最後更新日期：2023年06月24日
上文「電動車市場規模年均複合成長率 17.3%！一文解析電動車上中下游產業鏈，帶你認識投資機會」，Growin 帶讀者簡單認識電動車的上中下游產業鏈結構，了解從原料到電動車的過程中，會經過怎樣的加工與組裝步驟。這次，Growin 要帶讀者更深認識產業鏈的最上游，也就是如何將大自然中的鋰，轉換成電動車的動力核心：鋰離子電池（下文簡稱鋰電池）。
鋰電池有 4 大部位，正極的鋰最關鍵
首先，我們來認識鋰電池的結構。鋰電池包含正極、負極、電解液與隔膜 4 個部位，電流從正極出發流到負極，過程會經過馬達等外部元件，進而驅動電動車。電解液的功能是在正負極之間傳導鋰離子，讓鋰電池可以順利充放電。至於隔膜，則是隔開正負極，避免兩者接觸而短路，但能讓電解液的離子通過，確保充放電順暢。
若我們再細分鋰電池的種類，可以看到，鋰電池又可分為鋰鈷電池（LCO）、鋰錳電池（LMO）、三元系鋰鈷鎳鋁電池（NCA）、三元系鋰鈷鎳錳電池（NCM）與磷酸鋰鐵電池（LFP）等。其中三元系鋰電池有容量大、能量密度高等優點，因此用於 Tesla Model S 等高階車款；而磷酸鋰鐵電池的能量密度雖低，但是成本較低，壽命也較長，因此用於較低價的 Tesla Model 3 與 Model Y。
上述的分類全是以正極材料命名，而鋰是正極材料中最關鍵的元素。根據 Visual Capitalist 的資料，正極成本佔整顆鋰電池 51%，鋰電池成本佔整輛電動車約 40%。也就是說，光是正極就佔整輛電動車成本約 20.4%，鋰可說是電動車最關鍵的原物料。那麼，鋰從哪來？
鋰礦開採與加工：澳洲開採量全球最高，但中國礦商不容小覷
根據美國地質調查局（US Geological Survey）的資料，2022 年全球共開採 13 萬噸的鋰礦，其中 80% 用於製造電池。澳洲是全球鋰礦最大的開採國，年開採量達 6.1 萬噸；智利緊接其後，年開採量為 3.9 萬噸；中國排行第三，年開採量為 1.9 萬噸；第四第五名則是阿根廷與巴西，年開採量分別是 6,200 噸與 2,200 噸。這 5 個國家的開採總量為 12 萬 7400 噸，占全球開採量約 98%，幾乎涵蓋整個市場。
鋰礦大部分來自於鹽湖與鋰礦山。鹽湖開採成本相對較低，可以透過日曬的方式提取出滷水，加工成碳酸鋰與氧化鋰等鋰化合物。而礦山則需要開挖礦石，加工成碳酸鋰、氫氧化鋰與鋰鐵礦，提煉的製程相較於鹽湖複雜，還需要投資探勘，因此成本較高。
根據市值排行，全球前 5 大鋰礦開採與加工公司分別為 Albemarle 、SQM、贛鋒鋰業（Ganfeng Lithium）、天齊鋰業（Tianqi Lithium）與 Mineral Resources。其中 Albemarle 與 SQM 都是老牌公司，INN（Investing News Network） 指出，它們過去與 FMC 並列為鋰礦公司 3 巨頭（the Big Three）。但近年中國礦商崛起，雖然中國鋰礦年開採量只佔全球 14.6%，但中國礦商在全球占有重要地位，贛鋒鋰業與天齊鋰業就是中國公司。
鋰電池製造：寧德時代市占率 35%，奠定中國綠能地位
鋰是高活性的金屬，自然界中大多以化合物的形式存在，經過上述的開採與加工流程，將可提取出純金屬鋰，用於製造鋰電池。在這個步驟，電池製造商將正極材料（鋰、鈷、鎳、錳）、負極材料石墨、電解液與隔膜組裝起來，成為驅動電動車的最小能源單元：鋰電池。
根據 Statista 統計，若以 2022 年第一季的市占率排行，中國的寧德時代（CATL）是全球最大的鋰電池製造商，市占率為 35%；其次是韓國的 LG，市佔率 15.9%；第三名是中國的比亞迪（BYD），市占率為 11.1%；日本的 Panasonic 則排第四，市占 9.9%；第五名則是韓國的 SK，市占率 6.6%。
在這五家公司中，LG、Panasonic 與 SK 都是老牌公司；比亞迪相對較年輕，但公司成立至今也有 28 年的歷史。而寧德時代 2011 年才成立，成立至今僅 12 年，卻吃下 35% 的鋰電池市場，連續 6 年市占率全球第一，是中國 A 股創業板的股王。除了與中國車企合作，寧德時代也與特斯拉、BMW、現代、Honda、Toyota 等國際車廠合作，提供電動車電池。寧德時代的競爭力，幫中國奠定在綠能市場的地位。
特斯拉也值得注意。雖然特斯拉的電池主要來自於 Panasonic、LG、寧德時代等製造商，但特斯拉在 2020 年的電池日發表自家的 4680 鋰電池，表示要自己製造電池。2022 年 1 月，特斯拉達成生產 100 萬顆 4680 鋰電池的里程碑。雖然目前沒有數據可以告訴我們，特斯拉有多少車輛使用自產電池，但從特斯拉的動向可以看到電動車品牌對自產電池的企圖心。
結論：中國礦商、加工商、電池製造商具關鍵地位
在電動車產業的上游，鋰是至關重要的原料，經過開採、加工與組裝後，鋰電池就此誕生。讀者可以注意的是，雖然澳洲是全球最大的鋰礦開採國，開採量佔全球 46.9%，南美洲國家的開採量佔比也達到 36.5%，但在全球市值前 5 大的鋰礦開採與加工的公司當中，中國就佔了兩家；至於全球市佔率前 5 大的電池製造商，中國也佔了兩家，吃下 46.1% 的市占率，寧德時代更以 35% 的市占率，遠遠超過第二名 LG 的 15.9%。因此在電動車產業的上游，中國是至關重要的國家。
但鋰電池製造完後，就可以裝在電動車裡面嗎？其實不行！鋰電池還需要搭配電池管理系統與熱管理系統，組成動力電池系統，才能安裝在電動車中。下篇文章，我們將視野移到產業鏈中遊，帶讀者認識電動車的動力電池系統。
參考資料
- Visual Capitalist：https://www.visualcapitalist.com/breaking-down-the-cost-of-an-ev-battery-cell/
- 美國地質調查局：https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-lithium.pdf
- INN：https://investingnews.com/daily/resource-investing/battery-metals-investing/lithium-investing/top-lithium-producers/
- Statista：https://www.statista.com/statistics/235323/lithium-batteries-top-manufacturers/
- INSIDEEVs：https://insideevs.com/news/587455/batteries-tesla-using-electric-cars/
- 股感：https://www.stockfeel.com.tw/%E9%9B%BB%E5%8B%95%E8%BB%8A%E6%A6%82%E5%BF%B5%E8%82%A1-%E7%89%B9%E6%96%AF%E6%8B%89-%E5%8F%B0%E9%81%94%E9%9B%BB-%E5%BA%B7%E6%99%AE/
- 數位時代：https://www.bnext.com.tw/article/73884/battery-feb-23-mag
- 富果：https://blog.fugle.tw/watch-for-lithium-supply/
- 遠見：https://www.gvm.com.tw/article/103160
延伸閱讀
電動車市場規模年均複合成長率 17.3%！一文解析電動車上中下游產業鏈，帶你認識投資機會
