特斯拉搶先入局定調(diào) 比亞迪被迫跟進(jìn) 寶馬另辟蹊徑電動車電池市場劇變在即電池漲勢難擋！

2018-01-02 14:53:12 來源:DeepTech深科技作者:詹子嫻　點(diǎn)擊量：評論 (0)

提到這幾年最抓眼球的話題，電動車必然是其中之一。電動車市場需求維持良好的成長勢頭，除了各大廠商扎堆入局，更主要的動因來自各個國家強(qiáng)力支持環(huán)保趨勢，祭出補(bǔ)貼政策。電動車已經(jīng)成為勢在必行的發(fā)展，幾個大

提到這幾年最抓眼球的話題，電動車必然是其中之一。電動車市場需求維持良好的成長勢頭，除了各大廠商扎堆入局，更主要的動因來自各個國家強(qiáng)力支持環(huán)保趨勢，祭出補(bǔ)貼政策。電動車已經(jīng)成為勢在必行的發(fā)展，幾個大國家更已經(jīng)訂定了終結(jié)燃油車的期限。

法國為履行《巴黎協(xié)議》，在2017年7月宣布2040年禁售汽柴油車，隨后英國政府也跟進(jìn)，強(qiáng)調(diào)為了降低有害二氧化氮的排放量，同樣希望在2040年前達(dá)成禁售汽柴油車的終極目標(biāo)。而其他更早宣布燃油車即將出局的國家，還包括2030年禁止柴油車路權(quán)的德國、荷蘭、挪威，以及在2025年全面禁止銷售柴油車的挪威。

另外，作為全球最大汽車市場的中國則是設(shè)定在2020年達(dá)到電動車年銷量200萬輛。因此，電動車超越燃油車的那一天始終會來到，全球電動車的銷售量只會一路向上。但面對純電動汽車的持續(xù)火熱，一個很直接的問題擺在了人們面前：市場上的鋰電池還夠用么？

“最近電池很缺貨，因?yàn)殡妱榆嚨男枨蠛軓?qiáng)，在電池業(yè)者產(chǎn)能有限，連PC、手機(jī)產(chǎn)品的電池供貨都受到影響，”一位臺灣電子業(yè)代工廠的高階主管對DT君透露。從行業(yè)人士的幾句話就能看出電動車市場的熱度有多高。

由于一臺電動車大約平均會使用5000顆電池芯，相較于一般筆記本電腦使用6或8顆電池芯，規(guī)模龐大許多倍，隨著車廠拿貨積極，三元鋰電池今年下半年需求恐急，導(dǎo)致IT類產(chǎn)品的電池的供應(yīng)也受到排擠。

業(yè)界人士指出，目前電動車電池的報價為大約在1100～1200人民幣／千瓦時（kWh），今年是呈現(xiàn)持平走勢，但值得注意的是，三元鋰電池使用到的“鈷”、“鎳”原材料都創(chuàng)下近年來價格新高，因此合理推估明年上半年電池將出現(xiàn)漲價趨勢。

主流廠商不再固守磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池成長性高

過去車廠對于選擇磷酸鐵鋰電池還是三元材料鋰電池（簡稱三元鋰電池）的糾結(jié)其實(shí)已經(jīng)有了答案，根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，今年1～11月三元電池裝機(jī)電量11.51GWh，同比增長141%；磷酸鐵鋰電池裝機(jī)電量11.56GWh，同比下滑20%。在電池能量密度要求明年確定會有進(jìn)一步提升的情況下，三元電池裝機(jī)總量有望進(jìn)一步擴(kuò)大。

甚至連以磷酸鐵鋰電池起家的比亞迪也在近期宣布，從2018年開始所有乘用車都將使用三元鋰電池，目前看來，三元鋰電池在電動車電池的規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)上搶下了主導(dǎo)的地位。

很多人在提到電動車電池時，會將其稱為動力電池，事實(shí)上，動力電池是指具有較高容量和較大的輸出功率，應(yīng)用范圍廣泛，從家用、工業(yè)到交通都有，像是有一個需求明確且銷售量不斷提升的應(yīng)用，就是電動工具，像是電鉆、電鋸、電動釘槍等所使用的動力電池，而交通工具則有電動車、電動摩托車、電動腳踏車、或是未來型的單人電動小型車等。

