電池技術(shù)的進(jìn)步和汽車(chē)的電氣化為我們周?chē)粩嘧兓募夹g(shù)環(huán)境做出了巨大貢獻(xiàn)。今天，不同動(dòng)力電池技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)在各種應(yīng)用中占據(jù)首位。最終，它是電池技術(shù)/化學(xué)與這些應(yīng)用要求之間的契合，這些要求將決定這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利者。

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，鋰離子電池（LIB）已經(jīng)存在，但最近在電動(dòng)汽車(chē)（EV）中采用LIB推動(dòng)了更新更好的電池化學(xué)的發(fā)展。PreScouter最近發(fā)布的一份報(bào)告詳細(xì)介紹了電動(dòng)汽車(chē)LIB市場(chǎng)的現(xiàn)狀以及未來(lái)十年市場(chǎng)的演變情況。

根據(jù)報(bào)告，外部因素將推動(dòng)電池采用，包括關(guān)鍵原材料的成本演變，供需預(yù)測(cè)以及主要參與者和政府對(duì)該領(lǐng)域的投資。

鋰產(chǎn)能翻倍

隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及和對(duì)儲(chǔ)能的需求不斷增長(zhǎng)，2017年汽車(chē)應(yīng)用的鋰需求達(dá)到34,000噸LCE（碳酸鋰當(dāng)量），預(yù)計(jì)到十年末將增加一倍以上。

研究和開(kāi)發(fā)已經(jīng)帶來(lái)了電池性能的巨大進(jìn)步，但安全問(wèn)題仍然是這些電池技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)樵S多電池含有鈷，這對(duì)人類(lèi)有毒且危險(xiǎn)，并且可能導(dǎo)致高溫下電池的熱降解。在選擇相關(guān)電池化學(xué)成分時(shí)考慮的其他因素包括成本，壽命，性能以及能量和功率密度。

地緣政治

是影響電池發(fā)展的關(guān)鍵外部因素之一?？赡苁艿鼐壵斡绊懙纳a(chǎn)LIB的主要原材料主要是鈷，鎳和鋰。

鈷：全球鈷的主要生產(chǎn)國(guó)是剛果民主共和國(guó)（DRC），它占2017年全球資源的50％和開(kāi)采鈷產(chǎn)量的64％。到2025年，剛果民主共和國(guó)將占全球鈷的80％生產(chǎn)。到2040年，預(yù)計(jì)需求將增加三倍至超過(guò)30萬(wàn)噸，這可能會(huì)增加該資源的價(jià)格。

鎳：鎳錳鈷（NMC）電池通過(guò)在較新的電池中使用少三倍的鈷來(lái)進(jìn)化，用鎳代替鈷含量。雖然近期鎳價(jià)已經(jīng)下跌，但這些新電池的強(qiáng)勁鎳需求已經(jīng)導(dǎo)致價(jià)格上漲。2019年鎳的價(jià)格上漲了20％以上，因?yàn)閭惗亟饘俳灰姿娜騻}(cāng)庫(kù)中的庫(kù)存降至多年低點(diǎn)。鎳市場(chǎng)每年價(jià)值超過(guò)300億美元。全球每年220萬(wàn)噸的供應(yīng)主要來(lái)自印度尼西亞（23％）和菲律賓（18％），其余30個(gè)國(guó)家占其余59％。

鋰：鋰市場(chǎng)價(jià)值32億美元，到2040年，消費(fèi)量將從目前的24萬(wàn)噸增加到170萬(wàn)噸。主要的鋰生產(chǎn)國(guó)包括澳大利亞，阿根廷和智利。中國(guó)對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生重大影響，控制著大部分用于提升精礦的化學(xué)轉(zhuǎn)化設(shè)施。此外，中國(guó)還有幾家頂級(jí)鋰生產(chǎn)商，包括天齊鋰業(yè)和贛鋒鋰業(yè)。然而，由于供應(yīng)超過(guò)需求，預(yù)計(jì)鋰價(jià)將下跌。

