二次電池引領(lǐng)工業(yè)4.0大步前行 寧德時(shí)代后來居上

隨著攜帶式無線電子產(chǎn)品、電動(dòng)車及機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，二次電池(Secondary Battery)的重要性跟著日益升高，二次電池被視為工業(yè)4.0時(shí)代的閃耀明星，且有望繼半導(dǎo)體之后，成為電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可獲缺的“新稻米”，吸引各國業(yè)者爭相加入投資與擴(kuò)產(chǎn)行列。

二次電池引領(lǐng)工業(yè)4.0大步前行

二次電池俗稱蓄電池或充電電池，為引領(lǐng)近代電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵零組件之一，尤其進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，重要性不亞于半導(dǎo)體。二次電池的代表為鋰電池，隨著攜帶式無線電子產(chǎn)品、電動(dòng)車及機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，二次電池重要性日益升高。

韓國NH投資證券預(yù)估，2025年二次電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)130兆韓元(約1,157億美元)，約與2017年存儲(chǔ)器產(chǎn)值相似。二次電池誕生的目的，主要是為了解決一次電池用完就丟的缺點(diǎn)。二次電池在產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈位置居中；一方面倚賴上游材料不斷改進(jìn)，另一方面也得視下游終端產(chǎn)品需求發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)。

1991年日本Sony為回應(yīng)IT產(chǎn)品不斷朝高電量、輕薄化及小型化的進(jìn)化需求，率先成功將圓筒型鋰電池(LiB)商用化。之后1996年方型鋰電池、1999年袋裝型(pouch-type)鋰電池及2003年電動(dòng)工具用圓筒型電池等相繼問世。2009年韓國樂金化學(xué)(LG Chem)宣布量產(chǎn)電動(dòng)車中大型電池。

由于二次電池不斷發(fā)展，帶動(dòng)電動(dòng)車從內(nèi)燃機(jī)與二次電池組合的混合動(dòng)力汽車(HEV)，逐漸發(fā)展為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(PHEV)及100%靠二次電池驅(qū)動(dòng)的電池電動(dòng)汽車(BEV)等各種電動(dòng)化車款(xEV)。

隨著全球電動(dòng)車風(fēng)潮逐漸興起，二次電池業(yè)者也開始瞄準(zhǔn)電動(dòng)車市場(chǎng)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。較為特別的是，現(xiàn)今二次電池業(yè)者，不再只是被動(dòng)供應(yīng)電池，而是將目光朝向新興物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)等領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)，期望也能扮演推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的幕后推手。

另一方面，二次電池產(chǎn)業(yè)的成長，也得靠上游材料不斷發(fā)展，電池業(yè)者才能持續(xù)推出新產(chǎn)品，順應(yīng)下游產(chǎn)業(yè)的需求變化。因此如何不斷提升材料技術(shù)競爭力、降低生產(chǎn)費(fèi)用，也成為二次電池業(yè)者們共同努力的課題。

電動(dòng)車推升二次電池需求涌現(xiàn)

據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)The Freedonia Group資料，全球一次電池與二次電池需求，預(yù)計(jì)每年將以近8%的速度成長，預(yù)估2019年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1,200億美元，但其中真正的成長仍得靠二次電池。

目前電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，被視為二次電池產(chǎn)業(yè)未來成長動(dòng)力的主要來源。一般而言，電動(dòng)車搭載的二次電池容量約為手機(jī)的7,000倍、筆記本電腦(NB)的700倍，因此電動(dòng)車加速普及，料將帶動(dòng)二次電池需求出現(xiàn)爆炸性成長。

NH投資證券預(yù)測(cè)，2018年二次電池市場(chǎng)規(guī)模為137GWh、2020年增至311GWh，到了2025年將上看1,120GWh，xEV二次電池的市場(chǎng)規(guī)模，也將從2018年的67GWh，成長至2020年的208GWh及2025年的809GWh。

全球成品車業(yè)者正在加速發(fā)展電動(dòng)車事業(yè)，市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)指出，2017年全球電動(dòng)車銷量約110萬輛，2025年將增至1,100萬輛，2030年上看3,000萬輛。目前電動(dòng)車雖然僅占全球汽車市場(chǎng)的1%，不過2025年將上升至11%。另有預(yù)估指出，2040年電動(dòng)車將占全球汽車市場(chǎng)的55%。

BMW預(yù)計(jì)2025年之前推出25款電動(dòng)車產(chǎn)品，其中包含12款純電動(dòng)車。福斯汽車(Volkswagen)宣布2025年之前，電動(dòng)車年銷售目標(biāo)為300萬輛，電動(dòng)車部門計(jì)劃5年投資340億美元。通用汽車(GM)正在進(jìn)行大規(guī)模塊織重整，未來也將發(fā)展電動(dòng)車事業(yè)。

