誰卡了馬斯克的脖子：動(dòng)力電池的原料爭奪戰(zhàn)

6月13日，剛參加完亞布力論壇的比亞迪(01211)董事長王傳福，又馬不停蹄趕到重慶，在演講中，他擺出了一組數(shù)據(jù)：中國70%以上的石油需要進(jìn)口，70%(實(shí)際上是80%)需要經(jīng)過馬六甲海峽，70%是消費(fèi)在交通運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

不過王傳福的目的不是給電動(dòng)車造勢，而是想說電動(dòng)車同樣會(huì)遇到燃油車的“卡脖子”問題：“發(fā)展新能源汽車最主要是為了解決石油卡脖子問題，但是中國的鈷資源幾乎沒有，鎳資源也很少，中國不可能走回頭路，從被石油卡脖子到被金屬鈷和鎳卡脖子。”

因此他得出結(jié)論，相比于要使用大量鎳、鈷的三元鋰電池，使用磷酸鐵鋰作為正極材料的刀片電池不僅安全性更好，而且完全不依賴稀有金屬，沒有卡脖子的后顧之憂。

擔(dān)心被卡脖子的不止王傳福，還有太平洋對(duì)岸的馬斯克。今年2月份，砍掉了公關(guān)部的馬斯克發(fā)了一條推特，說道：“鎳是我們最大的擔(dān)憂，正是因?yàn)殒嚩倘?，所以?biāo)準(zhǔn)續(xù)航版車型才會(huì)使用無鎳的磷酸鐵鋰電池?！?/p>

雖然大家都有相似的憂患意識(shí)，但王傳福和馬斯克卻選擇了兩種截然相反的解決方案：比亞迪押注的是成本更低，能量密度也更低、同時(shí)也更安全的磷酸鐵鋰，并且在積極推動(dòng)刀片電池的外供;特斯拉(TSLA.US)選擇的是成本更高、能量密度更高、但安全性稍遜一籌的三元鋰電池。

為了鎖定上游資源，馬斯克一邊給鎳礦廠商畫餅，告訴他們“只要環(huán)保開采，就別愁沒有大訂單”，另一邊，又去勾搭鎳資源最豐富的印度尼西亞。

作為電動(dòng)車的“心臟”，電池及其上游的原材料供應(yīng)也越來越得到資本市場的關(guān)注，本文將試圖回答以下三個(gè)問題：

1. 為什么鎳如此重要?

2. 特斯拉為什么要死磕鎳?

3. 誰在鎳的開發(fā)上擁有最大話語權(quán)?

01 三大金屬的此消彼長

2019年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三個(gè)耄耋之年的老人，以表彰他們?cè)凇颁囯x子電池開發(fā)”領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，他們可能不會(huì)想到，四十多年前發(fā)明的鋰電池竟然會(huì)在汽車行業(yè)里掀起一場滔天巨浪。

鋰電池的工作原理其實(shí)并不復(fù)雜：通過鋰離子在正負(fù)極之間的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)充放電功能，之所以選擇鋰，因?yàn)樗鞘澜缟献钶p的金屬，在同等體積和重量的條件下，能存儲(chǔ)和搬運(yùn)更多的能量，是一種絕佳的載體。

正極是決定電池性能最關(guān)鍵的材料，所以電池通常都以正極材料命名，包括鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和三元鋰電池，鈷酸鋰因?yàn)楹邪嘿F的“鈷”，所以成本較高，但是由于更高的壓實(shí)密度，在3C電子行業(yè)占據(jù)統(tǒng)治地位。

目前，電動(dòng)車使用最多的是磷酸鐵鋰和三元鋰電池。

磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)壽命長，安全性好。而且不含鈷和鎳這樣的稀有金屬，所以成本低廉。缺點(diǎn)是能量密度不高，低溫性能差，但是通過封裝技術(shù)的提升，續(xù)航里程也能達(dá)到500-600km以上。國產(chǎn)Model3和比亞迪漢用的都是磷酸鐵鋰電池。

