锂离子电池行业2021年重要事件分析①

谢乐琼，高 爽，何向明

(清华大学核能与新能源技术研究院，北京 100084)

1 引言

目前全球致力于构建一个健康的电池生态系统来促进经济发展，欧美、亚洲各国相继出台了终结燃油车销售、支持电池供应链和技术发展的相关政策[1]。据预计，2025年全球将有约2 300 GWh的电池产能需求，因此全球各地政府也在争相角逐下一个超级电池工厂，以财政补贴、关税减免、低廉劳动力、低运输成本、本土市场前景、低价可靠的电力供给等优渥条件吸引相关企业进驻，而全球各大电动车生产商及电池企业也采取不同措施来响应政策的号召[2]。本文对2021年中的各大企业相关事件进行了归纳、分析，为电池相关行业提供参考。

2 动力电池企业

2021年1月，全球领先的下一代电池技术供应商微宏动力宣布其与特殊收购公司(SPAC)的合并协议谈判进入最终阶段，而此次合并将使微宏动力成为一家上市公司。

2021年2月，以硅为主导的锂离子电池技术研发的Enevate公司获得8 100万美元的E轮融资，此次融资将有助于大幅扩大其生产线，帮助电动车厂商雇佣更多的科学家和工程师致力于使用其硅阳极电池来实现电池大规模生产并加速发展。以色列公司亿纬锂能发布首款5 min快充锂电池样品，电池样品由中国惠州亿纬锂能生产，并已经在电动滑板车中得到试验。基于现有插入式充电技术，预计该技术在几年内实现量产几率较小，因为快充速度越快，电池损耗也越大，电池寿命缩短问题还未解决。

2021年3月，欧洲瑞典电池制造商Northvolt收购美国锂金属电池初创公司Cuberg，并计划在硅谷设立研发中心以开发航空动力电池，该公司的电解液技术整合到电池系统中，可大幅提高电池的能量密度，预计电池续航里程比其他为电动航空开发的锂离子电池设备高出70%，到2025年可提供能量密度超1 kW·h/L的电池，美国能源部对该技术进行了测试验证，得出电池比能量为369 Wh/kg，比功率为2 000 W/kg。美国电动车初创企业Ample推出新模块化换电技术，在加州旧金山湾区部署5家换电站，这些换电站利用机器人来移动和更换电动车中的电池模块，旨在通过换电站运营模式帮助10亿辆电动车上路。

2021年4月，SK向LG化学支付了高达18亿美元的知识产权纠纷，解决有关电动汽车电池技术的争端，避免有可能来自美国拜登政府的进一步干预。美国汽车研究委员会验证孚能科技新一代电池技术是美国先进电池联盟测试的唯一满足美国能源部2023年在成本(0.1美元/Wh)、能量密度(330 Wh/kg)和循环寿命(1 000+)等方面技术参数目标的电池，同时表示该参数是USCAR迄今为止验证过的最佳电池技术。

2021年5月，SK创新与福特在美成立动力电池合资企业“BlueOvalSK”，将生产动力电池和模块，年产能有望达60 GWh。日本村田制作所宣称固态电池在可穿戴音频设备等领域商业化。英国锂硫电池公司OXIS Energy由于无法筹集到继续开发产品所需的资金，已濒临倒闭。资本对固态电池的看好及锂硫电池的衰落，也反应了电池行业的发展在不断地更新迭代。

2021年7月，中国宁德时代CATL发布了新型钠离子电池，正极采用普鲁士白和层状氧化物，克容量160 mAh/g，负极采用硬碳材料，克容量达350 mAh/g；美国创业公司Form Energy透露新型铁空气电池技术，成本只有锂离子电池的十分之一。美国固态电池公司Quantum Scape公布2021年第二季度收益并称正在测试10层固态电池。

2021年12月，电动汽车高性能可充电混合锂金属电池开发及制造商SES，在活动上披露了107 Ah锂金属电池及在中国上海嘉定建设全球产能最大的锂金属电池工厂等信息，该锂金属电池是世界上首次公开展示的超过100 Ah的单体锂金属电池。欧洲挪威FREYR电池公司获得了31 GWh的电池合同，这家公司预计在2030年有望在美国打造50 GWh的产能，而其竞争对手Northvolt预计实现150 GWh。

