BATTERIEN-MONTAGE-ZENTRUM GMBHAm Sportplatz 30 · 63791 Karlstein am Mainfon 06188 9956-0 · fax 06188 [email protected] · www.bmz-gmbh.de
Technische Tendenzen der nächsten 5 Jahre
auf dem Batterien-Weltmarkt
Technische Tendenzen der nächsten 5 Jahre
auf dem Batterien-Weltmarkt
Eine Methode zur Auffindung der Batterie, die am Eine Methode zur Auffindung der Batterie, die am besten geeignet ist, besten geeignet ist,
ist die möglichst präzise „wirtschaftliche Gewichtung“ des Erfüllungsgrades aller speziellen Anforderungen in der definierten Anwendung.
Es sind folgende Kriterien der Batterie zu Es sind folgende Kriterien der Batterie zu erfassen und einzelnen zu bewerten:erfassen und einzelnen zu bewerten:
Elektrische Eigenschaften Konstruktive MerkmaleUmweltbezogene Anforderungen
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (elektrisch)
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (elektrisch)
1. Elektrische Eigenschaften:1. Elektrische Eigenschaften:
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (elektrisch)
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (elektrisch)
Hohe Energiedichte bezüglich Volumen und Gewicht
Hohe Zyklenfestigkeit auch im Teilladezustand
Hochstromfähigkeit bei sehr niedrigen Temperaturen
Konstante Entladespannung in allen Betriebsarten
Kurze Wiederaufladezeiten, hohe Verfügbarkeit
Unproblematische Ladetechnik
Minimale Selbstentladung bei Lagerung
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (konstruktiv)
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (konstruktiv)
2. Konstruktive Merkmale:2. Konstruktive Merkmale:Minimaler WartungsaufwandVerfügbarkeitskontrolleHochwertige, langlebige Konstruktion Robuste (z.B. vibrations- od. schockfeste) Konstruktion Kurzschlusssicherheit (intern und extern)Variabilität / Flexibilität des GehäusedesignsVerschlossene Gehäuse gegen Schmutz und NässeEinfache Montage und InbetriebnahmeEinhaltung spezifischer Zulassungskriterien (welcher)Leichte AustauschbarkeitBeratungskompetenz und Bereitschaft
3. Umweltbezogene Anforderungen:3. Umweltbezogene Anforderungen:Elektrolytfestlegung – problemloses Handling (Betrieb / Unfall)Flammfestes Gehäuse – unkritisch bei Feuer / SchwelbrandHoher energetischer Wirkungsgrad –Ladung / EntladungKeine Emissionen schädlicher Stoffe bei Herstellung / BetriebUmweltverträgliche RohstoffeGeringer Energieverbrauch bei Herstellung / Wiederverwendung
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (umweltbezogene)
Komplexität der Energiespeichersysteme in der Anwendung
Wirtschaftlichkeit – Kriterien (umweltbezogene)
Nennspannung, Energiedichte, OEMNennspannung, Energiedichte, OEM--Marktpreise Marktpreise von Akkumulatorenvon Akkumulatoren
Komplexität der Energiespeichersysteme in der AnwendungWirtschaftlichkeit
(z.B. Energiedichte / Beschaffungskosten)
Komplexität der Energiespeichersysteme in der AnwendungWirtschaftlichkeit
(z.B. Energiedichte / Beschaffungskosten)
Akkumulator- Nenn- spezifische volumetr. Beschaffungs-Technologie spannung Energiedichte Energiedichte kosten
(Volt/Zelle) (Wh / kg) (Wh / dm3) (Euro / kWh)
Blei 2,0 25...40 30...100 100...25
Nickel-Cadmium 1,2 30...50 50...80 150...300
Nickel-Metallhydrid 1,2 65...75 150..180 300...500
Lithium-Ion (Polymer) 3,6..3,8 200...300 400...600 00...1.500
Lithium Ion Mangan 3,6.. 3,8 150-180 350..450 400..600
Worldwide Ranking > BATTERIESWorldwide Ranking > BATTERIES
Li-ion Ni-CdNi-MH
2004
SANYO
BYDBYD
SONY
SAMSUNG
PANASONIC
2004
SANYO
PANASONIC
BYDBYD
GPI
YUASA
SAFT
2004
BYDBYD
SANYO
PANASONIC
GPI
2003
SANYO
SONY
BYDBYD