所謂的三元鋰電池，則是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(NCM)或者是鎳鈷鋁酸鋰(NCA)的鋰離子電池。目前，NCA的核心技術(shù)被松下牢牢掌握，專供特斯拉。國內(nèi)主要生產(chǎn)的是NCM。蔚來用的都是三元鋰電池。

無論是是三元還是磷酸鐵鋰，所有的技術(shù)路線都少不了對(duì)“鋰”的開發(fā)，鋰也被認(rèn)為是新能源時(shí)代的“白色石油”，全球大部分鋰資源主要分布南美和澳大利亞的“三湖七礦”中，按理說，鋰應(yīng)該是各方爭奪最激烈的資源，但事實(shí)并非如此。

從2015年開始，由于全球新能源汽車市場的爆發(fā)，上游鋰礦和鋰鹽的投資不斷增加，并且在2017-2019年持續(xù)放量，但是沒想到，在經(jīng)歷2019年全球汽車市場負(fù)增長之后，又碰到了2020年的新冠疫情，下游需求驟降，導(dǎo)致鋰鹽價(jià)格一路走低，從2018年的16萬/噸跌到去年的4-5萬元/噸。

換句話說，過去兩年鋰資源的供給其實(shí)是相對(duì)過剩的。那么作為三元電池的核心材料，含量最高的鎳、鈷的戰(zhàn)略價(jià)值逐漸凸顯。

其中，鈷金屬大部分分布在剛果(金)，因?yàn)殚L年戰(zhàn)亂，供給極不穩(wěn)定，價(jià)格波動(dòng)劇烈，很多電池廠商一直在想辦法降低鈷含量，包括特斯拉和長城旗下的豐巢能源都喊出“無鈷電池”，鈷的價(jià)格也從2018年上半年的9萬美元/噸下降至現(xiàn)在的4.45萬美元左右，近乎腰斬。

全球鈷價(jià)走勢圖

相比之下，鎳的重要性則更加無可取代：在三元鋰電池中，鎳含量基本上直接決定了能量密度，等于決定了電池的續(xù)航。鋰過剩，錳既不貴也不缺，鈷的含量和價(jià)格也在持續(xù)下降，如此一來，鎳的重要性則水漲船高，怎么避免被鎳“卡脖子”，也成了新能源車品牌繞不開的問題。

02 馬斯克的心病

2008年，特斯拉推出第一款跑車Roadster時(shí)，市場并不看好，其中一個(gè)原因在于它用的是18650鈷酸鋰電池，而非更廉價(jià)的磷酸鐵鋰電池，雖然續(xù)航不錯(cuò)，但是售價(jià)也高達(dá)10.9萬美元起。

所謂18650就是，直徑18mm，高65mm的圓柱形鋰電池(0代表圓形)，之前被大量用在筆記本電腦中，技術(shù)比較成熟，一致性和安全性都比較好，能量密度也比較大，特斯拉做的，就是把6831節(jié)18650電池通過串并聯(lián)的方式結(jié)合在一起，為汽車提供動(dòng)力。

為了進(jìn)入大眾市場，特斯拉在Model S中雖然也用的是18650電池，但把正極材料變成了價(jià)格更低的鎳鈷鋁(NCA)電池，提高了鎳含量，減少了鈷，電芯的能量密度提升到243Wh/kg，比Roadster高出了三成左右，但是價(jià)格卻減少了1萬美元。和ModelS源于同一個(gè)平臺(tái)的Model X，用的也是18650。

為了保證穩(wěn)定供應(yīng)和控制成本，特斯拉和松下2014年決定共同出資50億美元，在美國內(nèi)華達(dá)州的一片沙漠中建設(shè)超級(jí)工廠，為Model 3提供所需要的電池，但是規(guī)格從當(dāng)初的18650變成了21700。

從名稱中可以看出，新一代的電池變大了，電芯的容量達(dá)到4.8Ah左右，電池的能量密度也達(dá)到300Wh/kg左右，相比于18650提高了20%，原因在于，21700在保有高鎳含量的NCA正極材料的同時(shí)，負(fù)極材料由原來的100%的石墨變成了硅碳復(fù)合材料，如此一來，相同容量的電池組所需要的電芯數(shù)量將會(huì)顯著減少。