在電動車動力電池部分，磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池因優(yōu)缺點(diǎn)不同，過去各有擁護(hù)者，磷酸鐵鋰電池的技術(shù)最初是從美國和加拿大開始發(fā)展，具有代表性的廠商像是加拿大的Phostech以及美國的A123Systems，它們分別掌握了磷酸鐵鋰電池正極材料的絕大多數(shù)專利，后來A123Systems在2012年被中國汽車零部件巨頭萬向集團(tuán)收購，而Phostech則在2014年賣給了英國有色金屬巨頭JohnsonMatthey。另外，中國的比亞迪也是以磷酸鐵鋰電池起家。磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是可充電次數(shù)多，使用壽命可以長達(dá)5年以上，是早期電動車主要采用的電池技術(shù)。

但為什么三元鋰電池可以獲得車廠的青睞，主要原因就在于能量密度高（energydensity）。隨著汽車行業(yè)不斷追求電池“能量密度”的提升，電池的能量密度越大，單位體積內(nèi)存儲的電量越多，用戶充一次電可以駕駛的距離自然就越長。能量密度是電動車選用電池的關(guān)鍵。國務(wù)院發(fā)布的《中國制造2025》中提出，2020年我國動力電池要達(dá)到能量密度300Wh/kg，2025年達(dá)到400Wh/kg的目標(biāo)。以這個標(biāo)準(zhǔn)來看，磷酸鐵鋰電池是很難達(dá)到的。

三元鋰電池的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者則是以日韓為主。之所以稱為三元，是因?yàn)椴捎萌N元素：鎳鈷錳（NCM）或是鎳鈷鋁（NCA）作為正極材料。一直以來，三元鋰電池在IT行業(yè)廣泛使用，像是筆記本電腦、平板、智能手機(jī)的電池都是，也因?yàn)樵贗T行業(yè)的應(yīng)用行之多年，不論是在技術(shù)上跟價格上都已經(jīng)達(dá)到很成熟的階段，所以車廠希望將此技術(shù)轉(zhuǎn)移至電動車上，其中最積極的就是特斯拉。

前特斯拉電池技術(shù)總監(jiān)KurtKelty（2017年8月已于特斯拉離職）過去就曾公開表示，特斯拉嘗試了市面上超過300種電池后才選擇三元鋰電池，第一個理由就是能量密度更大，穩(wěn)定性、一致性佳，另一個很重要的就是可以有效降低電池系統(tǒng)的成本。特斯拉旗下首款車型Roadster使用的是18650鈷酸鋰電池，第二款車ModelS就開始使用鎳鈷鋁三元正極材料的NCA鋰電池。

而NCA就是特斯拉的伙伴松下（Panasonic）帶起來的技術(shù)，但因工藝難，必須使用特殊的制程方法，所以能生產(chǎn)出好品質(zhì)產(chǎn)品的業(yè)者并不多。而韓系廠商則多是發(fā)展NCM電池，不過，因?yàn)榭吹絇anasonic提供特斯拉NCA鋰電池，其供電能力已獲得驗(yàn)證，于是三星旗下的SamsungSDI、LG集團(tuán)旗下的LG化學(xué)近期也相繼表示，考慮推出能夠供電動車使用的NCA鋰電池。

再加上特斯拉采用的是三元鋰電池，其高市占率以及在電池管理技術(shù)的領(lǐng)先，都讓特斯拉在電動車電池的技術(shù)規(guī)格上掌握了相當(dāng)關(guān)鍵的話語權(quán)，因此許多大廠都紛紛轉(zhuǎn)向，就連比亞迪也放棄固守磷酸鐵鋰電池，近期宣布可能除公共交通領(lǐng)域還會繼續(xù)使用磷酸鐵鋰電池外，從2018年開始所有乘用車都將使用三元鋰電池。并且將在青海擴(kuò)建一個擁有10GWh三元鋰電池產(chǎn)能的電池工廠。