各个国家的电池生产企业在发展现有的电池生产技术的同时，也在探索成本更低，资源更为廉价的新技术以保持行业竞争力。

3 电动车制造企业

2021年1月，通用汽车宣布2035前停止生产燃油轿车、SUV和卡车，投资279亿助力零排放。欧盟补贴特斯拉、宝马等车企35亿美元，欲实现“电池自由”，这一措施将有效帮助欧盟本土生产更多电动汽车、减少进口并提高其在全球市场竞争中的地位，这一财政支持将引发超过3倍的私人投资，投资总额约120亿欧元，惠及数十个国家的42个公司，其中包括菲亚特-克莱斯勒(Fiat-Chrysler)的所有者Stellantis NV和Northvolt等。

2021年2月，特斯拉向加拿大达尔豪西大学的Jeff Dahn教授和他的团队进行资助，延长5年项目合作关系，5年前双方的目标是要打造一款寿命可达百万公里的锂电池，而此次续约的目标是为了提升锂离子电池的能量密度，同时降低成本。从Jeff Dahn教授研究的专长来看，特斯拉对固态电池兴趣不高，这也可能是未来几年电动汽车的关键分水岭，值得关注。

2021年3月，大众集团展示了未来的电气化规划和战略，内容包括：①推广“标准电芯”并于2030年覆盖旗下80%的电动车；②确认将加大宁德时代电池的采购；③计划21年销售100万辆电动汽车；④股价飙升29%等，此次活动也被认为是对标特斯拉的Battery Day，释放了诸多重磅信息，引发了业内的广泛关注和重视。美国福特宣布2025年前再投290亿进军电动车和自动驾驶领域，其中220亿美元将用于电动车研发，另外70亿美元用于加速自动驾驶及技术的研发。沃尔沃也正式官宣2030年后仅售纯电动车，电气化转型是沃尔沃汽车可持续战略之一，力求不断减少每辆汽车在其生命周期内的碳排放水平。各国看好未来纯电动车型将逐步取代包括混合动力在内的所有搭载内燃发动机的车型。

2021年4月，比亚迪宣称刀片电池将运用于纯电动车产品中，这种名为“Blade”的新电池组采用了磷酸铁锂正极材料，保持安全性的同时能量密度也有所改善，将是电动车安全方面的重要进步。

2021年5月，福特、宝马以及Volta Energy Technologies风险投资公司参与了固态电池制造商Solid Power筹集1.35亿美元的B轮融资。Solid Power表示其固态电池技术用固态导电材料代替了液体或凝胶状电解质，其技术可以提供比锂离子电池高50%的能量密度。目前固态电池技术比锂离子电池技术更贵，在现实世界中其运行的可行性有待提高，且建立规模化生产以满足行业需求仍充满挑战。

2021年6月，各大电池生产商和车企合作日趋密切：沃尔沃联手瑞典Northvolt研发生产电池，计划于2026年开始，每年生产价值50 GWh的电池，将为100%的清洁能源提供动力；保时捷和德国锂离子电池生产商Customcells合作成立一家合资企业，生产赛车专用电池；雷诺宣布与远景AESC、Verkor达成动力电池供应合作。

2021年8月，通用汽车召回价值18亿美元的故障NMC电池；德国飞行汽车公司Lilium和巴西最大的航空公司Azul签署价值10亿美元的商业协议和战略联盟，其中包括220架飞机订单，计划在巴西建立一个电动垂直起飞和着陆飞行器网络；中国的蜂巢能源宣布了其方壳NMx无钴电池7月份开始生产，NMx无钴电池还具有高循环寿命(2 500次)、高安全性(增锰含量)和高能量(满足880km续航需求)三大核心优势。全球化战略也成为了中国企业的必然选择。

2021年9月，福特和韩国SK宣布了在其新成立的合资电池工厂BlueOValsk里投资110亿美元；中国蔚来汽车推出由磷酸铁锂和三元电池混装的75 kWh新型电池包，以实现动力电池安全性和环境适应性的互补。

2021年10月，美国汽车制造商Stelllantis和韩国LG宣布于2024年建造40 GWh的合资电池工厂，体现了美国积极向电动汽车转型的部署计划。

2021年11月，欧洲的Northvolt宣布向其在瑞典Vasteras的研发中心投资7 500万美元，以满足车企在电动化转型过程中对电池的需求，其目标是要与宁德时代和LG等亚洲主要电池企业抢夺市场份额。

2021年12月，日本丰田向电动车开发投入350亿美元，计划在2030年每年销售250万辆电动车。

电动汽车市场增大迅速。尽管2020年的全球汽车市场萎缩了1/6[3]，但新注册的电动汽车数量却在增长。基于电动汽车良好的市场前景，全球各大电动汽车生产商正在积极部署各类计划，多种方案进行战略投资并加强与电池企业的深入合作，是汽车制造商的必然选择。