這一方面既降低了電池的管理難度，同時(shí)也因?yàn)闇p少了電池包里的結(jié)構(gòu)件而降低成本，電池系統(tǒng)的成本從當(dāng)初的180美元/Wh降低到170美元/Wh，從而推動(dòng)了特斯拉的銷量能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的飛躍。

從無到有，從Roadster到Model S，再從Model S/X到Model 3/Y，特斯拉每次產(chǎn)品推陳出新的背后都有一次電池技術(shù)的升級(jí)，而在更新?lián)Q代的過程中，存在一條清晰的路線圖：更高的鎳、更少的鈷、更大的電池，更少的總數(shù)，以及更高的能量密度。

簡單總結(jié)就是：高鎳無鈷化。

2012年，特斯拉Model S，單個(gè)電池能量密度為245Wh/kg，鈷含量為11kg/輛，到2018年，特斯拉Model3，單個(gè)電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到300Wh/kg，鈷含量卻下降到4.5kg/輛，比6年前減少了60%，但這并不能滿足馬斯克的胃口。

特斯拉的三次電池升級(jí)

從去年開始，全球新能源汽車市場開始爆發(fā)，動(dòng)力電池廠商經(jīng)過多年的磨練能力也越來越強(qiáng)，特斯拉獨(dú)步天下的電池技術(shù)優(yōu)勢也在被慢慢追趕，在這樣的背景下，特斯拉去年舉辦了“電池日”，宣布推出高鎳的4680電池，比在Model 3上用的21700又要大一個(gè)個(gè)頭，像一個(gè)小的啤酒罐，號(hào)稱成本可以降低14%，續(xù)航可以提高16%。

在發(fā)布會(huì)上，馬斯克說："如果我們最大限度地利用鎳，把鈷減少到零，我們可以使(電池)價(jià)格降低50%."

特斯拉的尋鎳之旅也由此開始。

03 中國隊(duì)的異軍突起

從總量上來說，地球上的鎳并不少，根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)計(jì)，截止到2019年年底，全世界已探明的鎳儲(chǔ)量約為8900萬金屬噸，印尼、澳大利亞、巴西和俄羅斯的儲(chǔ)量最為豐富，2019年，全球鎳產(chǎn)量約為250萬噸，印尼一國就占了約三分之一。

如果按照礦石性質(zhì)分，鎳礦主要分為硫化鎳和紅土鎳兩種。

前者主要分布在高緯度地區(qū)，冶煉技術(shù)成熟，但是儲(chǔ)量在不斷下滑，開采成本日漸升高，占總供給的39%，后者主要分布在低緯度地區(qū)，資源豐富，開采成本比較低，工藝成熟，而且因?yàn)榭亢?，所以運(yùn)輸成本也比較低，占總供給的61%。

如果按含鎳量來分，又分為一級(jí)鎳和二級(jí)鎳，前者主要用于生產(chǎn)電池、電鍍以及合金等產(chǎn)品，后者主要用來生產(chǎn)不銹鋼，從下游消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，目前不銹鋼是鎳的最大下游市場，占總消費(fèi)的70%，動(dòng)力電池雖然增長迅猛，但只占比5%左右。

而三元鋰電池所需要的鎳，自然是一級(jí)鎳，而一級(jí)鎳的來源只有兩種：硫化鎳礦或者是采用濕法冶煉的紅土鎳礦。

如前文所述，硫化鎳因?yàn)閮?chǔ)量和開采成本的原因，產(chǎn)量在不斷下滑。另一邊，由于新能源汽車市場的增長，動(dòng)力電池，尤其是高鎳三元正極材料的需求也將出現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長。根據(jù)Benchmark Minerals Intelligence的預(yù)測，到2030年，動(dòng)力電池對(duì)鎳的需求量將從2020年的13.9萬噸飆升到140萬噸，占鎳總需求的30%。

一邊是供給跟不上，一邊是需求爆發(fā)，硫化鎳的價(jià)格是肉眼可見的上漲。想要避免被原材料卡脖子，基本上只有兩條路：一是甘心挨宰，高價(jià)買硫酸鎳;二是想辦法利用廉價(jià)又豐富的紅土鎳生產(chǎn)電池級(jí)原料。

