電池爭霸戰一觸即發 華搶佔先機「靠呢樣」...

2021年04月05日 15:33
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現屆美國政府上台後不久,即下令「排查」幾種戰略物資的供應鏈,除了半導體外,還有大容量電池,原因顯然是與中國爭奪環保議題的話語權,故全力減低碳排放,其中,電動車乃「重中之重」。事實上,一眾科技大國早就於電池技術領域鬥得如火如荼,搶奪固態電池,內地蔚來汽車(美股︰NIO)更聲言明年就會將它引入新車款,較外國傳統車廠更為進取。
車用電池涉及大量專業術語,但歸根究柢還是於續航里程、成本優勢和安全性範疇「拗手瓜」。
固態電池是以固態電解質取代現時主流的液態電解質,廠商可選用更能提高能量密度的電極材料,同時簡化封裝和冷卻系統,同一體積的電池系統遂能承載更多電源,提高續航能力。更重要的是,萬一電池受損會釋出龐大熱量,液態電解質容易令整個電池着火,而固態電解質可大大降低電池發熱帶來的危險。
專走高檔車型路線、近日不斷傳出來港第二上市消息的蔚來汽車今年初發布固態電池方案,據報,該公司明年第四季就會引入到旗下車款,續航里程能提高至850公里,即足夠來回行走香港至廣州3遍。「鱷王」索羅斯披露上季新建倉的美國車用電池初創公司QuamtumScape(美股︰QS)比蔚來早一個月宣布,其「一疊卡片大小」的鋰金屬固態電池,能在15分鐘充滿八成電。
固態電池無疑是各大車廠的兵家「必爭之地」,豐田汽車提出2025年前將推出搭載固態電池的車款,日產則把目標定於2027至2028年,福士也表示2025年後會於旗下車型推出這款「終極鋰電池」,「把充電時間縮減一半至12分鐘」。這是否意味着蔚來遙遙領先傳統汽車巨頭?
有內地分析師指出,豐田、日產和福士指的是「全固態電池」,蔚來明年亮相的其實是「半固態電池」,液態電解質的含量有所降低,但不至於徹底不用,優勝之處在於可用一些能提高能量密度、但配搭液態電解質時會較為危險的電極材料。完全不用液態電解質的「全固態電池」還要克服成本較高昂的難關,距離商業化仍需時5至10年。
不管如何,內地去年11月初發布2021年起15年的內地新能源汽車產業發展規劃時,拋出一列「核心技術攻關工程」,包括「加快固態電動力電池技術研發及產業化」。內地光大證券甚至以「軍備競賽」去形容各國期望搶佔固態電池先機去贏得市場份額。
有人民銀行官員早前稱,「人民幣國際化可減輕美元作為國際貨幣的負擔」,撇除自由兌換和金融穩定的財金關卡,一大條件是內地科技不斷進步,為全球製作更多不得不買的產品,增強各國保存人民幣的誘因,如1980年代日圓國際地位隨着日貨橫掃於全球崛起。高盛曾估算,2020至2040年間,電動車銷量年均複合增長率達19%,電動車及電池技術對於中國經濟的意義不言而喻。
據外電報道,現時內地生產全球約67%鋰電池,按中美兩國佔全球產量85%計,已遠遠拋離美國,歐洲產量佔全球僅3%,這回輪到歐美要設法保障供應自主。號稱深圳創業板「股王」的內地車用電池「一哥」寧德時代(300750.SZ),於去年12月29日至今年2月25日連發多刊公告,一言蔽之就是豪擲785億元人民幣擴建廠房,市場估計5年後其產能將相當於去年出貨量的10倍。
另方面,大和指出,總部設於廣州的天賜材料(002709.SZ)是全球最大鋰鹽電解質生產商,其客戶包括寧德時代和南韓LG化學等一線車用電池企業。
【小知識:拆解電池運作 谷「固態」有因】
現時主流鋰電池分為4部分,分別為正極、負極、液態電解質和隔膜。放電時儲存在負極的鋰原子會分解為一顆鋰離子和一顆電子,鋰離子經電解質穿過隔膜移向正極,帶着電荷的電子則經電路移向正極,形成電流,途中發揮其作用,也就是說鋰離子和電子各自取道移往正極並重新結合成鋰原子。
當愈來愈多負極的鋰原子「兵分兩路」流往正極,需要充電的時間就愈來愈近,在外來電力的作用下,處於正極的鋰原子會再次分解為一顆鋰離子和一顆電子,分別經電解質和電路回到負極。
隔膜嚴防電子通過,否則會引致短路,其損毁可以是由於撞車等引發的衝擊力,或勞損而引起。內地監管電池的主要實驗就是用鋼針刺穿電池引致短路,觀其熱力散發的狀況,會否演變成大火甚至爆炸。比亞迪(01211)剛好一年前推出的「刀片電池」,即被鋼針刺穿時表面溫度不過100度,甚至沒有冒煙;固態電池可以省掉隔膜。
鋰電池大行其道的原因是人類經過多年探索後發現,作為地球上最輕金屬元素的鋰,同一體積較輕且能釋放更多電子,換言之能夠提供上佳的能量密度。1980年代開發出首個鋰電池原型的吉野彰前年憑此為日本添一個諾貝爾化學獎。
