Южнокорейская компания Samsung SDI сообщила сегодня, что заключила с американской корпорацией General Motors соглашение о строительстве в штате Индиана совместного предприятия по выпуску тяговых аккумуляторов для электромобилей. Проект потребует инвестиций в размере $3,5 млрд и позволит на первых порах ежегодно выпускать аккумуляторов на 27 ГВт·ч совокупной ёмкости.

Источник изображения: Samsung SDI

Впервые о намерениях построить совместное предприятия партнёры заявили ещё в апреле 2023 года, как напоминает Reuters. Тогда упоминалось о сумме инвестиций, превышающей $3 млрд, а проектная мощность предприятия рассчитывалась на уровне 30 ГВт·ч совокупной ёмкости ежегодно выпускаемых аккумуляторов. Первоначально ожидалось, что к массовому производству тяговых батарей предприятие в Индиане приступит в 2026 году, но сейчас в этом контексте упоминается уже 2027 год. В перспективе предприятие может увеличить свою годовую выработку до 36 ГВт·ч в год.

Как отметил вице-президент GM Курт Келли (Kurt Kelly), на предприятии в Индиане будут выпускаться аккумуляторные ячейки призматического типа. Их появление в ассортименте тяговых батарей, используемых GM, поможет улучшить характеристики и снизить себестоимость электромобилей концерна. В прошлом году отмечалось, что предприятие в Индиане сможет производить как призматические, так и цилиндрические аккумуляторные ячейки. В июне этого года руководство GM пересмотрело прогноз по количеству выпущенных в текущем году электромобилей, сократив его с 300 до 250 тысяч машин. Такая коррекция не помешала компании объявить о строительстве предприятия по выпуску тяговых батарей в США.

Автопроизводители и поставщики тяговых аккумуляторов активно занимаются разработкой батарей нового типа с твердотельным электролитом, которые призваны увеличить плотность хранения энергии и тем самым либо снизить массу транспортного средства, либо увеличить дальность хода без подзарядки. Samsung утверждает, что в 2027 году сможет начать массовый выпуск твердотельных аккумуляторов, которые увеличивают объёмную плотность хранения заряда на 40 %.

Источник изображения: Samsung SDI

Если быть точнее, как сообщает Nikkei Asian Review, представители Samsung SDI на выставке InterBattery в Южной Корее сообщили, что разрабатываемые ими тяговые твердотельные аккумуляторы смогут предложить плотность хранения заряда 900 Вт‧ч/л, а это является улучшением на 40 % по сравнению с имеющимися технологиями. Помимо увеличения плотности хранения заряда и снижения массы, аккумуляторы с твердотельным электролитом позволяют повысить безопасность с точки зрения угрозы возгорания, а также ускорить сам процесс восполнения заряда.

В прошлом году Samsung SDI уже запустила пилотную производственную линию в Сувоне недалеко от южнокорейской столицы, а сейчас занимается совершенствованием технологии массового производства аккумуляторов с твердотельным электролитом с целью повышения уровня выхода годной продукции. В прошлом году Samsung SDI также учредила команду специалистов по продвижению твердотельных батарей на рынок, и начала готовить крупных клиентов типа BMW к возможности их использования в будущем. В текущем году начались поставки образцов твердотельных аккумуляторов Samsung SDI ведущим автопроизводителям мира. Производственные планы по выпуску таких аккумуляторов будут формироваться на основе оценки уровня спроса.

Hyundai Motor тоже собирается начать производить твердотельные аккумуляторы с 2027 года, а Toyota к 2027–2028 годам рассчитывает начать продажи серийных электромобилей с твердотельными аккумуляторами. Компания располагает более чем 1000 патентами в области разработки твердотельных батарей. Европейские автопроизводители пытаются финансировать профильные разработки через разного рода стартапы. Китайские автопроизводители BYD, CATL и Nio тоже разрабатывают тяговые аккумуляторы твердотельного типа. Nissan и Honda собирается выпускать твердотельные аккумуляторы собственными силами.

Samsung SDI использует твердотельные электролиты сульфидного типа. Сами аккумуляторные ячейки имеют безанодную конфигурацию, обеспечивая более высокие характеристики по сравнению с батареями, использующими литиевый анод.