電動(dòng)車龍頭Tesla稍早表示，2020年電動(dòng)車銷量目標(biāo)為100萬輛。韓國現(xiàn)代汽車(Hyundai Motor)傳出將以2025年，擁有電動(dòng)車產(chǎn)品群14種、挑戰(zhàn)成為全球電動(dòng)車第三名為努力目標(biāo)。

中日韓三方業(yè)者忙擴(kuò)產(chǎn)

事實(shí)上，2018年以前二次電池市場(chǎng)并不被看好，對(duì)于二次電池能否賺錢，許多人也抱持懷疑態(tài)度。但是隨著全球車商投入發(fā)展電動(dòng)車事業(yè)后，二次電池業(yè)者、相關(guān)材料與零組件廠商也跟著積極投入擴(kuò)產(chǎn)。

此外，中國決定2020年廢除電動(dòng)車補(bǔ)助金制度，韓國業(yè)者認(rèn)為2020年，將是搶攻電動(dòng)車二次電池市場(chǎng)的關(guān)鍵年。目前電動(dòng)車搭載的電池，預(yù)料將從第二代升級(jí)至第三代，電池功能與價(jià)格料將更具市場(chǎng)競爭力。

從目前中日韓三方業(yè)者的擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程來看，2020年樂金化學(xué)計(jì)劃將產(chǎn)能擴(kuò)大至90GWh居首，其次為寧德時(shí)代的58GWh、Panasonic的45GWh、比亞迪(BYD)的34GWh及三星SDI的32GWh。從車用二次電池每1GWh產(chǎn)能設(shè)備投資金額約700億~1,200億韓元來看，預(yù)計(jì)上述5家業(yè)者2020年前恐將陸續(xù)投資1.2兆~4.9兆韓元。

綜觀全球二次電池市場(chǎng)為中國、日本及韓國業(yè)者天下。 首先，Panasonic繼美國、日本、中國等地投資設(shè)廠后，最近開始瞄準(zhǔn)歐洲市場(chǎng)，計(jì)劃于捷克、斯洛伐克興建零組件工廠。Panasonic目前電動(dòng)車電池仍以美國、日本市場(chǎng)為主，主要客戶為Tesla及豐田汽車(Toyota)。

本土寧德時(shí)代最近決定于美國底特律設(shè)立了服務(wù)與銷售分公司，這是寧德時(shí)代繼歐洲、日本等地后，于海外設(shè)立的第四處據(jù)點(diǎn)。比亞迪最近也傳出將于歐洲、歐洲建立電動(dòng)車電池工廠。

為了迎接電動(dòng)車時(shí)代需求激增，及國內(nèi)2020年結(jié)束補(bǔ)助金制度，韓國業(yè)者三星SDI、樂金化學(xué)及SK Innovation，最近也開始展開積極投資。 樂金化學(xué)位于韓國、波蘭、中國等地電池廠陸續(xù)傳出擴(kuò)建消息。SK Innovation繼中國、匈牙利工廠后，日前決定于美國格魯吉亞州投資1.1兆韓元建廠，預(yù)計(jì)2022年完工量產(chǎn)。

三星SDI已在韓國、中國、馬來西亞及匈牙利等地設(shè)立電池工廠，天津電池廠擴(kuò)建，預(yù)計(jì)將于2019年初完工，目前正考慮興建西安二廠，總投資金額約1.3兆韓元。另外，三星SDI也將對(duì)美國密西根州奧本山(Auburn Hills)電動(dòng)車電池組工廠，進(jìn)行6,200萬美元的擴(kuò)產(chǎn)投資。

SK Innovation盡管為韓國三大電池業(yè)者中，較晚進(jìn)入市場(chǎng)者，但是SK集團(tuán)(SK Group)日前也宣布，有意培育電池成為第二個(gè)半導(dǎo)體事業(yè)，加上日前傳出福斯汽車有意攜手SK Innovation，于歐洲興建大規(guī)模電動(dòng)車電池工廠，SK Innovation未來在電池領(lǐng)域的動(dòng)向值得關(guān)注。

盡管市場(chǎng)前景看來一片大好，但二次電池市場(chǎng)其實(shí)也隱藏不少危險(xiǎn)因子，例如目前各廠瘋擴(kuò)產(chǎn)情形，就與當(dāng)年DRAM產(chǎn)業(yè)類似。電動(dòng)車電池市場(chǎng)由日本及中國所掌握，韓國三家電池業(yè)者目前合計(jì)市占率約13%，僅為第一名業(yè)者Panasonic的一半。

