韓國(guó)的新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)起步早?規(guī)模集中，并且政府重視核心零部件體系開(kāi)發(fā)，從2014年開(kāi)始推行以發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)（EV?PHEV）?混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）以及氫能汽車(chē)（FCV）為核心的綠色環(huán)保汽車(chē)計(jì)劃。截至2018年，共計(jì)生產(chǎn)環(huán)保汽車(chē)接近29萬(wàn)臺(tái)。政府提出到2020年綠色環(huán)保汽車(chē)（xEV）保有量實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)輛的目標(biāo)，到2030年，所售1/3新車(chē)將是電動(dòng)汽車(chē)或者氫燃料電池汽車(chē)，并占據(jù)全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)10%的份額。
本文通過(guò)分析韓國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展情況以及龍頭企業(yè)的發(fā)展特征，研究韓國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)基于技術(shù)優(yōu)勢(shì)的“走出去”發(fā)展戰(zhàn)略，為我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力加強(qiáng)提供啟示和參考。
1 韓國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)路線圖和全固態(tài)電池研究計(jì)劃
1.1 動(dòng)力電池技術(shù)路線圖
2018年韓國(guó)電池產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)制定了動(dòng)力電池路線圖以及四大關(guān)鍵材料路線圖，分別從2018年?2020年?2023年和2025年4個(gè)階段設(shè)定了電池單體?正負(fù)極材料?電解液及隔膜等相關(guān)技術(shù)目標(biāo)，引導(dǎo)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。表1為韓國(guó)動(dòng)力電池路線圖。
正極材料路線圖提出要開(kāi)發(fā)能量密度高?穩(wěn)定性能好的正極材料，到2025年正極材料的比容量將達(dá)到220mAh/g。表2為韓國(guó)動(dòng)力電池正極材料路線圖。
負(fù)極材料路線圖提出要開(kāi)發(fā)硅碳負(fù)極材料以及金屬系負(fù)極材料，改善循環(huán)壽命，到2025年負(fù)極的體積比容量將達(dá)到740mAh/cm3。表3為韓國(guó)動(dòng)力電池負(fù)極材料路線圖。
電解液路線圖提出要開(kāi)發(fā)高電壓?穩(wěn)定性好的電解液材料，在氧化電壓?電導(dǎo)率方面設(shè)定目標(biāo)，到2025年電解液的氧化電壓將達(dá)到4.8V。電導(dǎo)率δ（S/m），與電阻率ρ（Ω·m）呈倒數(shù)關(guān)系。表4為韓國(guó)動(dòng)力電池電解液材料路線圖。
隔膜材料路線圖在隔膜的厚度和熱收縮率方面提出要求，到2025年隔膜的厚度將降低至14pm，熱收縮率降至5%。表5為韓國(guó)動(dòng)力電池隔膜材料路線圖。
1.2 全固態(tài)電池研究計(jì)劃
韓國(guó)計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化的目標(biāo)。目前，全固態(tài)電池技術(shù)開(kāi)發(fā)主要聚焦在全固態(tài)電解液的支撐體系，包括高離子電導(dǎo)性全固態(tài)電解液開(kāi)發(fā)?電極界面接合技術(shù)，提高聚合物系?復(fù)合系?氧化物系固態(tài)電解液的穩(wěn)定性技術(shù)，正負(fù)極與電解液界面電阻最小化的復(fù)合電極技術(shù)?10(-4)S/cm以上離子電導(dǎo)率的固態(tài)電解液技術(shù)等。
而全固態(tài)電池用正負(fù)極技術(shù)開(kāi)發(fā)支撐體系則包括高電壓/高容量正極及高容量負(fù)極技術(shù)，1000mAh/g以上高容量正極材料或者高電壓（5V）正極材料技術(shù)，鋰金屬及合金系負(fù)極材料技術(shù)等。通過(guò)開(kāi)發(fā)高容量的正負(fù)極電極，可以將電池的比能量提高到330Wh/kg（900Wh/L）以上。
2 韓國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
不同于中國(guó)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行方式，韓國(guó)實(shí)行的是企業(yè)自我檢測(cè)制度。韓國(guó)動(dòng)力電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)共11個(gè)，除電動(dòng)客車(chē)用電池標(biāo)準(zhǔn)以外，其他均參考國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，主要內(nèi)容與中國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)似，但不具有強(qiáng)制性，如表6所示。韓國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)在國(guó)家通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上又制定了多項(xiàng)企業(yè)內(nèi)部的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)苛程度以及細(xì)化程度遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)投放市場(chǎng)的產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)充分的試驗(yàn)和驗(yàn)證，這也為韓國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)的產(chǎn)品打開(kāi)歐美汽車(chē)強(qiáng)國(guó)市場(chǎng)提供了有力的技術(shù)支撐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐美排名前10的電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)廠家有9家都與韓國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)形成了合作關(guān)系。
3 韓國(guó)動(dòng)力電池基于技術(shù)優(yōu)勢(shì)的“走出去”發(fā)展戰(zhàn)略分析和啟示