Ещё в прошлом году южнокорейская компания Samsung SDI и транснациональный автомобильный концерн Stellantis NV договорились построить в штате Индиана совместное предприятие стоимостью $2,5 млрд, которое сможет ежегодно выпускать тяговые аккумуляторы совокупной ёмкостью до 33 ГВт‧ч. На этой неделе стало известно о намерениях партнёров построить в США и второе подобное предприятие.

Источник изображения: Samsung SDI

О новом предприятии пока известно лишь то, что оно начнёт работу в 2027 году и сможет выпускать ежегодно тяговые аккумуляторы совокупной ёмкостью 34 ГВт‧ч, а вот место строительства пока не уточняется. По словам генерального директора Stellantis Карлоса Тавареса (Carlos Tavares), новое предприятие по выпуску батарей будет способствовать достижению цели по выводу на рынок Северной Америки не менее 25 новых моделей электромобилей до конца текущего десятилетия. К тому же времени Stellantis рассчитывает выйти на продажу 5 млн электромобилей в год, довести долю электромобилей в Северной Америке в структуре своих продаж до 50 %, а в Европе достичь показателя в 100 %.

Для Samsung SDI новое предприятие станет возможностью расширить присутствие на рынке США. Корейский производитель аккумуляторов заинтересован в получении профильных субсидий от властей США, а наличие местного партнёра в какой-то мере гарантирует рынок сбыта и обеспечивает доступ к инвестиционным ресурсам. Для Samsung SDI это не единственная инициатива в США, подразумевающая сотрудничество с местным автопроизводителем. К 2026 году она рассчитывает построить и ввести в строй совместное предприятие с General Motors, которое будет выдавать тяговых аккумуляторов на 30 ГВт‧ч в год.

Samsung приближается к производству твердотельных аккумуляторов. Два отдельных подразделения Samsung попытаются внедрить новую технологию в реальные продукты. Samsung Electro-Mechanics намерен создать твердотельные батареи, адаптированные для носимых и мобильных устройств. Samsung SDI, с другой стороны, сосредоточен на разработке твердотельных батарей с сульфидными электролитами для сектора электромобилей, пишет The Elec.

Источник изображения: Samsung

Твердотельные батареи обладают повышенной плотностью энергии, позволяя вмещать больше энергии в том же объёме, что и традиционные литиевые аккумуляторы, при этом они отличаются более длительным сроком службы.

Samsung разрабатывает прототипы твердотельных батарей на основе оксидов уже более 10 лет и, как утверждается, недавно добилась прорыва. По состоянию на 15 мая в Корейское ведомство интеллектуальной собственности подано 15 патентов на полностью твердотельные батареи от Samsung Electro-Mechanics, тогда как Samsung SDI подала заявку на 53 патента. Патенты Samsung Electro-Mechanics на полностью твердотельные батареи, которые были раскрыты до сих пор, в основном сосредоточены на твердых электролитах на основе керамики. Samsung SDI сосредоточилась на патентных заявках на полностью твердотельные батареи, использующие твердые электролиты на основе сульфидов.

Процесс изготовления полностью твердотельной батареи похож на процесс изготовления многослойного керамического конденсатора (MLCC), который является основной продукцией Samsung Electro-Mechanics. Вполне вероятно, что исследования и разработки Samsung Electro-Mechanics в области оксидных полностью твердотельных батарей также будут проводиться на заводе в Пусане, который в настоящее время серийно производит MLCC. Поскольку технология MLCC по многим аспектам схожа с технологией оксидных полностью твердотельных батарей, можно ожидать, что в некоторых случаях станет возможной ранняя коммерциализация полностью твердотельных батарей.

С помощью пилотного производства, которое, по слухам, запустят уже в текущем квартале, Samsung SDI хочет достичь «ведущих на рынке результатов исследований и технологий производства твердотельных аккумуляторов». Подразделение не предоставляет дополнительную информацию о мощностях или сроках запуска производства. По данным The Elec, подразделение Samsung SDI установит машины для производства катодов и твёрдых электролитов на основе сульфидов. В марте 2020 года Samsung SDI представила твердотельную ячейку на стадии прототипа и согласно заявлениям в то время, батарея из таких элементов должна обеспечивать запас хода электромобиля до 800 км и 1000 циклов перезарядки.