工程師們其後反覆嘗試不用的正極和負極材料,現時負極主流用石墨,職責是儲存鋰原子,正極則分「磷酸鐵」和「三元材料」兩種。「磷酸鐵」其實是化合物磷酸鐵鋰(LiFePO4)的通稱,而「三元材料」則是由鎳、鈷和錳3種金屬元素和鋰組成,鎳能提高能量密度,鈷的作用是穩定性。
「磷酸鐵」鋰電池的自燃溫度高達攝氏800度,比「三元材料」鋰電池高600度,因此較為安全,比亞迪的「刀片電池」短路也不燃燒正是因為這種構造,問題是比起「三元材料」,「磷酸鐵」的能量密度、續航里程,以及在低溫環境的性能都顯著遜色。鎳含量高較危險,降低鎳含量則要提高鈷,問題是鈷供應有限且昂貴,電動車廠商已經開始探索「無鈷電池」。
【美加或聯手抗華 中資電池股點揀?】
加拿大上月底針對關鍵金屬開採的外國投資條例,買家若是國有或受國家影響,當地政府或會審視潛在交易對國家安全影響,市場相信背後是加方要與美國攜手保障車用電池供應鏈的安全,抗衡內地企業早年密密出手掌握不少世界級礦場帶來的威脅。
要數內地如何掌握關鍵車用電池材料,必數洛陽鉬業(03993)於非洲剛果民主共和國(下稱剛果)坐擁兩個銅鈷礦場,合共559萬噸的資源,成為全球最多鈷資源的企業,其中310萬噸更是公司於去年12月中時收購的Kisanfu。大和引述洛鉬管理層指,該項目今年就會投產,不日會宣布發展藍圖,可望成為短線催化劑。
正當電動車公司積極發展「無鈷電池」威脅洛鉬之際,市場相信續航能力更強的「三元材料」鋰電池當中,鎳的比重或會邁向八成,甚至更高。甘肅省地方國企、金川國際(02362)母企金川集團據報坐擁15萬噸的鎳,藏量屬全球第三。
然而,要留意的是,金川國際去年收入還是以銅和鈷為主,分別貢獻73.03%及20.65%。更直接受惠鎳需求上升的反而是新疆新鑫礦業(03833),它是內地第二大電解鎳生產商,即是熔掉鎳礦石化合物後透過電解提鍊鎳金屬,佔去年收入64.83%,價格上升及成本下降,令毛利率大升至34.21%。
金川國際指,銅供應短期將保持緊張,原因包括美國通過近兩萬億美元的紓困方案,將連同疫苗接種帶動經濟復甦,以及電動車充電站10年內將倍增也利好銅的需求。鈷方面,佔全球供應近兩成的剛果開採商預期要停產兩年之際,剛果政府也從勞工和物流等方面加強對採鈷的監管。
大和預測,今年鈷價為每噸5萬美元,即現時倫敦3個月期鈷的價位,按年大漲59%,之後兩年將企穩約5.2萬美元,並引述洛鉬管理層指,鈷價難再大漲,再漲也不健康,集團未來增長動力在於增產和削減成本。該行又引述贛鋒鋰業(01772)管理層指,碳酸鋰價格有望進一步升穿每噸9萬元人民幣,但擔心電池廠商未必能夠完成轉嫁給消費者。
鋰金屬方面,近期財務有麻煩的天齊鋰業(002460.SZ)於2018年收購世界最大鋰生產商SQM近24%股份,華友鈷業(603799.SH)則透過持有澳洲公司AVZ Minerals 7.63%股份,涉足位於剛果的全球最大鋰礦Manono。華友提煉鈷為主,洛鉬則負責採礦,大和指前者是更純正的電動車概念股。
【日研「下下代蓄電池」謀翻身】
鋰電池誕生於日本,可是市場已被中國和南韓企業霸佔,「存在感」愈來愈低。然而,日本科學界已經將目光投射到「後固態電池時代」,誓要掀起革命。
正當日本工程師苦思採用甚麼物料生產固態電解質,甚至讓電池自行收復的技術之際,大阪府立大學教授林晃敏正研發充電性能和成本上都比全固態電池更強的「下下代蓄電池」,據報他把目光放在鈉,指鈉電池配合攙入銻和硫磺的電解質,離子移動的容易度比全固態鋰電池的最高值高出三成。
另邊廂,九州大學教授岡田重人則嘗試在正極和電解質上,使用氯化物,兩人異曲同工之處在於鈉和氯乃食鹽的主要元素,於海水更是取之不盡。究其原因,恐怕還是中國掌握不少鋰資源,不計內地企業的海外投資,據報單是青海省的鹽湖去年已經貢獻全球一成鋰產量,歐盟誓要2030年實現鋰和鈷等電池原料的再利用,擺脫對中國的依賴。
更甚者,日本初創企業iElectrolyte想到從海帶的粘液成分作為電池內部的黏合劑,據報證實能夠提高電池容量。
話雖如此,更迫在眉睫的是盡量讓電極擺脫昂貴且供應不多的鈷,據報在車載電池領域掌握全球約兩成份額的Panasonic將在3年以內推出不採用鈷的電池,要在倚賴一家大型美國電動車公司的危機下殺出重圍。日產亦爭取最早於2020年代中期讓低價的無鈷電池達到實用水平,不會因為節省鈷的成本而犧牲續航里程。
與此同時,為了應對中國企業的攻勢,三菱化學擬於2023年之前將鋰電池核心材料的產能提高約一半。不過,瑞穗分析員指,製造現行鋰電池材料的日本廠商,正積極增產的相當之少,搶佔市場份額時處於劣勢。
就日本1980年代經濟泡沫爆破後一直低迷,還原當年經濟失控狀況的日本暢銷書《泡沫》指出,一大原因是日本沒有乘着日圓升值推動經濟和產業改革,抱殘守缺,只想以「放水」解決問題。現今日企「無所不用其極」地保持電池技術領先,實為適應市場瞬息萬變的正確方法。