由于韓國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模不大，本土動(dòng)力電池企業(yè)主要深耕歐美高端車(chē)企市場(chǎng)，實(shí)行“走出去”發(fā)展戰(zhàn)略，例如LG化學(xué)公司與通用?大眾等企業(yè)深度合作，三星SDI深度合作BMW等企業(yè)，SK則與奔馳合作緊密。從產(chǎn)品性能來(lái)看，LG與SKI開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)尺寸大容量電芯，能量密度高，能夠靈活匹配車(chē)型，適合乘用車(chē)的布置空間，受到國(guó)外車(chē)企的好評(píng)和青睞。
3.1 研發(fā)實(shí)力強(qiáng)，技術(shù)專(zhuān)利多
韓國(guó)動(dòng)力電池龍頭企業(yè)深耕研發(fā)領(lǐng)域，技術(shù)人員占比高，專(zhuān)利數(shù)量多。根據(jù)萬(wàn)象云網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，截止2019年11月25日，LG化學(xué)在電池領(lǐng)域的專(zhuān)利檢索結(jié)果為17906項(xiàng)，三星SDI為22765項(xiàng)。其中，三星SDI在方形電池針刺安全保護(hù)裝置?過(guò)充安全保護(hù)裝置?安全功能層和泄壓裝置等方面均擁有核心專(zhuān)利。
2017年LG化學(xué)?三星SDI?SKI等韓國(guó)主要電池企業(yè)在鋰離子電池方面的研發(fā)投入分別為35億元?28億元?10億元（同年我國(guó)的寧德時(shí)代在研發(fā)上的投入為16.3億元）。
3.2 制造工藝先進(jìn)，質(zhì)量管控嚴(yán)格
LG化學(xué)采用可以實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部死角空間最小化的新型層壓工藝，并采用在電芯邊緣灌膠的方式達(dá)到散熱的效果；不斷提高模組的空間利用率，通過(guò)減少組裝用的薄鋁板數(shù)量來(lái)提高模組的能量密度。與星SDI的方形電池生產(chǎn)線自動(dòng)化程度達(dá)到100%，并且應(yīng)用先進(jìn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)以百計(jì)的測(cè)量檢查點(diǎn)進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)分別跟蹤，在汽車(chē)整個(gè)使用周期嚴(yán)控動(dòng)力電池質(zhì)量。
3.3 產(chǎn)品技術(shù)目標(biāo)設(shè)定清晰
LG化學(xué)主要以NCM622摻雜LMO+石墨的化學(xué)體系為主，正極材料將發(fā)展為NCM712體系，811體系目前用于圓柱電池。計(jì)劃于2020—2022年生產(chǎn)的電池單體比能量將達(dá)到300Wh/kg，體積能量密度將達(dá)到700Wh/L，可以滿足整車(chē)500km的續(xù)航里程需求。2023—2024年比能量將達(dá)330Wh/kg，可以滿足整車(chē)600km的續(xù)航里程需求。
三星SDI主要以NCM622+石墨的化學(xué)體系為主，也量產(chǎn)NCA+LMO的正極材料。公司將量產(chǎn)體積能量密度達(dá)到630Wh/L的3.5代產(chǎn)品，2021—2022年量產(chǎn)體積能量密度700Wh/L的第4代電池，2023年以后量產(chǎn)的第5代電池的體積比能量會(huì)達(dá)到800Wh/L。2015年星SDI的全固態(tài)電池試制樣品已經(jīng)可以達(dá)到300Wh/kg（采用硫化物類(lèi)的固態(tài)電解質(zhì)），而鋰金屬電池?鋰空氣電池主要處于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)階段。
2019年，SKI正極材料體系將NCM622升級(jí)為摻雜NCM811的體系，負(fù)極材料在2021—2022年將由石墨升級(jí)為硅碳負(fù)極。2020年電池的比能量目標(biāo)為284Wh/kg，2021年為294Wh/kg，2022年有望達(dá)到314Wh/kg，隨著硅碳負(fù)極的使用在2023年將達(dá)到319Wh/kg。
3.4 韓國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)我國(guó)的啟示
當(dāng)前，中國(guó)和韓國(guó)已經(jīng)成為世界主要的動(dòng)力電池生產(chǎn)國(guó)家，得益于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的貢獻(xiàn)，中國(guó)的動(dòng)力電池產(chǎn)量規(guī)模已經(jīng)連續(xù)多年位居世界第一；但是，韓國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)實(shí)力強(qiáng)于中國(guó)，尤其表現(xiàn)在行業(yè)龍頭企業(yè)數(shù)量?產(chǎn)品質(zhì)量以及合作的國(guó)外車(chē)企數(shù)量上，基于對(duì)韓國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)分析，對(duì)我國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展有如下啟示：
（1）加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新：鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投人，培育和引進(jìn)國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池領(lǐng)軍人才，增加相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)利儲(chǔ)量，加快新型鋰離子電池和新體系電池的研發(fā)進(jìn)程；
（2）提升動(dòng)力電池制造工藝：保證動(dòng)力電池的高安全性?高合格率以及低成本和可追溯性。加快實(shí)現(xiàn)全工序的自動(dòng)化和智能化，提升生產(chǎn)一致性和品質(zhì)控制水平；
（3）積極與國(guó)外先進(jìn)車(chē)企合作：國(guó)外先進(jìn)車(chē)企的造車(chē)?yán)砟?，尤其是在電?dòng)化的整車(chē)平臺(tái)和車(chē)規(guī)級(jí)動(dòng)力電池的技術(shù)要求方面對(duì)動(dòng)力電池企業(yè)提出了挑戰(zhàn)，積極與國(guó)外先進(jìn)車(chē)企合作有助于我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)加深對(duì)車(chē)規(guī)級(jí)動(dòng)力電池技術(shù)的理解和研究，提高自身的技術(shù)水平；
（4）設(shè)定清晰理性的技術(shù)發(fā)展路線：盡早規(guī)劃布局未來(lái)3~5年符合車(chē)規(guī)級(jí)的動(dòng)力電池的材料技術(shù)體系，分層次穩(wěn)步推進(jìn)下一代動(dòng)力電池性能的提升。
