发周期。结构设计优化：结构设计优化：优化壳体、盖板等配件结构及卷芯设计，提高电芯的空间利用率，从而提升电池容量。性能优化：性能优化：开发稳定的化学材料体系、较好的电化学性能、高安全性能、较宽温度的使用性能等。车间工艺优化：车间工艺优化：撘建研发与生产线的数据平台，加强理解研发设备与生产线设备的差异性，从而提高研发产品在车间应用的可行性。四、资源支持四、资源支持 信息资源信息资源与其他部门紧密合作，快速及时地获取客户信息资源、材料信息以及竞争 者信息资源。设备资源设备资源更新研发设备，使研发设备与生产设备具有可知的相关性，以缩短研发新 产品到生产的导入周期。人人 员员引进高学历人才，实现更深更广的基础研究。基础研究基础研究电池失效机理研究、陶瓷涂层技术研究等。人员培训人员培训加强工程师的APQP、DOE、FMEA等品质培训。管管 理理不断优化产品开发流程，实现流程化管理，加速开发进度。Thank you!