По данным исследовательской компании SNE Research, Samsung SDI занимает 6-е место в мире с долей рынка 4,5 %. Лидером рынка является CATL с долей рынка 32,6 %, после неё идут южнокорейские LG Energy Solution (20,3 %) и SK On (5,6 %). Важными клиентами в автомобильном секторе для Samsung являются BMW и Stellantis. Летом 2021 года появились сообщения о том, что Samsung SDI станет одним из поставщиков аккумуляторов для электромобилей Volkswagen.

До сих пор в сфере локального производства тяговых батарей для электромобилей американская корпорация General Motors предпочитала сотрудничать с южнокорейской компанией LG Energy Solution, совместными усилиями они построят в США три предприятия, часть из которых уже функционирует. К 2026 году у GM появится в США и совместное предприятие с компанией Samsung SDI, на строительство которого будет потрачено $3 млрд.

Источник изображения: Samsung SDI

Новое предприятие начнёт функционировать в 2026 году и сможет ежегодно выдавать тяговых аккумуляторов совокупной ёмкостью до 30 ГВт‧ч, хотя в полученном агентством Bloomberg электронном письме Samsung SDI не было указано, где именно в США появится это предприятие. До этого считалось, что подходящая площадка найдётся в штате Индиана, где LG Energy Solution и GM не стали строить четвёртое по счёту совместно управляемое предприятие по выпуску тяговых аккумуляторов.

Предприятие Samsung SDI будет выпускать для нужд General Motors литиевые аккумуляторы с высоким содержанием никеля как в призматическом исполнении, так и в цилиндрическом. GM будет не единственным партнёром, в сотрудничестве с которым Samsung SDI будет развивать производство тяговых аккумуляторов на территории США. В штате Индиана будет построено предприятие, которое будет снабжать ими концерн Stellantis, владеющий торговыми марками Chrysler, Jeep и Dodge. Оно обойдётся партнёрам в $2,5 млрд.

По оценкам аналитиков, сейчас Samsung SDI располагает долгосрочными контрактами на поставку сырья и компонентов, позволяющими на 80 % покрыть собственную потребность в производстве тяговых аккумуляторов до 2025 года даже с учётом строительства новых предприятий и роста спроса на электромобили. Не исключено, что немецкая марка BMW тоже станет партнёром Samsung SDI в этой сфере.

Помимо двух уже упоминавшихся корейских производителей аккумуляторов, своё присутствие на территории США расширяет и SK On. На этой неделе корейская компания подписала соглашение с автопроизводителем Hyundai Motor, которое предусматривает строительство профильного предприятия в штате Джорджия на сумму $5 млрд. Массовый выпуск тяговых аккумуляторов совместное предприятие начнёт в 2025 году, а годовой объём производства достигнет 35 ГВт‧ч в эквивалентной ёмкости.

Японские автопроизводители сейчас являются одними из самых активных разработчиков твердотельных аккумуляторов для электромобилей. Конкуренцию им пытаются составить многочисленные стартапы, поддерживаемые западными автогигантами. Но это не значит, что южнокорейские компании готовы отказаться от соперничества в этой сфере. Samsung SDI, в частности, свои твердотельные аккумуляторы начнёт массово производить в 2027 году.

Источник изображения: Samsung SDI

О своих амбициях в этой сфере, по данным Business Korea, представители Samsung SDI и LG Energy Solution рассказали на отраслевом мероприятии, которое проходило в Южной Корее на этой неделе. Сотрудники последней из компаний заявили, что твердотельные аккумуляторы вряд ли смогут соперничать по цене с литийионными. Японские компании хоть и продвинулись в разработках на этом направлении, наладить массовое производство твердотельных аккумуляторов пока не торопятся. По мнению представителей LG Energy Solution, до 2030 года наладить производство таких аккумуляторов будет крайне сложно. До конца текущего десятилетия рынком будут править литийионные батареи.

Представители Samsung SDI добавили, что твердотельные аккумуляторы получаются достаточно безопасными и легковесными, чтобы уменьшить массу электромобилей компактного класса на 9 % относительно аналогичного транспортного средства на основе литийионных батарей. Этот производитель рассчитывает завершить разработку твердотельных батарей средней и большой ёмкости к 2025 году, а массовый выпуск начнёт с 2027 года. С марта прошлого года компания уже строит экспериментальную производственную линию в Южной Корее, в текущем полугодии она уже будет возведена, а прототипы продукции начнёт выдавать в следующем полугодии. Samsung SDI разделяет точку зрения LG Energy Solution по поводу высокой стоимости твердотельных аккумуляторов.

