動力電池

從全球角度看電池的成本和化學體系趨勢

第一電動大牛作者朱玉龍 2022-06-03 09:19

高盛發布了《Global Batteries: The Greenflation Challenge 》和《Green Metals Battery Metals Watch: The end of the beginning 》闡述了一些觀點，我覺得還是很有意思的，所以抽取一些內容和大家分享下。

制造電池是一項復雜的業務，需要保護各種原材料和管理Pack的供應鏈，這些上有主材會隨著化學體系的發展而變化。不斷增長的需求、零部件短缺和不斷上漲的原材料價格正在挑戰十年電池價格下降的客觀規律。

五個關鍵結論：

●2022-23年電池價格持續下降的趨勢會有變化，但電池創新和油價上漲兩相對比，從總持有成本TCO對比來看，電動汽車與內燃機的成本平價仍可以在2025年實現。電池Pack價格將從2021年的129美元/千瓦時上漲至2022年的136 美元/千瓦時，然后在2025年降至105美元/千瓦時。

●電動汽車使用的金屬（例如銅和鎳）供應將持續緊張，并且由于電池Pack行業仍處于起步階段，地理上集中在中國，需要更快地擴大產能，因此部分電池材料將面臨瓶頸。

●為了在材料周期性緊張的情況下實現可持續的電動汽車供應增長，電池行業會有更多樣化的電池化學組合（到2030年，LFP 市場份額從25%提高到38%），并回收金屬從退役電池中長期發揮關鍵作用。

●動力電池行業短期內的利潤率風險，由于原材料獲取難度加大，電池行業進入門檻也隨之提高。2025年，行業結構可能會保持進一步整合，中國以外的電池供需將趨緊。

●技術多元化和垂直整合將是電池行業長期贏家的關鍵決定因素。

這里面其實第一個成本分析和第二個金屬和鐵鋰的關系可以展開來講。

▲圖1.主要的結論

Part 1

動力電池成本分析

根據高盛的電池Pack的成本模型分析，由于材料價格上漲，電池價格將在未來十年繼續持續下降的長期共識受到了很大的挑戰。在過往的預測中，最大的缺失是由于全球政策趨同，這使得電池需求的快速擴張導致原材料市場緊張（供需失衡）。

▲圖2.電池材料和不同化學體系kWh需要的金屬

基于全球動力總成前景和電池的金屬供給，預計未來10-20年主要材料（鋰、鎳、鈷、錳）的電池需求將繼續以22%/15%的復合年增長率增長。電池價格下降的預期，是受到挑戰的，以三元NCM811的電池為例，不同材料的價格會使得電池Pack價格變化0.1-1.2%。

▲圖3.熱目前鎳和鋰兩個要素是繞不開的

電池是多種材料的復雜相互作用，由其各個材料的總成本決定，而總成本又受供應鏈各環節不同原材料成本和加工利潤率的驅動。電池供應鏈從原材料的開采開始，包括鋰、鎳、鈷等；材料加工商將原材料轉化為電池組件的前體材料；組件制造商將前體材料進一步加工成不同類型的陰極（NCM、LFP 等）、陽極、隔膜、電解質和集流體，電池制造商組裝成電池；將多個電池封裝以達到所需的能量容量并安裝到車輛上。供應鏈上的其他參與者通常采用成本加成定價策略（韓國電池制造商成本轉嫁主要針對正極金屬），仍然在很大程度上使最終用戶面臨成本波動的風險。

2020-2025年平均電池價格下降32美元/千瓦時（從138美元/千瓦時至105美元/千瓦時），原材料價格變化可能有13-45美元/千瓦時的反彈，電芯成本下降主要來自正極創新和電芯設計變化、更好的設計（電池到車輛的集成）和產能利用率提高上節省的運營成本。汽車制造商將逐步采用更大的電池。

▲圖4.成本下降的假設

Part 2

磷酸鐵鋰

中國磷酸鐵鋰從2021年9月開始超越三元電池，在中國以外，磷酸鐵鋰的使用在逐步加快。因為 2022-23年左右的專利到期取消，這使得中國以外的使用限制得以打開。鑒于 LFP 的成本優勢和車企的材料多樣化激勵措施，現在預計磷酸鐵鋰的市場份額將上升到 2030年，從25%提高到2030年的38%。由于磷酸鐵鋰的能量密度較低，大量部署的領域主要包含中小型電動汽車。

▲圖5.不同化學體系的成本曲線（2021、2025和2025考慮回收）

▲圖6.不同化學材料成本和鐵鋰全球滲透率

隨著電池回收市場向2030年邁進，磷酸鐵鋰的市場份額將在2030年后開始萎縮，其成本競爭力因回收價值低于NCM而降低，讓位于NCM811/Ni90和其他新電池的擴張。將續駛里程標準化以后，磷酸鐵鋰電池在2021年比三元電池便宜 10-20%，隨著中國逐步取消電動汽車補貼，磷酸鐵鋰的成本優勢在2022年以后變得越來越突出。