鋰離子電池

鋰鎳錳氧化物（NMC）電池：NMC電池目前占全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售額的近28％，惠譽(yù)預(yù)測(cè)到2027年市場(chǎng)份額將增長(zhǎng)到63％。

鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）電池：由于最近能量密度（> 280 Wh / kg）的增加，NCA電池在電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和電網(wǎng)存儲(chǔ)中變得越來(lái)越重要，之前在150-220 Wh / kg范圍。NCA電池需要少量活性材料，但能夠提供更高的能量密度。由于添加了鋁，它們也比NMC電池更穩(wěn)定。

磷酸鐵鋰（LFP）電池：LFP的整體市場(chǎng)需求將翻一番，達(dá)到20萬(wàn)噸/年以上。預(yù)計(jì)亞太地區(qū)將主導(dǎo)市場(chǎng)，主要應(yīng)用是汽車(chē)。

鋰鈷氧化物（LCO）和鋰錳氧化物（LMO）電池：LCO（僅鈷）和LMO（僅錳）電池是NMC和NCA電池的前身。 LMO電池通常與EV中的NMC電池一起使用。這種類(lèi)型的電池首先在東芝電池的三菱i-MiEV中推出。由于其成本優(yōu)勢(shì)，LMO-NMC混合物存在于較舊的Nissan Leaf型號(hào)的電池中。2018年，Nissan Leaf推出了LMO / NMC混合電池，電池容量為40 kWh，電池由AESC / LG Chem制造。

當(dāng)前趨勢(shì)

目前，具有鈷（NMC / NCA）的電池由于其高能量密度而是優(yōu)選的。然而，安全仍然是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)镹MC和NCA容易出現(xiàn)熱失控，特別是隨著設(shè)備不斷變小。熱失控可能由過(guò)充電，內(nèi)部故障，電池的物理?yè)p壞，熱環(huán)境或上述情況的組合引起。

LFP電池顯著降低熱失控的可能性，但提供相對(duì)低的能量并且不含鈷。盡管LFP電池的循環(huán)壽命較短，但它在中國(guó)得到廣泛應(yīng)用，因此，中國(guó)（以及全球市場(chǎng)）受益于這一完善的制造基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈。

近年來(lái)，NMC化學(xué)已成為汽車(chē)工業(yè)中原始設(shè)備制造商的首選技術(shù)。由于價(jià)格上漲和毒性問(wèn)題，公司正在努力部署含鈷量較少的電池，這可能會(huì)發(fā)生變化。

今天，LFP化學(xué)在中國(guó)市場(chǎng)占主導(dǎo)地位，占電池化學(xué)總需求的44％以上。盡管世界其他地區(qū)更喜歡NMC化學(xué)品，但未來(lái)十年中國(guó)在該領(lǐng)域的主導(dǎo)地位將增加LFP與NMC相比的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)在磷酸鹽等土壤材料方面的大量資源也導(dǎo)致了這種化學(xué)物質(zhì)的偏好。

展望未來(lái)

根據(jù)PreScouter研究，NMC將在20世紀(jì)20年代初成為主導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的首要因素，但當(dāng)鈷價(jià)的新一輪上漲與LFP通過(guò)研發(fā)實(shí)現(xiàn)的能源密度提升相吻合時(shí)，它將被LFP電池所取代。

與LFP電池相比，鈷的成本上升也會(huì)增加NMC電池的價(jià)格，因?yàn)樗鼈兒锈挘虼思铀倭耸袌?chǎng)對(duì)LFP的青睞。如果LFP在NMC上獲得市場(chǎng)份額，中國(guó)市場(chǎng)將成為電動(dòng)汽車(chē)細(xì)分市場(chǎng)的中心，擁有核心利益相關(guān)者和研發(fā)，制造和商業(yè)產(chǎn)品的能力。