PANASONIC
SAMSUNG
GS
TOSHIBA
2003
SANYO
PANASONIC
BYDBYD
GPI
YUASA
SAFT
2003
BYDBYD
SANYO
PANASONIC
GPI
Data source: Nikkei Electronics, IIT
1.1 LIB pulls the market recovery 1.1 LIB pulls the market recovery
10% (02CY) & 20% (03CY) growth realized 5US$ Billion size again
Worldwide rechargeable battery market (value base)
0
1000
2000
3000
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5000
6000
85C
Y
87C
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Sum
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(US
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)
LaminateLIBNiMHNiCdAAGR 91-00 13%
0 200 400 600 800 1000
PC
Cellular
Movie
Power Tools
Cordless phone
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PDA
Potravle AV
Others
WW demand(M cells/CY)
NiCdNiMHLIBLaminate
0% 20% 40% 60% 80% 100%
PC
Cellular
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Cordless phone
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PDA
Potravle AV
Pack base composition
1.2 Shift to LIB in portable devices continues
1.2 Shift to LIB in portable devices continues
LIB powered Power Tool is now commercialized
Cell demand and pack base composition by chemistry (03CY)
0%
10%
20%
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100%
00CY 01CY 02CY 03CY 04CY
unis
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OthersChinaKoreaJapan
1.3 How do Japanese keep their presence ?1.3 How do Japanese keep their presence ?
Sony utilizes Chinese operation to overcome BYDMBI is ready to have Wuxi bare cell productionNEC will open the 2nd factory in China soonSanyo develops the fast (x2, x3?) automated line
LIB/LIP shipment volume share by HQ location
1.4 Is it an industry trend in LIB ?1.4 Is it an industry trend in LIB ?
Which is the best to realize “Low cost” and “Enough Quality”?Chinese local material supply is an another consideration
Manufacturing style and location of LIB cell production
Automated Auto+Manual Manual
Japan/Korea Sanyo/Sony/MBISDI/LGC
ChinaSanyo BeijingLGC NanjingLishen/Coslight
Sony WuxiBYD Shanghai?
BYD Shenzhen/B&K..ATL/TCL..Fa
ctor
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Manufacturing
2. The competition in the 2ndtiers will be really tough
2. The competition in the 2ndtiers will be really tough
LIB & Laminate shipment volume by suppliers (Q base)LIB & Laminate shipment volume by suppliers (Q base)
0
5
10
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351Q
03
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4LIB
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SonyToshibaMBISanyoSGSNECMaxellBYDLGCSDIE-OneLishen
2.1 19% growth in 04CY 2.1 19% growth in 04CY
LIB & Laminate shipment volume by application (CY base)LIB & Laminate shipment volume by application (CY base)
166 171 229 342 460309 312
513
762839
0
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LIB
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UnknownOthersGameDSCPDAAudioCamcorderPHSCellularNotebook PC
2.2 Korean & Chinese get more2.2 Korean & Chinese get moreChinese have already penetrated in DVD & PASChinese and Korean have 50% share in CellularJapanese protects Movie/DSC/Game market by IP
Supplier share of LIB & Laminate by application (04Q1)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Notebook PC
PHS/PAS
Audio
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Others
Anteil Zellvolumen
JPKoreaChina & others
LIB & Laminate Zellenlieferanten, Geschäftssitz
2.3 Still demanded size is changing2.3 Still demanded size is changing
And how is the situation of PCB-less pack?
