特斯拉对铁基电池的押注对电池制造商意味着什么

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本周早些时候,埃隆·马斯克(Elon Musk)对铁基电池发表了迄今为止最乐观的言论。他指出,特斯拉正在“长期转变”,在其储能产品和一些入门级电动汽车中使用更老、更便宜的磷酸铁锂(LFP)电池。

这位特斯拉首席执行官认为,该公司的电池最终可能会采用大约三分之二的铁基电池和三分之一的镍基电池。“这实际上是好事,因为世界上有大量的铁。”他补充说。

马斯克的言论反映了汽车行业已经发生的变化,主要是在中国。中国以外的电池化学产品主要以镍为基础,特别是镍锰钴(NMC)和镍钴铝(NCA)。由于这些新型化学物质具有更高的能量密度,可以让原始设备制造商(OEM)改进电池的续航里程,因此对汽车制造商来说,它们已经变得很有吸引力。

如果马斯克的乐观预示着整个电动汽车行业的真正转变,那么问题是中国以外的电池制造商能否跟上。

马斯克并不是唯一一个表示要回归磷酸铁锂模式的汽车公司高管。今年早些时候,福特首席执行官吉姆·法利(Jim Farley)表示,公司将在一些商用车中使用磷酸铁锂电池。与此同时,大众汽车首席执行官赫伯特·迪斯(Herbert Diess)在公司首次电池日发布会上宣布,磷酸铁锂将用于一些大众入门级电动汽车。

在储能方面,马斯克关于在Powerwall和Megapack中使用基于磷酸铁锂的化学物质的评论,与其他推动铁基配方的固定式储能公司是一致的。电池研究公司凯恩能源研究顾问(Cairn Energy research Advisors)负责人萨姆·贾菲(Sam Jaffe)对TechCrunch表示:“固定储能行业希望转向磷酸铁锂,因为它更便宜。”

磷酸铁锂电池的吸引力有几个不同的原因。首先,它们不依赖于钴和镍等极其稀缺且价格不稳定的原材料。(钴矿主要来自刚果民主共和国,由于采矿条件不人道,钴矿受到了额外的审查。)虽然磷酸铁锂的能量密度比镍基化学物质低,但磷酸铁锂电池要便宜得多。对于那些希望推动转向电动汽车的人来说,这是个好消息,因为降低每辆车的成本可能是提高电动汽车使用率的关键。

马斯克清楚地看到了特斯拉铁基化学的重要未来,他的评论帮助将磷酸铁锂重新推到了聚光灯下。但有一个地方他们仍然是这个节目的明星:中国。

中国对磷酸铁锂的垄断

研究公司Benchmark Mineral Intelligence的价格和数据评估主管卡斯帕·罗尔斯(Caspar Rawles)在最近接受TechCrunch采访时解释说:“磷酸铁锂几乎只在中国生产。”

中国在磷酸铁锂电池生产方面的主导地位,在一定程度上与一系列关键的磷酸铁锂专利有关,这些专利由一个由大学和研究机构组成的联盟管理。10年前,该联盟与中国电池制造商达成协议,只要磷酸铁锂电池仅在中国市场使用,制造商将不会被收取许可费。

因此,中国垄断了磷酸铁锂市场。

中国电池制造商可能会从转向磷酸铁锂的潜在结构性转变中受益最大,尤其是比亚迪和宁德时代,后者已经为在中国生产和销售的特斯拉汽车生产了磷酸铁锂电池。(与此同时,大众汽车在中国磷酸铁锂制造商国轩高科持有大量股份。)这些电池制造商并没有放慢速度:今年1月,宁德时代和深圳市德方纳米科技有限公司与中国当地一个省份签署了一项协议,将在三年内斥资2.8亿美元建设一座磷酸铁锂阴极工厂。

行业分析师罗斯基尔(Roskill)解释说,磷酸铁锂专利将于2022年到期,这可能会给中国以外的电池制造商留出时间,开始将部分生产转向含铁配方。然而,所有计划在欧洲和北美的电池工厂——其中许多是与LG化学或SK Innovation等韩国工业巨头的合资企业——仍然专注于镍基化学。

“美国要想利用磷酸铁锂的优势,就必须在北美制造。”贾菲解释说,“如今在美国建造超级工厂的每个人都在计划制造高镍化学制品。对本地生产的磷酸铁锂电池的巨大需求尚未得到满足。”

罗斯基尔表示,他预计未来几年北美和欧洲将有一些磷酸铁锂产能,特别是在专利到期之后。他指出,宁德时代和另一家电池制造商蜂巢能源(SVOLT)都在德国采取了行动,但这两家公司都是中国公司,这就留下了一个问题,即其他亚洲或西方公司能否在磷酸铁锂市场上竞争。(从2025年开始,由标致雪铁龙与菲亚特-克莱斯勒合并而来的Stellantis选择SVOLT作为其电池供应商之一。)

在储能方面,贾菲表示,他认为“大多数固定储能系统最终都将是磷酸铁锂,这是不可避免的。”

然而,美国国内制造业并没有失去所有。贾菲补充说:“建设磷酸铁锂本地制造业的好消息是,供应链很简单:除了锂之外,还有铁和磷酸,这两种廉价材料已经(在美国)大量生产了。”

最终,这不是一个电池化学成分对另一个电池化学成分的问题。更有可能的是,我们已经开始从包括特斯拉在内的汽车制造商那里看到:铁基电池将主要用于入门级和更便宜的汽车,而镍基电池将用于更高端和性能更高的汽车。许多消费者可能会满足于一辆200至250英里的车,比一辆300至350英里的车便宜几千美元。

汽车制造商也开始采取行动控制电池供应,无论是通过垂直制造还是与老牌电池公司合资。这意味着北美和欧洲磷酸铁锂产能的增长不仅是可能的,而且是不可避免的。

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