“當(dāng)特斯拉將三元鋰電池的量產(chǎn)化提前實(shí)現(xiàn)后，產(chǎn)業(yè)就被帶往這個方向走，電動車電池的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)就大致成形了，車用考量的是能量密度跟續(xù)航力，三元鋰電池比較適合，而‘定置型’（電池位置相對固定，如電網(wǎng)儲能電池）市場則是考量壽命，那就是磷酸鐵鋰。”專門研究能源行業(yè)的調(diào)研機(jī)構(gòu)EnergyTrend資深研究經(jīng)理呂理舜如是說。

很多人或許會質(zhì)疑“磷酸鐵鋰電池是不是就沒有未來了？”，呂理舜強(qiáng)調(diào)，這些電池技術(shù)還是會經(jīng)歷一段市場應(yīng)用跟時間上交疊的過程，而且“磷酸鐵鋰電池并不會消失”，在“定置型”市場像是光伏電池、以及機(jī)房、資料中心做備援等非移動需求的領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池還是很有競爭力的，也就是說，未來的市場應(yīng)用細(xì)分會更加明顯。

原材料價格大漲，明年上半年電池價格將維持高位

目前全球電動車電池前五大業(yè)者包括寧德時代（CATL）、比亞迪、Panasonic、SamsungSDI、LGChem。電池絕對是電動車最重要的關(guān)鍵零組件，不僅安全性要求高，成本比重也高，大約占一臺電動車物料清單（BOM）的3～4成。

不論是鎳鈷錳（NCM）或是鎳鈷鋁（NCA）電池，都有兩項重要的原料：鎳與鈷，國際金屬市場上，鈷價格持續(xù)創(chuàng)新高，甚至來到了近五年的高點(diǎn)：12月鈷的期貨報價維持在75000（美元／公噸）左右，市場預(yù)期明年上半年價格仍會維持在高位，另外，鎳的部分也上漲不少，倫敦金屬交易所（LME）鎳價在今年11月一度創(chuàng)下兩年新高。

就有行業(yè)人士表示，雖然電動車需求上漲，但這些金屬材料飆漲其實(shí)是因?yàn)槠谪泝r格操作影響，加上鈷主要產(chǎn)地在剛果，當(dāng)?shù)卣植环€(wěn)定，因此已經(jīng)無法以單純的市場供需來解讀，預(yù)期明年上半年的三元鋰電池將會出現(xiàn)漲價，對汽車品牌業(yè)者來說，是否要將增加的成本反應(yīng)到市場售價上，還是選擇自行消化，優(yōu)先做大電動車市場，考驗(yàn)每家業(yè)者的策略判斷。

為了提高電動車的續(xù)航力里程，業(yè)界可采取的做法一是放置更多電池，但如此就會占據(jù)更多的車體空間，因此另一個比較實(shí)際可行的方式就是想辦法提高電池的能量密度，甚至研發(fā)新一代的電池技術(shù)，因此盡管三元鋰電池成為了電動車電池目前的主流，但已經(jīng)有眾多大公司投入研發(fā)“全固態(tài)電池”（Solid-StateBattery）”。

蘋果在2015年底獲得了一項與全固態(tài)電池充電技術(shù)相關(guān)的專利，讓外界開始注意到這個技術(shù)。一直到近期，車廠布局全固態(tài)電池的消息紛紛浮上臺面，像是豐田（Toyota）目前開發(fā)固態(tài)電池的團(tuán)隊規(guī)模已經(jīng)達(dá)到200人左右，目標(biāo)是在2020～2025年將其導(dǎo)入到汽車中。

另外，由知名汽車設(shè)計師HenrikFisker新成立的豪華電動汽車公司Fisker最近則遞交一份專利，號稱電動車充電最快只需要1分鐘時間，續(xù)航里程高達(dá)500英里，不過，F(xiàn)isker也預(yù)估在2023年之后才能投入量產(chǎn)。

那么，全固態(tài)電池到底是什么？鋰電池有四大關(guān)鍵元素，分別是正極材料、負(fù)極材料、隔離膜以及電解液，例如三元鋰電池就是使用液態(tài)的電解液。而全固態(tài)電池顧名思義就是沒有使用液體。