不過也有人認(rèn)為到了2020年，充電一次可跑500~600公里的電動(dòng)車正式問世，相較于中國業(yè)者，具技術(shù)競爭力的韓國將可望展開彎道超車。

二次電池四大核心材料不可缺

電池的四大核心材料為陽極材料、陰極材料、分離膜及電解質(zhì)。韓國樂金化學(xué)、三星SDI及SK Innovation，盡管已稱霸小型電池市場(chǎng)7年，中大型電池市場(chǎng)也擠進(jìn)前五名之內(nèi)，不過電池核心材料仍多依賴國外業(yè)者。據(jù)矢野經(jīng)濟(jì)研究所報(bào)告，2017年全球電池核心四大材料市場(chǎng)，韓國市占遠(yuǎn)低于中國及日本。

專利方面，全球二次電池約45%的專利，掌握在日本企業(yè)手中，不過如以個(gè)別企業(yè)而言，韓國樂金化學(xué)則是排名第一，擁有3,501件專利，排名在后的為豐田汽車(2,896件)、三星集團(tuán)(2,322件)及Panasonic(1,974件)。

日本材料業(yè)者東麗(Toray)稍早就宣布投資約11億美元，擴(kuò)增鋰電池分離膜(LiBS)產(chǎn)能，目標(biāo)2020年產(chǎn)能達(dá)到20億平方公尺，并且考慮在歐洲與美國興建工廠。原本東麗僅次于旭化成(Asahi Kasei)排名第二，但是2005年SK Innovation快速擴(kuò)產(chǎn)后，SK Innovation正以2020年成為濕式分離膜市場(chǎng)第一業(yè)者為努力目標(biāo)。

電解質(zhì)方面，市場(chǎng)競爭力最強(qiáng)的業(yè)者為三菱化學(xué)(Mitsubishi Chemical)，2017年5月完成電解質(zhì)原料擴(kuò)產(chǎn)。韓國電解質(zhì)業(yè)者厚成(Foosung)2017年6月宣布投資8,160萬美元，將中國子公司產(chǎn)能由400噸提高到2,000噸。

住友化學(xué)(Sumitomo)為全球最大的鎳鈷鋁(NCA)陽極材料業(yè)者，計(jì)劃投資擴(kuò)產(chǎn)將產(chǎn)能提高1,000噸；Panasonic為住友化學(xué)的大客戶，住友化學(xué)決定擴(kuò)產(chǎn)與Panasonic打算提高電池產(chǎn)量有關(guān)。韓國Ecopro是僅次于住友化學(xué)，在鎳鈷鋁電池陽極材料市場(chǎng)排名第二的業(yè)者。

韓國鎳鈷錳(NCM)陽極材料業(yè)者L&F，位于韓國大邱的新工廠已完工投產(chǎn)，年產(chǎn)能為1.5萬噸，后續(xù)將視市場(chǎng)需求擴(kuò)產(chǎn)。韓國唯一天然石墨陰極材料業(yè)者Posco Chemtech，2017年中旬二次電池陰極材料生產(chǎn)設(shè)備5號(hào)機(jī)完工啟用，年產(chǎn)能為2,000噸，每年總產(chǎn)能可達(dá)到8,000噸。

全固態(tài)電池技術(shù)受矚目

2017年寧德時(shí)代的出貨量超過Panasonic，震撼日本電池產(chǎn)業(yè)。日本企業(yè)以豐田汽車為首，設(shè)定2020年代初期商用化目標(biāo)，計(jì)劃與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)等，共同開發(fā)次世代全固態(tài)電池。

全固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)在于能量密度高于市場(chǎng)主流鋰電池，充放電快速而且不易起火爆炸，使用在汽車領(lǐng)域更能解決電動(dòng)車充電耗時(shí)的問題，因此2017年12月豐田汽車與Panasonic，宣布將于次世代電動(dòng)車電池展開合作時(shí)，便提到了車用固態(tài)電池。

在日本政府支持下，本田(Honda)、日產(chǎn)(Nissan)等主要車商，也開始與旭化成、東麗等電池材料業(yè)者合作，共同研發(fā)次世代全固態(tài)電池。日前BMW也與Solid Power技術(shù)合作，計(jì)劃2026年推出全固態(tài)電池電動(dòng)車。另外，現(xiàn)代汽車2018年上半，也宣布投資美國兩間全固態(tài)電池企業(yè)。

此外，三星SDI、樂金化學(xué)、SK Innovation等，目前皆投入全固態(tài)電池研發(fā)。韓國業(yè)界認(rèn)為，全固態(tài)電池想要改變以鋰電池為中心的市場(chǎng)版圖，恐怕仍需一段時(shí)間，推測(cè)2040年之前，鋰電池仍能維持市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)。