根據Worldwide Monthly BEV & PHEV Tracker,磷酸鋰鐵(lithium-iron-phosphate,陰極為LiFePO4, LFP)電池在全球7月電動車(electric vehicle, EV)的比重為13%(市場規模換算為MWh單位)(如圖一)。我們預期在GM(Wuling)、BYD與Tesla的出貨帶動下,今年第四季EV使用LFP電池的比重將創下新高。

Share of LFP battery in global EV market

圖一  LFP電池在全球EV市場的比重

在中國市場生產與銷售為主

目前使用LFP電池的電動車車款幾近100%都在中國市場生產與銷售。以今年1-7月EV銷售量來看,LFP的比重上揚主要是GM Wuling HongGuang Mini、Tesla Model 3、BYD Han、BYD Qin Plus DM-i、BYD Qin Plus與Sol E10X等這些車款所帶動的。

由於LFP電池一系列的專利大多是由中國相關研究機構所組成的聯盟所擁有,目前只有中國電池廠商獲得在中國生產與銷售LFP電池的許可,再加上早期LFP電池的各項表現都是嚴重落後NMC(nickel-manganese-cobalt)與NCA(nickel-cobalt-aluminum)電池;所以,只有中國電池廠商生產LFP電池,而且都是使用在電動腳踏車與低階電動車市場。至於中國之外的電池大廠並沒有意願生產LFP電池,因為願意採用的車廠並不多。

例如,在2020年之前,BYD為全球最大的LFP電池供應者,主要是提供集團本身使用,集團外唯一的客戶只有2015至2017年間的Daimler AG。又例如,Hefei Guoxuan主要的客戶僅有JAC Motors與BAIC;以及Optimum Nano則在2018至2019年間曾經短暫供應過Hawtai Motor Group。

LFP電池需求上揚的原因

直到2019年BYD在刀片電池(blade battery)與CATL在cell-to-pack(CTP)技術發展相對成熟下,讓LFP電池提升能量密度,大幅降低里程焦慮,而且在低溫的環境所造成的里程下降,也出現對應的解決方法後,對於LFP電池的需求才逐漸轉強。

我們預期未來EV使用LFP電池的比重會繼續上揚,主要的原因是電池使用壽命長,而且不含鈷與鎳等稀缺的原料,成本相對便宜。雖然能量密度相對NMC與NCA電池低,但是在目前這個階段,能夠大幅降低EV成本是刺激市場需求成長的關鍵。

這一點我們可以看到中國市場有越來越多車款採用LFP電池,藉此達到以較低的售價擴大市場規模的目標。這樣車款的銷售量因此明顯成長的例子包括:(1)GM Wuling HongGuang Mini,(2)在Gigafactory Shanghai生產的Tesla Model 3,(3)採用自家電池芯的BYD Han、BYD Qin Plus DM-i、BYD Qin Plus等,(4)JAC Motors Sol E10X,(5)Great Wall Ora R3 / Good Cat,(6)GAC Aion Y,以及(7)Xiaopeng Xpeng P7等車款。

此外,Tesla於8月27日宣佈北美Model 3 Standard Range Plus客戶可以選擇LFP電池組,以取得更快交車的時程安排。而且,Ford、VW Group與Stellantis也先後公開表示將在商用車與入門級車款使用LFP電池。

屢次謠傳要進軍汽車產業的Apple,也可能是LFP電池的擁護者。根據路透社,Apple考量採用LFP,並使用monocell的新電池設計。

加上先前Hyundai Kona/Ioniq與GM Chevrolet Bolt EV/EUV的電池起火事件,更加凸顯電池安全的重要。所以,在成本與安全雙重考量下,目前車廠選擇LFP電池的誘因更加強烈。

目前LFP電池的主要供應者

BYD、CATL與Great Power為目前的三巨頭,如圖二所示,這三家市佔率便高達86%。BYD以供應自家電動車為主,少部分提供FAW。CATL則是以Tesla為最大的客戶,今年新增Xiaopeng。Great Power則是以GM為主要客戶。

Market share of LFP battery manufacturers for EV, January-July 2021

圖二  2021年1-7月EV用LFP電池廠商的市佔率

目前LG Energy Solution已經有LFP電池的生產計畫,未來可能還會有位於歐洲或北美等電池廠商在這方面的計畫。因此,我們認為LFP電池的生產不會僅限於中國廠商。

由於LFP電池主打相對便宜的定位,有利於車廠刺激EV市場需求成長;這一點讓LFP電池在EV市場來勢洶洶,但也是由於這一點讓LFP電池的宿命儼然底定。受到LFP電池先天上的技術限制,在面對其它電池材料的不斷開發與競爭技術的接連創新,這讓具有成本優勢的LFP電池,必須領先其它電池技術一降再降其成本,而LFP廠商間的成本競爭也將永遠存在。

說明:

研究者與研究在此定義的電動車(electric vehicle, EV)為以乘用車(包括輕型商用車(light commercial vehicle, LCV))作為主要用途的電池電動車(battery electric vehicle, BEV)與插電式混合電動車(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)。