По словам представителей последней из компаний, сейчас инновационная деятельность в отрасли направлена преимущественно на снижение стоимости тяговых батарей, поскольку только этот фактор способен существенным образом влиять на развитие рынка электромобилей. В своё время Генри Форд (Henry Ford) предложил свой автомобиль Model T по цене на 25 % ниже, чем у конкурентов. После 20 лет присутствия машины на рынке количество автопроизводителей уменьшилось с 265 до 44 штук. Сейчас в роли такого подстрекателя выступает компания Tesla, то и дело снижающая цены на электромобили. Её активность неизбежно приведёт к консолидации рынка электромобилей.

По прогнозу SNE Research, в 2035 году ёмкость рынка электромобилей достигнет 80 млн штук в год, а потребность в тяговых батареях вырастет с 687 ГВт‧ч до 5300 ГВт‧ч в показателях совокупной ёмкости. К концу периода прогнозирования ёмкость рынка тяговых батарей в денежном выражении вырастет до $616 млрд. Это примерно в пять раз больше, чем будет достигнуто в текущем году — $121 млрд.

В 2021 году китайский производитель литиевых аккумуляторов CATL уже контролировал более трети мирового рынка, а по итогам прошлого он занял все 37 %. Продолжает расти отрыв от южнокорейских конкурентов, которые в показателях выручки сообща не могут дотянуться до результатов CATL. Лидерство китайскому гиганту обеспечивает специализация на выпуске батарей типа LFP, но корейские конкуренты тоже готовы осваивать их производство.

Источник изображения: CATL

По данным SNE Research, в прошлом году CATL выручила $47,6 млрд и получила чистую прибыль в размере $4,45 млрд, первый показатель год к году вырос на 152 %, второй — на 92 %. Южнокорейские производители тяговых аккумуляторов довольствуются куда более скромными результатами. Выручка LG Energy Solution выросла до $19,4 млрд, Samsung SDI ограничилась $15,3 млрд, а SK On выступила скромнее всех с $5,8 млрд выручки. Она же единственной из «корейской тройки» завершила год с чистыми убытками в размере $762 млн. LG Energy Solution получила в прошлом году $533 млн чистой прибыли, Samsung SDI превзошла этот результат с $610 млн чистой прибыли.

За год доля рынка CATL выросла с 34 до 37 %. На втором месте остаётся LG Energy Solution, но её доля сократилась с 29,5 до 23 %. Китайский гигант сохраняет возможность делать щедрые инвестиции в собственный бизнес, только на исследования и разработки он в прошлом году потратил $2,2 млрд, что в два раза больше итогов 2021 года. Корейские LG Energy Solution и Samsung SDI в этой сфере ограничились расходами в размере $610 млн и $762 млн соответственно. Чтобы в дальнейшем не терять позиции так стремительно, южнокорейские производители ищут возможности для снижения себестоимости своих тяговых аккумуляторов, экспериментируя с химическим составом и в отдельных случаях присматриваются к возможности выпуска LFP-аккумуляторов.

Китайские конкуренты продолжают теснить прочих производителей тяговых аккумуляторов для электромобилей: по итогам прошлого года им удалось увеличить свою долю рынка с 48,2 до 60,4 %, а в десятке лидеров отрасли прописались шесть компаний из Китая. Тройка южнокорейских производителей при этом сократила свою совокупную долю с 30,2 до 23,7 %. Даже в таких условиях два из корейских производителей смогли серьёзно нарастить выручку и операционную прибыль.