4 电池材料企业

2021年1月，美国电池材料公司“Sila Nano”宣布在F轮融资中筹集了5.9亿美元，将在北美打造一个能够生产100 GWh硅阳极材料的工厂，用于智能手机电池和汽车电池。

2021年9月，SK和美国硅碳复合材料制造商G14宣布成立合资公司用以建造G14硅碳的生产基地；美国电池材料企业Sila Nano宣布其已经在WHOOP智能手表上成功商用其硅负极材料。

2021年11月，英国化工公司Johnson Matttey(庄信万丰)认为其电池材料业务的潜在回报不足以证明进一步投资的合理性，宣布出售其全部电池材料业务，这有可能影响欧洲打造本土电动汽车供应的布局。

2021年12月，美国电池材料公司Mitra Chem进入美国磷酸铁锂电池业务，其在A轮融资中获得2 000万美元融资。

为了满足市场需求，行业龙头企业纷纷加大对电池材料领域的投资，但世界各大电池企业的产业布局必然将带动上游原材料供应的本土化布局，这也给正极材料商业化带来较大的竞争和挑战，前期的产业投资也有可能面临损失。

5 产业链相关企业

2021年4月，锂矿开发能源公司Galaxy和锂电、碳酸钾及硼资产组合化工集团Orocobre达成兼并协议，将造就世界范围内第五大的锂矿能源公司，预期市值将达到40亿澳元(31亿美元)。

2021年6月，电池资源公司SNAM计划于2022年与本田合作回收旧电动汽车电池，回收的电池组可重新用于电网或者家用储能设备。

2021年7月，戴姆勒公司和雅保公司合作直接获取锂供应和回收资源；特斯拉联合创始人的电池回收公司Redwood Materials宣布获得7亿美元C轮融资。

2021年9月，美国的电池回收企业Redwood Materials宣布生产铜箔和正极材料。电动汽车产业链的投资加速，也导致了电池以及相关材料需求的爆发式增长。

2021年10月，美国汽车租赁服务商Hertz宣布向特斯拉购买10万辆汽车用于其租车服务；宁德时代在湖北成立价值50亿美元的电池回收基地，将重点回收废旧电池中的钴、锂等材料，目前电池回收产业也逐渐成为新能源汽车发展的关键环节。

2021年12月，彭博新能财经发布电池包价格在2021年进一步下降了6%(132美元/kW·h)，表示电池成本持续减低让电动汽车的趋势向好。

从供应链角度看，回收和可持续发展正成为越来越受关注的问题[4]。随着新能源汽车产销的突破性增长，电池对锂资源的需求快速增长将推进世界各地的锂矿项目。新能源汽车的增长也将带来大量的退役的废旧动力电池，若未妥善处置将引发新的环境问题，虽然电池的主要构成材料中不含汞、镉、铅等毒性较大的金属元素，但钴、镍、铜等金属依然会危害人类健康、生态环境，且正极、电解液等材料存在六氟磷酸锂及酯类有机化合物等有毒物质。综上，我们能看到中美日的动力电池回收产业蓄势待发，具有广阔的发展前景。

6 展望

中国目前在电池制造、原材料、基建、市场等方面领先全球[5]，其他国家也强烈意识到电池相关行业的广阔前景及战略重要性，欧盟将以Northvolt作为欧洲领跑者，建立其第一家本土锂离子电池超级工厂以保证在关键行业和技术方面的战略自主权。如今的美国供应链还比较薄弱，电池组件和电芯的制造能力占全球市场份额的10%以内，但其也在电池行业的科研、开发、制造和销售能力方面奋起直追。基于亚太地区众多的工厂数量、产能(2030年预计2 000 GWh)以及行业中的企业分布情况来看(比亚迪、宁德时代、SK、远景等)，未来亚太地区依然会继续引领行业。随着研发的推进，电动汽车市场将更倾向于具有更优续航里程及成本的“新型”化学电池，磷酸铁锂及三元正极材料会在新的电动汽车中普及[6]；组成电池正极的镍、钴、锂材料价格虽然在过去的十年中逐年下降，但也会出现材料短缺的情况，伴随供应链需求的不断平衡，电池原材料的价格波动仍将继续存在；随着政策、企业、市场的相互促进作用，未来全球范围内的各大车企将进一步加快电气化转型。