電池技術的進步和汽車的電氣化為我們周圍不斷變化的技術環(huán)境做出了巨大貢獻。今天，不同動力電池技術之間的競爭在各種應用中占據(jù)首位。最終，它是電池技術/化學與這些應用要求之間的契合，這些要求將決定這場戰(zhàn)爭的勝利者。

自20世紀80年代以來，鋰離子電池（LIB）已經(jīng)存在，但最近在電動汽車（EV）中采用LIB推動了更新更好的電池化學的發(fā)展。PreScouter最近發(fā)布的一份報告詳細介紹了電動汽車LIB市場的現(xiàn)狀以及未來十年市場的演變情況。

根據(jù)報告，外部因素將推動電池采用，包括關鍵原材料的成本演變，供需預測以及主要參與者和政府對該領域的投資。

鋰產能翻倍

隨著電動汽車的普及和對儲能的需求不斷增長，2017年汽車應用的鋰需求達到34,000噸LCE（碳酸鋰當量），預計到十年末將增加一倍以上。

研究和開發(fā)已經(jīng)帶來了電池性能的巨大進步，但安全問題仍然是這些電池技術的一個缺點，因為許多電池含有鈷，這對人類有毒且危險，并且可能導致高溫下電池的熱降解。在選擇相關電池化學成分時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)展的關鍵外部因素之一?？赡苁艿鼐壵斡绊懙纳aLIB的主要原材料主要是鈷，鎳和鋰。

鈷：全球鈷的主要生產國是剛果民主共和國（DRC），它占2017年全球資源的50％和開采鈷產量的64％。到2025年，剛果民主共和國將占全球鈷的80％生產。到2040年，預計需求將增加三倍至超過30萬噸，這可能會增加該資源的價格。

鎳：鎳錳鈷（NMC）電池通過在較新的電池中使用少三倍的鈷來進化，用鎳代替鈷含量。雖然近期鎳價已經(jīng)下跌，但這些新電池的強勁鎳需求已經(jīng)導致價格上漲。2019年鎳的價格上漲了20％以上，因為倫敦金屬交易所的全球倉庫中的庫存降至多年低點。鎳市場每年價值超過300億美元。全球每年220萬噸的供應主要來自印度尼西亞（23％）和菲律賓（18％），其余30個國家占其余59％。

鋰：鋰市場價值32億美元，到2040年，消費量將從目前的24萬噸增加到170萬噸。主要的鋰生產國包括澳大利亞，阿根廷和智利。中國對市場產生重大影響，控制著大部分用于提升精礦的化學轉化設施。此外，中國還有幾家頂級鋰生產商，包括天齊鋰業(yè)和贛鋒鋰業(yè)。然而，由于供應超過需求，預計鋰價將下跌。

鋰離子電池

鋰鎳錳氧化物（NMC）電池：NMC電池目前占全球電動汽車銷售額的近28％，惠譽預測到2027年市場份額將增長到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電池在電動動力系統(tǒng)和電網(wǎng)存儲中變得越來越重要，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的整體市場需求將翻一番，達到20萬噸/年以上。預計亞太地區(qū)將主導市場，主要應用是汽車。

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，LMO-NMC混合物存在于較舊的Nissan Leaf型號的電池中。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。

當前趨勢

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，安全仍然是一個問題，因為NMC和NCA容易出現(xiàn)熱失控，特別是隨著設備不斷變小。熱失控可能由過充電，內部故障，電池的物理損壞，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，但它在中國得到廣泛應用，因此，中國（以及全球市場）受益于這一完善的制造基礎設施和供應鏈。

近年來，NMC化學已成為汽車工業(yè)中原始設備制造商的首選技術。由于價格上漲和毒性問題，公司正在努力部署含鈷量較少的電池，這可能會發(fā)生變化。

今天，LFP化學在中國市場占主導地位，占電池化學總需求的44％以上。盡管世界其他地區(qū)更喜歡NMC化學品，但未來十年中國在該領域的主導地位將增加LFP與NMC相比的優(yōu)勢。中國在磷酸鹽等土壤材料方面的大量資源也導致了這種化學物質的偏好。

展望未來

根據(jù)PreScouter研究，NMC將在20世紀20年代初成為主導電動汽車行業(yè)的首要因素，但當鈷價的新一輪上漲與LFP通過研發(fā)實現(xiàn)的能源密度提升相吻合時，它將被LFP電池所取代。

與LFP電池相比，鈷的成本上升也會增加NMC電池的價格，因為它們含有鈷，因此加速了市場對LFP的青睞。如果LFP在NMC上獲得市場份額，中國市場將成為電動汽車細分市場的中心，擁有核心利益相關者和研發(fā)，制造和商業(yè)產品的能力。