全球电动汽车展望第6期：浅谈电动汽车动力电池供应链

电池需求与产能

      2021年电动汽车锂离子电池总需求为340GWh，较2020年增长两倍多，其中，中国以接近200GWh占全球电动汽车电池的最大需求份额，较2020年猛增140%。其他国家的电动汽车电池需求在2021年的增速也不容忽视，美国虽然在2020年全球份额较低，但2021年需求总量增长了一倍以上，欧洲的需求增长速度略低于2020年，但2021年仍增长了70%以上。

     2021年电池工厂的利用率为铭牌产能的43%，高于2020年的33%。全球平均利用率低的主要原因有两个。第一，电池产能多为早期战略性投资，为未来预计的需求增长做准备，部分产能至今仍未释放。其次，部分工厂仍处于逐步提升产能阶段，达到铭牌产能过程可能需要3到6年时间。电池的化学组成     电池的化学组成包括阳极和阴极，其中比较关键的是阴极化学，决定了电池的性能和材料需求。目前最相关的三大类阴极化学分别是镍锰钴酸锂（NMC）、锂镍钴铝氧化物（NCA）、磷酸铁锂（LFP）。     镍锰钴酸锂（NMC）和锂镍钴铝氧化物（NCA）阴极占电动汽车市场主导地位，由于阴极中较高的镍含量能够提供更高的能量密度，因此具有续航里程优势，但同时，较高的镍含量要求更复杂和更严格的生产过程。镍锰钴酸锂（NMC）和锂镍钴铝氧化物（NCA）阴极占据了全球75%的阴极材料需求份额，其中锂镍钴铝氧化物（NCA）由特斯拉独家使用。     磷酸铁锂（LFP）是一种成本更低、更稳定的化学物质，着火风险更低，循环寿命更长，适合密集使用和频繁充电，常用于电动中重型汽车。LFP使用在过去两年中出现了大幅回潮，达到25%的阴极材料需求份额，主要是受到中国电动汽车使用量增加的推动。随着政府对高镍化学品的补贴逐步取消，磷酸铁锂（LFP）在中国的成本优势未来将变得更加明显。     电池主要的阳极活性材料是石墨，天然或合成石墨均可以采用。为了提高石墨阳极的性能，科学家们主要研究向石墨阳极中添加少量的硅以增加其能量密度。电池材料的需求与供给     2021年，阳极和阴极需求与电池需求均有激增，其中阳极材料需求达到520千吨，较2020年翻了一番多，阴极材料的需求也翻了一倍达到300千吨。对阴极材料需求数量更多的原因是由于相比起阴极材料，石墨阳极所具备的能量密度较高，因此每个电池需要更少的阳极材料。

（图来源：国际能源署《2022年全球电动汽车展望》）电池材料的价格趋势     高电池材料需求刺激电池材料关键金属价格显著上升。从2021年初到2022年5月，锂价格上涨了七倍以上，钴价格上涨了一倍以上。同期镍价几乎翻了一番，达到近十年未见的水平。

（图来源：国际能源署《2022年全球电动汽车展望》）     除需求拉动外，供应链压力增加刺激了电池金属价格进一步上涨，目前供应链供应压力主要来源于三个方面：第一，新冠疫情带来的全球生产和供应链运输挑战；第二，俄乌战争导致俄罗斯一级镍供应的担忧；第三，前三年金属价格处于低位，导致电池材料新增的结构性投资不足，供应能力提升受限。     尽管近期大宗商品价格飙升，但电池价格在2021年仍然下跌。根据彭博新能源财经（BNEF）数据显示，2021年电池价格销售加权平均价格为132美元/千瓦时，比2020年下降6%，而2020年则比2019年下降13%。因此，电池价格走势跟材料金属价格在近两年呈现相背离态势，原因包括三个方面：第一，材料金属上涨导致许多汽车制造商转而使用成本较低、供应风险较小的阴极材料，如磷酸铁锂（LFP）电池，从而拉低了电池平均价格；第二，2021年上半年商品价格相对较低，有助于平均价格下降；第三，镍锰钴酸锂（NMC）等高镍电池减少了金属钴的使用，钴是每公斤电池中最昂贵的金属成分，约占电池总成本的5%。     预计未来，电池制造商采用廉价化学品替代的效用将逐步减弱，电池材料价格上涨最终会增加电池成本，给汽车制造商带来降低销售利润和提高汽车售价的重大挑战。电动汽车电池供应链     电动汽车电池供应链包括遍布全球的多个复杂阶段，从提取金属矿石，精炼形成足够纯度的化学品，合成形成阴极和阳极材料，再到生产其他电池组件（如电解质和隔膜），最后制造电池，并将其安装在电动汽车中电池组模块中。

（图来源：国际能源署《2022年全球电动汽车展望》）     中国主导着采矿下游电动汽车电池供应链的每个阶段的生产，全球四分之三的电池产能在中国。欧洲负责全球超过四分之一的电动汽车生产，但除了20%的钴加工外，供应链的其余部分几乎没有涉及。美国在全球电动汽车电池供应链中的作用较小，仅占电动汽车产量的10%和汽车电池产量的7%。韩国和日本在原材料加工下游的供应链中占较大的份额，尤其在阳极和阴极材料生产方面，韩国占全球产量的15%和3%，日本占14%和11%。