如果還是使用與鋰電池現(xiàn)有的正負(fù)極材料，只是改變隔離膜以及電解液的做法，可以稱為是固態(tài)鋰電池，也能視為是鋰電池的進(jìn)化，固態(tài)鋰電池在制程中會使用到電解液，但到了成品時就不會有液體，隔離膜則會被大幅簡化，涂布層可能使用陶瓷材料，甚至不用隔離膜也是可能的做法。另外，有些全固態(tài)電池則是強(qiáng)調(diào)采用金屬以取代上述的關(guān)鍵材料，像是金屬電池也可視為是全固態(tài)電池的一種。

全固態(tài)電池全部都采用固態(tài)材料，沒有液體外漏的問題，所以防爆，安全性高，另外，充電時間也比現(xiàn)有的鋰離子電池更快，更重要的是，具備高能量密度、大容量化特性，現(xiàn)有的電動車液態(tài)鋰離子電池的能量密度大約在150～250Wh/kg，而固態(tài)電池在實(shí)驗(yàn)室的能量密度能夠達(dá)400Wh/kg左右，符合電動車追求高續(xù)航力的需求，有助于電動車提升行駛里程，例如目前電動車一般充一次電可以行駛400公里，采用固態(tài)電池后就可能大幅提高到600公里，因此被視為是下一代電池。

量產(chǎn)最快得等到2020年之后

以鋰電池的發(fā)展歷史來看，是從筆記本電腦跟手機(jī)等IT應(yīng)用已經(jīng)很成熟了才慢慢擴(kuò)張到汽車領(lǐng)域，但呂理舜認(rèn)為，全固態(tài)電池會是汽車行業(yè)來主導(dǎo)，因?yàn)閼?yīng)用在電動車上會比在IT產(chǎn)品上更有顯著的效益，對IT業(yè)者來說，續(xù)航力在IT產(chǎn)品上固然重要，但更追求功能的創(chuàng)新才會是比較大的賣點(diǎn)。

因此，可以預(yù)料全固態(tài)電池將會由車廠積極介入研發(fā)，推動其在電動車上的應(yīng)用，事實(shí)上，目前的發(fā)展也是如此，包括德國BMW日前宣布與美國全固態(tài)電池領(lǐng)頭企業(yè)SolidPower結(jié)盟，力求讓全固態(tài)電池效能跨越高性能電動車的要求門檻。另外，日產(chǎn)汽車（Nissan）、本田汽車（Honda）、豐田集團(tuán)旗下的豐田織機(jī)（ToyotaIndustriesCorp）都正在研發(fā)全固態(tài)電池。

而先前宣布將投入電動車開發(fā)的吸塵器品牌Dyson也表示，預(yù)計在2020年推出的一系列純電動汽車將會采用固態(tài)電池，并預(yù)計投入10億英鎊用于研發(fā)和制造固態(tài)電池，其中包括收購了初創(chuàng)公司Sakti3。但是就在不久前，負(fù)責(zé)其固態(tài)電池技術(shù)的Sakti3CEOAnnMarieSastry已經(jīng)離職，雖然目前尚無法得知是否將影響Dyson的固態(tài)電池制造進(jìn)度，但仍為這項技術(shù)帶來了一點(diǎn)不確定性。

一項新技術(shù)要走出實(shí)驗(yàn)室總是不容易，“現(xiàn)在技術(shù)還不成熟，電池供應(yīng)商也還沒有準(zhǔn)備好，量產(chǎn)時間會在2020年以后了，”呂理舜說，加上車廠自身評估的時間表，想要看到采用固態(tài)電池的電動車上路的時間應(yīng)該會是在2022、2023年較有機(jī)會，不過可以肯定的是，電池是未來零碳生活的關(guān)鍵，電池研究人員可望持續(xù)向外界展現(xiàn)新的突破。

原標(biāo)題:特斯拉搶先入局定調(diào)，比亞迪被迫跟進(jìn)，寶馬另辟蹊徑，電動車電池市場劇變在即，電池漲勢難擋！

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