Cell size trends in Prismatic LIB & Laminate
0
10.000
20.000
30.000
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70.000
1Q02
2Q02
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2Q03
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Pris
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1Q02
2Q02
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Cel
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LIB
/Lam
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10mm>8mm6mm5mm4mm3mmLaminate
2.4 Just Sony is aggressive in Polymer2.4 Just Sony is aggressive in Polymer
SDI is the second, ATL & TCL seek the chance to growOnly Cellular, PDA, P-DVD and BT device demand Laminate type
Laminate (LIP/ALB/PLI) cell shipment trend by supplier and application
0
2
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2Q04
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Lam
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OthersVartaTCLATLDanionicsKokamLishenSDILGCBYDNECSGSSanyoATBSony
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0
2
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2Q04
3Q04
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Game
DSC
PDA
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CamcorderPHS
Demand forecast
2.5 18650 cell price rise or drop ?2.5 18650 cell price rise or drop ?Higher price of Cobalt creates a confusion…Nobody cannot stop the price drop of Pr LIB, then LIP followsBare cell price trend of LIB 18650 and Prismatic/LIP
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
00Q
401
Q2
01Q
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1.8Ah-186502.0Ah-186502.2Ah-186502.4Ah-18650
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cell
383562 Poly433456 Poly383450 Poly633450 Al523450 Al523450 Al Mn423450 Al383450 Al633048 Al N533048 Al N423048 Al N633048 Al M533048 Al S423048 Al M
3.1 Higher price?3.1 Higher price?
Material cost of 18650 cell will rise by 25cents
LiCoO2 & Co Ore price, Material cost of 18650 cell
0 20 40 60
Co Ore 7$/lb
Co Ore 10$/lb
Co Ore 15$/lb
Co Ore 20$/lb
Co Ore 25$/lb
Co Ore 30$/lb
LiCoO2 OEM price(US$/kg)
Cost of CoOther
03Q1
03Q2
04Q2
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
23$/kg 40$/kg
LiCoO2 price
Pric
e &
cos
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.2A
h-18
650(
$/ce
ll)
Other cost & profit
Others
Can
Electrolyte
Separator
Cu foil
Other Anode Material
Graphite
Al foil
Other Cathode Material
LiCoO2
3.2 Anyway lower $/Wh gets the new demand
3.2 Anyway lower $/Wh gets the new demand
Further capacity increase will be made in every two yearsUnder 0.30$/Wh for 18650 cell soonEnergy density and price per capacity($/Wh) of 18650 bare cell
0
100
200
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400
500
600
Ener
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0
0,5
1
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2
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3
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/Wh
Wh/l 204 208 250 260 271 281 292 321 343 386 428 471 471 514 514Wh/kg 88 90 108 113 114 119 123 135 143 159 172 189 189 202 202US$/Wh 3,17 2,63 2,09 1,75 1,71 1,24 0,95 0,59 0,51 0,42 0,35 0,35 0,33 0,31 0,28
'91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05
4. Which do you like ?4. Which do you like ?
NEC’s prototype at CETEC 2003Ave. 14W, Max 24W, 12V
50mW/cm2Module 900g including 300g MeOH
Module size 270x270x40mmNBPC total weight 2kg
Run-time 5Hrs with 300g 10wt% MeOH
Fujitsu’s prototype at 2004-1 press release15WRun-time 8-10Hrs with 300g 30wt% MeOH
Panasonic CF-Y2Pentium M 1.2G
14.1 S-XGA+ LCD1499g with battery/DVD drive
Run-time 7.5HrsLIB 7.4V 7050mAh
NEC / Fujitsu FC powered NBPC and Panasonic LIB NBPC
5. LIB/LIP future market forecast5. LIB/LIP future market forecast
2B cells demanded in 2008, doubled in 2013
Long term demand forecast for LIB & Laminate
0
500
1000
1500
2000
250002
CY
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Y
04C
Y
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Y
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LIB
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HEVBluetooth DeviceElectric ScooterAssist BicyclePower toolsGameDSCPDAAudioCamcorderPHSCellularNotebook PC