EV电池材料领域中国企业大幅赶超日本

日本的危机感

在左右纯电动汽车(EV)竞争力的电池材料领域,日本企业正被逼入困境。电池的零部件材料曾是日本材料厂商的优势领域。但如今供应能力已被中国企业大幅赶超,价格方面也缺乏竞争力。作为原材料的资源也几乎全部依赖国外。如何在电池回收利用及新一代电池技术上获得领先将是日本企业反败为胜的关键。

“在价格方面,中国是强敌。竞争形势很严峻”,担任日本电池供应链协议会(BASC)会长的日本住友金属矿山常务执行董事阿部功充满危机感。

日本电池供应链协议会是为了稳定采购车载电池原料,由丰田及日产汽车等日本大型汽车厂商,还有住友矿山等材料厂商以及日本大型商社(贸易商)等联手于2021年4月成立。让日本企业不得不走上跨行业合作之路的是在全球扩大车载电池供应链的中国企业。

决定纯电动汽车竞争力的关键因素之一是如何低成本制造占车辆价格约三分之一的电池。包括将混合动力车(HV)推广到世界的丰田、在纯电动车量产上领先的日产,拥有这些企业的日本在2015年以前在电池材料领域也曾引领世界。

当时,在正极材料、负极材料、绝缘膜及电解液这4个主要零部件材料领域,日本企业占据了全球份额的前列。但如今,在这4个零部件材料领域,中国企业全部实现赶超,而且除了个别领域外,日本企业均已拱手让出份额首位的宝座。

在车载电池材料领域,成本最高的是正极使用的正极材料。正极材料使用锂、镍及钴等高价的稀有金属,这些被认为占电池成本的大约一半。

生产使用稀有金属的正极材料需要很强的技术实力,日本企业仍保持优势。美国特斯拉也在旗舰款上采用的NCA(镍、钴、铝)类正极材料领域,日本住友矿山的全球份额排在首位。该公司社长野崎明充满信心地表示“镍类电池在安全性和续航距离方面备受好评”。

不过,日本面临的课题是稀有金属及加工这些稀有金属的中间原料的采购。日本无法开采原材料矿石。提高了原材料纯度的中间原料及氢氧化锂的约8成依赖中国。日本电池供应链协议会的负责人表示“(中国的)人工费和电费便宜”,这些成为中国的优势。

俄罗斯产矿石的采购风险

另外,目前俄罗斯产矿石的采购风险也在加大。以世界上最大的矿石企业诺里尔斯克镍公司(NorilskNickel)为首,俄罗斯镍矿石产量的全球份额占大约1成。由于担心因俄罗斯进攻乌克兰带来供应风险等,镍价格暴涨到了1年前的2倍以上。另外,俄罗斯产量排世界第二的钴的价格也居高不下。

在这种情况下,提高存在感的是不使用高价镍和钴的磷酸铁类(LFP)正极材料。能量密度比NCA类等低,但价格便宜,德国大众等已决定采用。

在这种LFP的正极材料领域,中国企业几乎占据垄断地位。美国特斯拉也已在量贩款中采用LFP。特斯拉首席执行官马斯克说“将来铁类材料将占到电池的3分之2”,这对日本企业是一股逆风。在正极材料领域全球份额曾占2成的日亚化学工业的犬伏悟专务警惕地说“从成本来看,正极材料将逐渐更换成中国产。电池的命脉将被掌握”。

在正极材料以外的原料采购方面,日本企业的劣势更为明显。电解液及车载电池用粘合剂使用的荧石(氟石)矿石,世界产量的大约6成是中国产。由荧石等构成的电解液原料六氟磷酸锂工厂也大多集中在中国。

这使得在材料采购上占优势的中国企业垄断电解液全球份额的前3位。日本方面,由三菱化学和UBE(旧宇部兴产)共同出资的MU Ionic Solutions(东京千代田区)排在第4位。但该公司社长土山正明称“不想在产能上(与中国企业)竞争。要展示技术优势”,表示将避免展开份额竞争。负极材料也跟电解液一样,从原料采购开始,日本企业就不得不应对不利的竞争。主要原料石墨有天然石墨和人工制造的人造石墨2种,这两种原料对中国的依赖度都很高。世界上超过5成天然石墨是中国产,人造石墨方面,也由于中国电费便宜而占有优势。贝特瑞新材料集团(BTR)等中国四大企业掌握着负极材料5成以上全球份额。

