电动汽车浪潮加速中国和全球动力电池需求,电池模块占电动汽车成本比重最高,降低电池成本攸关电动汽车普及度,目前电动汽车电池正极材料以两大技术为主,另外固态电池增长可期,中国及全球品牌车厂积极布局,台厂仍须迎头赶上。
正极材料是电池能量密度与安全性能的关键
电动汽车带动全球动力电池需求,法人预估,全球动力电池需求从2020年的146 GWh(GWh = 10亿瓦小时或100万瓩小时),到2025年增加到933 GWh,年复合增长率达45%。
其中中国到2025年动力电池需求量估达369 GWh,占当年度全球锂电池需求量比重约31.1%,中国以外全球动力电池需求量占比估47.5%。
观察电动汽车关键零配件成本结构,供应链厂商透露,电池模块占比最高,达到35%到40%,其中正极材料是电化学性能的决定性因素,攸关电池能量密度及安全性能,占电动汽车电池材料成本比重估30%到40%。
目前电池正极材料以磷酸锂铁和锂三元为主
电池成本攸关电动汽车普及度,法人分析,整体电动汽车电池成本已从先前的每千瓦小时(kWh)683美元,下降到2020年的每千瓦小时164美元,2025年预计可再下降到每千瓦小时100美元。当电池成本低于每千瓦小时100美元,电动汽车价格就会比传统汽车便宜。
目前电动汽车电池正极材料以磷酸锂铁和锂三元为主,另外固态电池持续发展。法人指出,磷酸锂铁电池主要应用在商用电动汽车和储能设备,锂三元电池主要应用在电动乘用车领域。目前锂三元电池占全球电动汽车动力电池比重约7成,预估到2025年占比将提升到8成。
例如电动汽车大厂特斯拉(Tesla)主要采用镍钴铝酸锂三元电池,在美国生产的特斯拉车款电池由日本松下(Panasonic)提供,正极材料主要由住友化学供应;在中国上海厂生产的特斯拉车款,电池由韩国LG Chem和中国宁德时代提供。
镍金属供应吃紧影响布局,特斯拉将部分电池转为锂铁材料
不过镍金属供应吃紧已牵动特斯拉电池布局策略,首席执行官马斯克(Elon Musk)2月下旬在推特上指出,镍原料是锂电池最关注的焦点,特斯拉已将部分标准里程版电动汽车锂三元电池,转换成锂铁材料。
观察目前全球电动汽车动力电池主要供应商,以中国、韩国和日本厂商为主,包括中国宁德时代、韩国LG Chem、日本松下(Panasonic)、韩国SK Innovation、韩国三星SDI、中国比亚迪等。
全球主要品牌车厂也积极切入电动汽车电池,例如大众集团VW(Volkswagen)3月中旬宣布成立Power House技术部门,攻长方形标准化电池,规划2023年正式量产。
台湾需赶上车用电池化学与材料科学技术
台湾厂商在电动汽车电池也没有缺席,例如鸿海集团锁定磷酸锂铁电池和固态电池技术,预估今年固态电池技术样品可亮相,预期2024年推出首款可商用化的固态电池产品。
台厂美琪玛、康普生产三元电池正极材料上游化学原料,两家公司供应日本松下和韩国厂商;此外立凯-KY也布局磷酸锂铁电池正极材料。
鸿海集团与裕隆集团合资成立的鸿华先进总经理李秉彦指出,车用电池基础化学和材料科学非常重要,台湾需积极迎头赶上,政府要投入对策和资源协助发展。
电动汽车电池技术也有不少关键待克服,产业人士指出,首先是电池热失控问题,电池可能受到穿刺、挤压、短路、过充及过放等变量影响。
其次环境低温会影响电池使用,气温低于负10度以后,对电池性能影响明显,可能导致内部短路几率上升、续航力下降、充电困难等问题。再者偏远地区地区充电基础建设将是一大挑战。