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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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[交流]
車載電池2024：地區(qū)分裂疊加全固態(tài)“前夜”
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全固態(tài)電池能否成為游戲規(guī)則的改變者？為了參與這一討論，首先有必要繼續(xù)參與“游戲”。這就是純電動汽車(EV)車載電池的情況。對于電池廠商和汽車廠商來說，不斷擴大電池產(chǎn)量將成為繼續(xù)參與游戲的條件。 此外，直面影響業(yè)務(wù)增長的最新課題將成為2024年車載電池行業(yè)的主要議題。具體來說，就是應(yīng)對因中美對立和歐洲保護主義而加劇的“分裂風(fēng)險”。2024年或?qū)⒊蔀樵诮鉀Q地緣政治問題的同時，為即將迎來實用化的全固態(tài)電池做準備的一年。 車載電池的關(guān)鍵詞是“分裂風(fēng)險”和“全固態(tài)電池” 能否在應(yīng)對最新課題的同時，推進面向未來的準備？(來源:日經(jīng)Automotive) 中國2023年12月1日啟動了石墨的出口管制。石墨是用于EV電池負極的材料，如果采購陷入停滯，將對EV的生產(chǎn)造成很大影響。中國是全球屈指可數(shù)的石墨生產(chǎn)國，在2022年的全球產(chǎn)量中，中國產(chǎn)占到65％。 “各種材料都存在風(fēng)險，希望在多方面考慮對沖風(fēng)險的同時推進材料采購”，正如SUBARU（斯巴魯）社長大崎篤所說，除石墨之外，中國也在EV電池材料供應(yīng)方面舉足輕重。美國能源部(DOE)的數(shù)據(jù)顯示，世界上60%的鋰（Li）和80%的鈷（Co）由中國生產(chǎn)。 德國寶馬的推算顯示，電池組占到EV車輛成本的40%。確保低成本的電池材料并穩(wěn)定維持生產(chǎn)，直接關(guān)系到EV的競爭力。中國將通過控制電池供應(yīng)鏈的上游，對以加深對立的美國為代表的其他地區(qū)施加壓力。 占純電動汽車成本40%的電池組 以寶馬的純電動汽車“i4”為例，梳理了純電動汽車的成本結(jié)構(gòu)。圖由日經(jīng)Automotive根據(jù)寶馬的數(shù)據(jù)制作。(照片：寶馬) 在歐洲也愈演愈烈的地緣政治問題 在地區(qū)分裂趨勢加劇的情況下，在美國，應(yīng)對通脹削減法案（IRA）成為當(dāng)務(wù)之急。這是因為稅收優(yōu)惠的條件是，EV電池中使用的重要礦物的一定比例要從美國或澳大利亞等簽訂自由貿(mào)易協(xié)定(FTA)的國家采購。 例如豐田，正在北卡羅來納州建設(shè)其在美國的第一家電池工廠。為了到2025年投產(chǎn)，將投資約139億美元。 豐田在美國北卡羅來納州建設(shè)的電池工廠 名稱是Toyota Battery Manufacturing North Carolina（TBMNC）。計劃最終將年產(chǎn)量提高到30GWh以上。(照片：豐田) 專注于北美市場的松下能源公司（Panasonic Energy、位于大阪府守口市)將加強北美地區(qū)內(nèi)的材料采購。與加拿大Nouveau Monde Graphite（NMG）簽訂了石墨的長期供應(yīng)合同，而針對采購硅（Si）負極材料，與美國Sila Nanotechnologies簽署了買賣合同。 在歐洲，地緣政治問題也愈演愈烈。希望保護區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)的姿態(tài)日益明顯。歐盟(EU)在2023年9月徹底改變了此前看似良好的與中國的關(guān)系。歐盟委員會主席烏蘇拉•馮德萊恩召開了記者會，聲稱“世界市場充斥著廉價的中國EV。其價格因中國政府的巨額補貼而被人為壓低。這正在扭曲我們的市場”。同年10月，正式啟動了對中國EV補貼情況的調(diào)查。 不僅是補貼政策，還要通過2023年8月生效的電池新規(guī)“Regulation（EU）2023/1542”加強防守。需要應(yīng)對導(dǎo)入記錄電池性能、材料和二氧化碳排放量等制造過程信息的“電池護照”、整個生命周期的二氧化碳排放量即碳足跡(CFP)的計算、廢電池的再資源化、再利用材料的采用等。 車載電池的再資源化和再利用的“技術(shù)難度較高，歐洲作為產(chǎn)業(yè)壁壘設(shè)定了此次的新規(guī)”(某電池廠商高管)。雖然要求采用再利用材料的時候是2031年以后，但該高管表示“考慮到技術(shù)的確立和工廠的建設(shè)等，已經(jīng)沒有時間了”。 全固態(tài)電池“進入制造階段” 關(guān)于材料采購和地區(qū)分裂等風(fēng)險，日產(chǎn)汽車專務(wù)執(zhí)行董事平井俊弘在接受日經(jīng)Automotive的采訪時表示，“需要通過按中國、歐洲、美國和日本等地區(qū)劃分電池性能參數(shù)、或在相關(guān)地區(qū)內(nèi)建立封閉的供應(yīng)鏈加以應(yīng)對” 應(yīng)對分裂風(fēng)險，在作為新一代電池的全固態(tài)電池領(lǐng)域或許也將成為重要的研發(fā)主題。各汽車企業(yè)的目標(biāo)是在2027～2028年左右推出搭載全固態(tài)電池的EV。如果考慮到準備試制車、評估性能和耐久性等的時間，2024年內(nèi)或有必要在一定程度上確立全固態(tài)電池的性能參數(shù)和制造方法等。 由德國大眾出資的美國QuantumScape自2022年底啟動全固態(tài)電池的少量生產(chǎn)。提出了在2025年以后以21GWh/年這一規(guī)模大量生產(chǎn)的計劃，正在加快推進準備工作。日產(chǎn)計劃2024年內(nèi)在橫濱工廠設(shè)置以全固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)為目的的試生產(chǎn)線。 日產(chǎn)正在試制全固態(tài)電池的情形 預(yù)計將采用不使用Ni、Mn和Co的正極材料。(照片：日產(chǎn)汽車) 豐田將縮小用于全固態(tài)電池的材料的候選范圍。2023年10月宣布采用出光興產(chǎn)的固體電解質(zhì)。這是硫化物類的固體電解質(zhì)。目前，正極材料和負極材料尚未公布。如果是與液態(tài)的鋰離子電池相同的材料，制成全固態(tài)電池的意義將會減弱，也無助于規(guī)避材料采購風(fēng)險。期待完全不使用Co、鎳(Ni)和錳（Mn）等目前主流材料的正極材料和Li金屬負極材料等全固態(tài)電池特有的選項。 豐田與出光興產(chǎn)聯(lián)手 豐田社長佐藤恒治(左)與出光社長木藤俊一于2023年10月召開了聯(lián)合記者會。(照片：日經(jīng)Automotive) 豐田社長佐藤恒治表示，“(隨著耐久性課題有了解決的眉目)全固態(tài)電池已經(jīng)進入制造階段”。迎來全固態(tài)電池實用化“前夜”的車載電池行業(yè)將一邊窺視美中歐的政策，一邊在2024年奔向前方。 |
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