特斯拉搶先入局定調比亞迪被迫跟進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力支持環保趨勢，祭出補貼政策。電動車已經成為勢在必行的發展，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力支持環保趨勢，祭出補貼政策。電動車已經成為勢在必行的發展，幾個大國家更已經訂定了終結燃油車的期限。

法國為履行《巴黎協議》，在2017年7月宣布2040年禁售汽柴油車，隨后英國政府也跟進，強調為了降低有害二氧化氮的排放量，同樣希望在2040年前達成禁售汽柴油車的終極目標。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定在2020年達到電動車年銷量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，因為電動車的需求很強，在電池業者產能有限，連PC、手機產品的電池供貨都受到影響，”一位臺灣電子業代工廠的高階主管對DT君透露。從行業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，導致IT類產品的電池的供應也受到排擠。

業界人士指出，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”原材料都創下近年來價格新高，因此合理推估明年上半年電池將出現漲價趨勢。

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）的糾結其實已經有了答案，根據高工產業研究院（GGII）數據統計顯示，今年1～11月三元電池裝機電量11.51GWh，同比增長141%；磷酸鐵鋰電池裝機電量11.56GWh，同比下滑20%。在電池能量密度要求明年確定會有進一步提升的情況下，三元電池裝機總量有望進一步擴大。

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格及標準上搶下了主導的地位。

很多人在提到電動車電池時，會將其稱為動力電池，事實上，動力電池是指具有較高容量和較大的輸出功率，應用范圍廣泛，從家用、工業到交通都有，像是有一個需求明確且銷售量不斷提升的應用，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、三元鋰電池因優缺點不同，過去各有擁護者，磷酸鐵鋰電池的技術最初是從美國和加拿大開始發展，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專利，后來A123Systems在2012年被中國汽車零部件巨頭萬向集團收購，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。磷酸鐵鋰電池的優點是可充電次數多，使用壽命可以長達5年以上，是早期電動車主要采用的電池技術。

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鍵。國務院發布的《中國制造2025》中提出，2020年我國動力電池要達到能量密度300Wh/kg，2025年達到400Wh/kg的目標。以這個標準來看，磷酸鐵鋰電池是很難達到的。

三元鋰電池的技術領導者則是以日韓為主。之所以稱為三元，是因為采用三種元素：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行業廣泛使用，像是筆記本電腦、平板、智能手機的電池都是，也因為在IT行業的應用行之多年，不論是在技術上跟價格上都已經達到很成熟的階段，所以車廠希望將此技術轉移至電動車上，其中最積極的就是特斯拉。

前特斯拉電池技術總監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，但因工藝難，必須使用特殊的制程方法，所以能生產出好品質產品的業者并不多。而韓系廠商則多是發展NCM電池，不過，因為看到Panasonic提供特斯拉NCA鋰電池，其供電能力已獲得驗證，于是三星旗下的SamsungSDI、LG集團旗下的LG化學近期也相繼表示，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的領先，都讓特斯拉在電動車電池的技術規格上掌握了相當關鍵的話語權，因此許多大廠都紛紛轉向，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域還會繼續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。并且將在青海擴建一個擁有10GWh三元鋰電池產能的電池工廠。

“當特斯拉將三元鋰電池的量產化提前實現后，產業就被帶往這個方向走，電動車電池的規格標準就大致成形了，車用考量的是能量密度跟續航力，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。”專門研究能源行業的調研機構EnergyTrend資深研究經理呂理舜如是說。

很多人或許會質疑“磷酸鐵鋰電池是不是就沒有未來了？”，呂理舜強調，這些電池技術還是會經歷一段市場應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、以及機房、資料中心做備援等非移動需求的領域，磷酸鐵鋰電池還是很有競爭力的，也就是說，未來的市場應用細分會更加明顯。

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，鈷價格持續創新高，甚至來到了近五年的高點：12月鈷的期貨報價維持在75000（美元／公噸）左右，市場預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月一度創下兩年新高。

就有行業人士表示，雖然電動車需求上漲，但這些金屬材料飆漲其實是因為期貨價格操作影響，加上鈷主要產地在剛果，當地政局不穩定，因此已經無法以單純的市場供需來解讀，預期明年上半年的三元鋰電池將會出現漲價，對汽車品牌業者來說，是否要將增加的成本反應到市場售價上，還是選擇自行消化，優先做大電動車市場，考驗每家業者的策略判斷。

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

蘋果在2015年底獲得了一項與全固態電池充電技術相關的專利，讓外界開始注意到這個技術。一直到近期，車廠布局全固態電池的消息紛紛浮上臺面，像是豐田（Toyota）目前開發固態電池的團隊規模已經達到200人左右，目標是在2020～2025年將其導入到汽車中。

另外，由知名汽車設計師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，續航里程高達500英里，不過，Fisker也預估在2023年之后才能投入量產。

那么，全固態電池到底是什么？鋰電池有四大關鍵元素，分別是正極材料、負極材料、隔離膜以及電解液，例如三元鋰電池就是使用液態的電解液。而全固態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有的正負極材料，只是改變隔離膜以及電解液的做法，可以稱為是固態鋰電池，也能視為是鋰電池的進化，固態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，有些全固態電池則是強調采用金屬以取代上述的關鍵材料，像是金屬電池也可視為是全固態電池的一種。

全固態電池全部都采用固態材料，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，現有的電動車液態鋰離子電池的能量密度大約在150～250Wh/kg，而固態電池在實驗室的能量密度能夠達400Wh/kg左右，符合電動車追求高續航力的需求，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。

量產最快得等到2020年之后

以鋰電池的發展歷史來看，是從筆記本電腦跟手機等IT應用已經很成熟了才慢慢擴張到汽車領域，但呂理舜認為，全固態電池會是汽車行業來主導，因為應用在電動車上會比在IT產品上更有顯著的效益，對IT業者來說，續航力在IT產品上固然重要，但更追求功能的創新才會是比較大的賣點。

因此，可以預料全固態電池將會由車廠積極介入研發，推動其在電動車上的應用，事實上，目前的發展也是如此，包括德國BMW日前宣布與美國全固態電池領頭企業SolidPower結盟，力求讓全固態電池效能跨越高性能電動車的要求門檻。另外，日產汽車（Nissan）、本田汽車（Honda）、豐田集團旗下的豐田織機（ToyotaIndustriesCorp）都正在研發全固態電池。

而先前宣布將投入電動車開發的吸塵器品牌Dyson也表示，預計在2020年推出的一系列純電動汽車將會采用固態電池，并預計投入10億英鎊用于研發和制造固態電池，其中包括收購了初創公司Sakti3。但是就在不久前，負責其固態電池技術的Sakti3CEOAnnMarieSastry已經離職，雖然目前尚無法得知是否將影響Dyson的固態電池制造進度，但仍為這項技術帶來了一點不確定性。

一項新技術要走出實驗室總是不容易，“現在技術還不成熟，電池供應商也還沒有準備好，量產時間會在2020年以后了，”呂理舜說，加上車廠自身評估的時間表，想要看到采用固態電池的電動車上路的時間應該會是在2022、2023年較有機會，不過可以肯定的是，電池是未來零碳生活的關鍵，電池研究人員可望持續向外界展現新的突破。

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