作為全世界生產(chǎn)新能源汽車最多的企業(yè)，也是對(duì)未來規(guī)劃最激進(jìn)的公司(2030年產(chǎn)量為2000萬輛)，特斯拉當(dāng)然感覺到了危機(jī)，所以從去年開始，馬斯克就把鎳視作公司前進(jìn)路上最大的攔路虎。

所以，從去年下半年開始，就有消息傳出特斯拉將會(huì)在印尼建立電池工廠，但卻不了了之。今年3月，特斯拉瞄上了位于太平洋的新喀多尼亞島，這座小島上的Goro鎳礦理論上每年可以生產(chǎn)6萬噸紅土鎳，特斯拉獲得了這些資源的供應(yīng)權(quán)。

Goro鎳礦原本是歸巴西淡水河谷公司和日本住友商事共同所有，雙方想通過濕法冶煉的方式，利用紅土鎳生產(chǎn)出動(dòng)力電池所需要的硫化鎳，投資巨大，但投產(chǎn)十年來一直沒有達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能，兩大股東損失慘重，最后只能割肉賤賣。

毫不夸張地說，誰能在紅土鎳的濕法工藝上取得革命性的技術(shù)突破，誰就能擁有鎳的定價(jià)權(quán)。所以過去十年，不少公司前仆后繼，除了淡水河谷和住友商事，還包括全球礦業(yè)巨頭必和必拓以及謝里特，但最終都以失敗告終。

然而，在這場技術(shù)革命中，中國軍團(tuán)卻實(shí)現(xiàn)了后發(fā)先至。

今年5月，位于印尼的力勤礦業(yè)宣布投產(chǎn)第一批氫氧化鈷產(chǎn)品，這也意味著利用紅土鎳生產(chǎn)電池級(jí)產(chǎn)品的可行性已經(jīng)得到了證實(shí)。除了力勤，中國不少企業(yè)已經(jīng)加入到這場技術(shù)革命的浪潮中，包括全球不銹鋼之王“青山控股”，華友鈷業(yè)、格林美、洛陽鉬業(yè)以及寧德時(shí)代控股的廣東邦普等。

這批中國軍團(tuán)的加入，一方面意味著用于硫化鎳的供應(yīng)緊張問題將得到極大緩解，同時(shí)也意味著鎳的價(jià)格將會(huì)進(jìn)一步下降，從而帶動(dòng)動(dòng)力電池系統(tǒng)以及電動(dòng)車成本的下降，這對(duì)于一直擔(dān)心被鎳卡脖子的新能源玩家來說，無疑是一個(gè)巨大的利好。

04 尾聲

表面看，汽車行業(yè)的競爭只存在于整車廠之間，但殊不知，在這場新能源革命的背后，上游礦產(chǎn)資源的爭奪戰(zhàn)更為激烈，因?yàn)檫@不僅涉及到公司利潤，還關(guān)乎國家的能源安全。

中國本身是一個(gè)少鋰、少鎳、無鈷的國家，過去十年通過一批企業(yè)在海外的收購和布局，已經(jīng)形成了一個(gè)完整的供應(yīng)和加工體系，也出現(xiàn)了包括寧德時(shí)代、比亞迪在內(nèi)的世界第一梯隊(duì)的動(dòng)力電池廠商。

但不能忽略的是，隨著歐美國家開始積極布局新能源，上游供應(yīng)鏈的競爭無疑將會(huì)加劇。

早在2017年，歐洲就成立了電池聯(lián)盟。今年6月，美國能源部、國防部、商務(wù)部和國務(wù)院共同發(fā)布了《國家鋰電池藍(lán)圖(2021-2030)》，目標(biāo)就是建設(shè)美國國內(nèi)的鋰電池原材料的加工能力，并且降低對(duì)敏感材料(尤其是鎳和鈷)的依賴程度。

誰能拿到產(chǎn)業(yè)鏈上的最大話語權(quán)，仍然是個(gè)未知數(shù)。

全文完。感謝您的耐心閱讀。

本文選編自“遠(yuǎn)川科技評(píng)論”，作者：羅松松;智通財(cái)經(jīng)編輯：李均柃