动力锂电池成本分析

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1、動力鋰電池成本趨勢分析 動力鋰電池成本未來10年持續降低，到2015年估計能達到400美元/kWh，2020年達到236美元/kWh。未來10年還需要國家政策的強力資金補助，以推動產業快速發展。大規模量產雖然對成本降低起到很大作用，但並非決定因素，持續的研發以提高電池性能更為關鍵。2010～2020年動力鋰電池成本趨勢Source：拓墣產業研究所，2010/12 一.動力鋰電池成本相關議題作為電動汽車市場發展的一個重要因素，動力鋰電池的成本一直備受關注。然而，要準確衡量鋰電池的成本比較困難，原因有多方面：(1)鋰電池的種類很多，涉及的原材料和產

2、品性能不同；(2)大部分廠商才剛剛啟動大規模的量產項目，在成本方面缺少歷史資料，且廠商也趨向於對成本保密；(3)非材料的成本如研發、人力等變化較大，不容易確定。而了解動力鋰電池的成本首先須探討其價值鏈、衡量方法和類別差異。(一)鋰電池的價值鏈動力鋰電池的核心是電池芯，由多個電池芯串並聯組成電池組，多個電池組串並聯構成電池包，然後放入電動汽車使用。由於鋰電池過充過放會損壞，因此每個電池組需要有有控制電路。電池芯的關鍵部分是正極、負極、電解液和隔離膜。製造正極的關鍵材料是各種金屬化合物，根據不同的電極所需材料不一，常用的有Li化合物、Co化合物、M

3、n化合物和Ni化合物；負極關鍵材料常用的是石墨，也有鈦酸鋰。電解液由有機溶劑和鋰鹽組成，有多種可選擇配方。而產業界正對各種新材料進行研究，力圖得到更高性能的電池。圖一　鋰電池價值鏈分析Source：拓墣產業研究所，2010/12(二)鋰電池的能量和功率儘管鋰電池種類多樣，但作為動力電池的應用來看，常考量的有兩個因素：能量和功率。能量決定了汽車能行駛的路程，功率則描述汽車能加速多快；這兩個因素和電動汽車的類型緊密聯繫，不同能量和功率的電池應用於不同的車輛類型。電動汽車的3種類型：HEV(混合動力)、PHEV(插電式混合動力)和EV(純電動)，分別

4、對電池有不同要求。HEV偏重高功率以支援經常性的加速，EV偏重高能量以維持較長行駛距離，PHEV則介於兩者之間。由於3種類型電池的側重點不同，因而對於電池成本的衡量也採取不同因素來考量。高功率電池的成本按美元/kW衡量，高能量電池的成本按美元/kWh衡量，用於PHEV的電池一般以能量衡量成本。對功率要求高的電池通常有較高的每kWh成本，如HEV用的電池；反之，EV用的電池有最低的每kWh成本。功率與能量的比值P/E表示每單位能量有多少功率，可用來衡量電池的應用。美國能源部(DOE)將其分類，EV用電池的P/E值約為2，PHEV的介於3～15之間

5、，HEV則在15～20，甚至更高。P/E值越低，則該類型電池的每kWh成本越低。圖二　不同電動汽車對電池性能的要求Source：DOE；拓墣產業研究所整理，2010/12(三)各類別鋰電池成本比較根據使用的正極材料和負極材料的不同，鋰電池有多種類型，不同類型的成本不一，在滿足性能要求外，對低成本的追求一直是產業界所致力於的事業。LFP、NCM、LMO/LMS這3類電池，目前為最多的廠商採用。LFP由於採用便宜的Fe，極具成本優勢，中國大部分鋰電池廠商和美國A123採用該技術。NCM和LMO/LMS主要為日韓廠商採用，技術較成熟，但長期來看成本比

6、LFP高。幾種電池將並行發展，各自有一定規模市場，但最終將有1～2種技術憑藉較低的製造成本和能滿足要求的性能佔據主流。表一　不同類型鋰電池成本比較Source：拓墣產業研究所，2010/12二.動力鋰電池成本現狀最瞭解動力鋰電池成本的應屬目前已量產的廠商，多數廠商不透露自己的成本，但還是有少部分廠商傳達了一些資訊，包括A123、Nissan、JCS和Sanyo，成本幅度在700～1,375美元/kWh之間。儘管這數值不見得準確，但大致範圍可以參考。表二　部分廠商透露的動力鋰電池生產成本Source：拓墣產業研究所整理，2010/12由於產能大小

7、對成本的影響較大，多數研究者得出的成本是基於某個假定的產能；不同研究機構所得的數據差異較大，但都一致認為大規模量產將促進成本降低，只不過降低幅度有差異。而鋰電池性能的提升也對成本降低起到重要作用，甚至是關鍵的地位。表三　各文獻的動力鋰電池成本估計Source：MIT；拓墣產業研究所整理，2010/12通過分析各種資料及廠商訪談，拓墣產業研究所(TRI)認為，動力鋰電池成本目前大致範圍在700～1,300美元/kWh。成本浮動根據廠商技術水準、規模、勞力研發成本等變化。鋰電池的電池芯成本占總成本的約65%，電池組的生產占30%，電池包成品占5%。

8、圖三　鋰電池成本構成Source：公司數據；BCG；拓墣產業研究所整理，2010/12電池芯成本占電池包總成本的比例並非絕對，受到兩者規格的影響。採用