「需求海啸」卷起的电池寡头争霸赛

今日（8月26日），曾任《纽约时报》和《底特律自由报》的首席汽车评论家——Lawrence Ulrich在「IEEE Spectrum」发表了评论文章，对全球电池制造商的争霸局势，以及技术路线做出解析。

首先从目前的动力电池需求来看，他认为，抛开销量增长不谈，消费者对续驶里程、加速性能，以及现在SUV尺寸和实用性的需求变化，也在促使单车电池容量的提升。

据国际能源署（IEA）预计，2030年全球纯电动车型保有量将达到1.45亿辆，而2020年这一数字仅为1000万。

去年，全球一共新增300万辆纯电动汽车。英国研究公司Adamas Intelligence表示，这总共带来了134.5GWh的电池装机量，同比增长40%。

Adamas Intelligence董事总经理Ryan Castilloux 表示，新冠疫情几乎也没有削弱增长需求：「2021年前五个月的电池装机量，就追平了2018年全年。」

大玩家占据主导地位

2020年下半年，仅比亚迪、宁德时代、LG能源、松下、三星SDI和SK Innovation六家公司，就垄断了87% 的乘用车电池和电池所需金属材料市场。

在此期间，特斯拉的电池装机量还达到了22.5 GW/h，几乎相当于五个最接近的竞争对手需求总和：比亚迪、现代、奔驰、雷诺和大众。

Castilloux所说的「需求海啸」，给电池和电机材料供应链带来了前所未有的压力，引发了锂、镍、钴、钕、镨、镝和铽价格飙升。

美国尝试扭转局面

动力电池未来能否满足电动汽车的需求？

阿贡储能科学合作中心主任Venkat Srinivasan表示，要想成功，光是美国就可能需要在15年内建立20到40个超级工厂，电池容量也要达到太瓦级，以满足预计的需求。

「现在，美国没有足够的材料来做到这一点。所以，寻找替代材料或提升回收利用能力，将是实现这一目标的关键。」Srinivasan说。

为了对抗亚洲的主导地位，通用汽车正在俄亥俄州和田纳西州建造工厂，总产能为 70 GW，是特斯拉内华达州超级工厂的两倍。

福特计划与韩国 SK Innovation 合作，2030年在北美增加140GW的产能（全球 240 GW）。福特估计，这大约相当于6座本土工厂或10座全球工厂的产能。

旧技术与新技巧

曾经被视为「旧闻」的磷酸铁锂电池正在蓬勃发展——尤其是在中国。

目前，全球最大的电池公司宁德时代，在给特斯拉Model 3标准续航版供应磷酸铁锂电池组。埃隆·马斯克最近表示，特斯拉将长期采用这种更低成本、零钴的磷酸铁锂电池方案。他说到：「这实际上很好，因为世界上有大量的铁。」

尽管磷酸铁锂电池的总体占比还不到10%，但Castilloux表示，它在2020 年下半年的全球装机量就飙升了600%以上。

磷酸铁锂电池的能量密度低于富镍电池，但其正极材料可以节省大量成本。为了解决能效问题，可利用无模组结构提升空间利用率，制造能直接安装在电池包内的大号方形电芯，免去把圆柱电芯封装进模组的中间步骤，不但可以提升空间利用率，还能减少组件数量与冷却结构。Castilloux说：「电池组本质上是一个大的集成。」

五菱宏光MINI EV是中国最畅销的纯电动汽车，它起售价仅为2.88万元，它也使用了合肥等地生产商的磷酸铁锂电池组。Srinivasan表示，这似乎是某些情况下的理想选择。「一款更便宜的磷酸铁锂电动车也可以持续行驶150英里（约241公里），这并不差。」他说道。

Castillox认为一个全球趋势正在出现：包括通用汽车、特斯拉和大众等汽车制造商，都给长续航或性能版车型用富镍电池，而入门级车型则使用磷酸锂铁电池。

爆炸式增长

从2016年到2020年，宁德时代和LG能源都保持了惊人的增长率，期间产生的夸张数据并没有写错，包括宁德时代3400%的飞跃。

高盛所提出的「商品超级周期」，可能会给锂和稀有金属供应链价格带来罕见的、长期的压力。电动汽车在选择最终的电池方案时，政府和消费者也将有很大的发言权。气候变化危机的增长和政府信号表明，电池的繁荣时期才刚刚开始。

现阶段的黄金标准

在高镍电池的竞赛中，对于如何降低正极材料中的钴含量，LG能源在此方面处于领先地位。

LG能源的NCMA电芯将很快被中国制造的特斯拉和通用旗下电动车使用，镍在正极中占比达到88%。汽车厂商可以在不改变电池组结构的情况下，仅通过采用这款更高能量密度的电芯，就能做到更高的电池容量和续航里程。

根据Adamas Intelligence的统计，2020年生产的电动汽车中，60%都在采用高镍电池，例如NCA或NCM的6至8系列电池。

Castilloux表示，未经验证的NCMA技术在进入西方市场之前，中国将成为其试验场。SK Innovation像往常一样紧跟LG的创新，旨在将其 NCMA 电池用于福特汽车。

紧随其后的是由宁德时代、LG和SK Innovation等厂商的NCM811电池，正极中镍钴锰的比例约为8:1:1。Castilloux表示，只有在确保热稳定性的前提下，才能提高镍、降低钴的含量，否则高镍带来热失控风险对实现商业化不利。

高效制造是另一个挑战，随着公司产能的提高，宁德时代的高端电池暴露出令人沮丧的制造工艺。Castilloux 说，宁德时代每次生产高镍电池时，都会有缺陷电池被送到回收站（这对企业来说也是不利的）。

但随着汽车制造商急于吹嘘一流的续航能力或性能，这种方式带来的好处显而易见：在过去十年中，电池密度几乎翻了三倍，优秀的化学工厂现在可将电芯能量密度做到300Wh/kg以上。

参考内容：

https://spectrum.ieee.org/the-top-10-ev-battery-makers

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