寻求与中企合作

在电池材料领域,中国企业占优势的局面日趋突出。在此背景下,已开始出现转向与中国企业合作的日本企业。在隔离正极和负极的隔离层(绝缘膜)领域居世界第2位的日本旭化成将与排在首位的上海恩捷新材料科技在中国推进合资业务。到2022年首先成立涉足蓄电池用材料的新工厂,以争取当地需求。

涉足电解液业务的中央硝子也于2018年携手最大厂商广州天赐高新材料成立了生产六氟磷酸锂的合资企业。该公司执行董事辻岡章一表示“就算在日本圈占技术也无济于事。不是去避开中国的竞争对手,而要选择成为伙伴”。将通过原料的成本削减和稳定采购摸索如何生存下去。

中国在4种主要零部件领域提升了实力,背后不仅存在原料采购的优势性,政府主导的纯电动汽车普及政策的影响也很突出。中国将纯电动汽车定位为“新能源汽车”,一直通过补贴来推动销售。随着中国的汽车厂商明确提出生产计划,电池材料厂商也容易面向大规模增产做出大笔设备投资的判断。

增产?

另一方面,虽然日本政府也在推动电动汽车普及,但具体路线图依然模糊不清。日本的大型电池材料厂商透露“如果不提出一定会购买的计划,我们就难以推进增产”。

在严峻的竞争环境下,日本企业如何展开反攻呢?其一是在关注纯电动汽车市场扩张的时机的同时维持增产投资、在显示存在感的高功能领域死守目前的地位。住友矿山为了今后确保一定的全球份额,2月提出方针,将正极材料的月产能到2030财年(截至2031年3月)增至2021财年的3倍,达到1万5000吨规模。另外,日亚化学工业也将针对正极材料的增产展开讨论。

在全球迅速推进的脱碳化趋势之下,重要性正在提高的是电池回收利用技术。欧盟(EU)在2020年底提出的纯电动汽车电池管理新规中,提出了回收利用材料占用于锂离子电池的稀有金属的比率。到2030年,用于正极材料的钴的再利用要达到12%,而锂和镍分别达到4%。

在这样的电池回收再利用技术领域,JX金属和住友矿山等日本企业领跑世界。JX金属将于2022年夏季开始生产用于电池的硫酸钴。此外,住友矿山在世界上率先掌握了加热粉碎废旧车载电池而成的电池粉、以低成本提取铜、镍、钴和锂的技术。将携手关东电化工业,讨论将来应用于中国企业份额较高的电解液。

电池的回收再利

不过,在这个领域,作为竞争对手的中国企业也开始提升实力。世界最大车载电池厂商宁德时代新能源科技(CATL)计划通过旗下企业,到2027年起用从废旧电池中回收用于正极材料的磷酸铁锂等原料、加以再利用的新工厂。总投资额最高将达320亿元。

与此同时,也存在明显改变目前的竞争环境的可能性。新一代电池材料的开发也可能成为日本企业卷土重来的王牌。最受期待的是全固态电池。住友矿山、东邦钛公司、三井金属和古河机械金属等日本企业正在开发面向全固态电池的电解质和正极材料。另外,丰田和日产等已开始正式开发采用全固态电池的纯电动汽车。不过,日产的量产预计从2028年度开始,实用化需要较长时间。

另一方面,宁德时代计划在2023年之前向市场推出不采用锂的钠离子电池。这项新技术被认为将带来快速充电和成本降低的效果。如果全固态电池也在这样的其他技术的市场开拓方面被超越,也有可能从新一代电池的“头号竞争者”宝座上跌落。

在世界上率先向市场推出锂离子电池的是索尼(现为索尼集团)。但30年时间过去,以车载电池为中心的电池产业的主导权完全转移至中国。但是,BASC的执行董事森岛龙太期待地表示“供应链上也存在中美脱钩。如果自动驾驶时代到来,将产生不仅限于廉价的其他的价值标准”。

由以丰田为代表的汽车大企业主导、政府和产业携手加深供应链的纵向合作,对于日本车载电池产业的复兴来说不可或缺。