


随着电动汽车(EV)成本的持续下降,全球电动汽车的供应量和对其电池的需求量都在增加。
自2010年以来,锂离子电动汽车电池组的平均价格已从每千瓦时1200美元降至2021年的每千瓦时132美元。
如下图所示,每个电动汽车电池组内都有多个相互连接的模块,由数十到数百个可充电锂离子电池组成。总的来说,这些电池约占平均电池组总成本的77%,约为101美元/千瓦时。
那么,是什么驱动了这些单个电池的成本呢?
基于圆曲线,百分比可能不会增加到100%
为什么正极如此昂贵?
因为当电池放电时,电子和带正电的分子(也就是锂离子)都从负极流向正极,正极将电子和正电分子储存起来,直到电池再次充电。
这意味着正极可以有效地决定电池乃至电动汽车本身的性能、续航里程和热安全性,使他们成为最重要的部件之一。
锂电池也往往用正极材料命名,如三元锂电池,就是使用三元材料做正极的锂电池。
正极由各种金属(精炼形式)组成,具体取决于电池的化学性质,通常包括锂和镍。
常见的正极材料可以分为:
钴酸锂(LCO);
锰酸锂(LMO);
磷酸铁锂(LFP);
和三元材料(NCM)。
构成正极材料的电池金属需求量很大,随着电动汽车销售的推进,特斯拉等汽车制造商都在争相确保供应。事实上,正极材料中的电池金属和电池其他部分的商品约占电池总成本的40%。
正极以外的组件占电池成本的49%。
其中,电池制造过程包括电极制备(混料、涂布、干燥、溶剂回收、辊压、裁切、电极真空干燥),电池组件(叠片或卷绕、焊接、入壳、封口、注液等)和电池电化学激活(预充电、化成、老化等),这一过程占总成本的24%。
目前,全球最大的电池制造商位于亚洲,中国宁德时代居首;全球80%的电池制造发生在中国。
负极是电池的另一个重要组成部分,占总成本的12%——大约是正极成本的四分之一。锂离子电池的负极通常由天然或合成石墨制成,这往往比其他电池商品更便宜。
此外,隔膜、电解液和电池外壳分别占总成本的7%、4%和3%。
尽管电池成本30年以来一直在下降,但最近锂等关键电池金属价格的飙升,给它们的未来发展带来了更多的不确定性。