Источник изображения: LG Energy Solution

Новая статистика опубликована агентством SNE Research, соответствующие данные приводит южнокорейское издание Business Korea. Второе место в мировом рейтинге всё ещё занимает LG Energy Solution, но её доля за год сократилась с 19,7 до 13,6 %. При этом компания смогла увеличить выручку на 43 % до $20,3 млрд, а операционная прибыль выросла на 58 %. Четвёртый квартал прошлого года для LG Energy Solution был особенно удачным, поскольку увеличил выручку компании сразу на 92 %. К тому моменту в США начало выдавать продукцию совместное предприятие с General Motors. Поскольку корейский поставщик аналогичным образом сотрудничает с Hyundai Motor, Honda Motor и Stellantis, в ближайшее время без заказов он точно не останется. Фактически, уже сейчас LG Energy Solution располагает портфелем заказов на сумму $300 млрд. В прошлом году компании удалось выпустить тяговые батареи совокупной ёмкостью 70,4 ГВт‧ч, увеличив объёмы производства на 18,5 %.

SK On (SK Innovation) заняла пятое место по итогам прошлого года, её доля сократилась с 5,7 до 5,4 % рынка, хотя объёмы производства и выросли на 61,1 % в ёмкостном выражении. Выручка увеличилась на 150 % до $6 млрд, но год пришлось завершить с операционными убытками из-за высоких расходов на строительство новых предприятий и масштабирование производства тяговых батарей. Компания возводит заводы в США, Венгрии и Китае, лишь в следующем году рассчитывая выйти на безубыточность.

Samsung SDI довольствовалась по итогам прошлого года шестым местом и долей не более 4,7 %, которая сократилась на 0,1 процентного пункта. Выручка компании подскочила на 48 % до $16 млрд, а операционная прибыль выросла на 69 %. По оценкам Samsung SDI, в этом году ёмкость рынка тяговых батарей для электромобилей вырастет на 40 %. В прошлом году она увеличила объёмы выпуска тяговых аккумуляторов на 68,5 %.

Лидером мирового рынка продолжает оставаться китайская CATL, которая почти удвоила объёмы выпуска аккумуляторов в прошлом году до 191,6 ГВт‧ч. Её доля рынка при этом выросла с 33 до 37 %. В пятёрку лидеров входит и китайская BYD, которая в прошлом году смогла увеличить объёмы выпуска батарей сразу на 167,1 % до 70,4 ГВт‧ч, её доля в результате выросла с 8,7 до 13,6 %. Замыкают десятку лидеров четыре китайские компании: CALB, Gotion, Sunwoda и Farasis. Они смогли в прошлом году увеличить объёмы производства тяговых аккумуляторов от двух до трёх раз каждая.

Как сообщают корейские источники, компании LG Energy Solution и Samsung SDI объявили о партнерстве в производстве аккумуляторов 4680. Это новый типоразмер цилиндрических литиевых аккумуляторов, который компания Tesla разработала вместе с Panasonic. Инициатива компаний LG Energy Solution и Samsung SDI запустить выпуск элементов 4680 означает унификацию этого типоразмера и его широкое внедрение в электромобили и не только.

Аккумуляторная ячейка 4680. Источник изображения: Tesla

Каждый из партнёров в лице LG Energy Solution и Samsung SDI воспользуется своими поставщиками комплектующих для выпуска батарей 4680. Поставщиками цилиндрических корпусов типоразмера 4680 (диаметром 46 мм и высотой 80 мм) и элементов защиты будут компании LT Precision и Dongwon Systems — они будут направлять комплектацию LG Energy Solution, а также компании Shinheung SEC и Sangsin EDP, которые работают по этим компонентам с Samsung SDI.

В недавнем прошлом все или почти все из поставщиков банок и элементов защиты сделали инвестиции в производственные мощности и готовы наращивать выпуск новых компонентов.

По сравнению с массовыми аккумуляторами типоразмера 2170, которые сейчас выпускают компании LG Energy Solution и Samsung SDI, новые элементы 4680 крупнее и, соответственно, могут запасать в разы больше энергии. Согласно заявлению Илона Маска, элемент 4680 в 6 раз мощнее элемента 2170 и может накапливать в 5 раз больше энергии.

Подобная разница достигается исключительно за счёт большего физического объёма батареи нового формфактора. В пересчёте на средний батарейный блок электромобиля переход на элементы 4680 увеличит дальность пробега на 16 % или меньше.

Тем не менее, для мощных приложений новая батарейка окажется настоящей находкой, хотя опасность возгорания также будет выше (и масштабнее будут последствия). Именно поэтому LG Energy Solution и Samsung SDI намерены уделять встроенной в аккумуляторы 4680 защите повышенное внимание.