全球电动汽车电池供应链执行摘要全球电动汽车电池供应链执行摘要执行摘要全球电动汽车电池供应链页3随着电动汽车销量不断打破记录，供应链考虑因素成为焦点电池通常占电动汽车(EV)价值的30%至40%，而实现净零的竞赛将把注意力集中在制造它们所需的关键矿物和金属的供应安全上。2021年电动车销量继续破纪录，考验电池供应链弹性世界上很少有清洁能源领域像电动汽车市场那样充满活力。2021年，电动汽车销量打破新纪录，全球汽车销量的近10%是电动汽车，是2019年市场份额的四倍。与2020年相比，电动汽车的公共和私人支出翻了一番。越来越多的国家承诺逐步淘汰内燃机汽车或制定雄心勃勃的电气化目标。与2015年相比，2021年的电动汽车车型数量增加了五倍，大多数主要汽车制造商都宣布了进一步加速其车队电气化的计划。中国占2021年电动汽车市场增长的一半。2021年中国的汽车销量（330万辆）超过了2020年的全球销量。欧洲的销量继续强劲增长（增长65%至230万辆）2020年的繁荣，并且在经历了两年的下降之后，它们在美国也有所增加（达到63万）。2022年第一季度显示出类似的销售趋势。今天的电池和矿产供应链围绕着中国中国生产了所有锂离子电池的四分之三，拥有70%的正极产能和85%的负极产能（两者都是电池的关键部件）。超过一半的锂、钴和石墨加工和精炼能力位于中国。欧洲负责全球超过四分之一的电动汽车组装，但除了20%的钴加工之外，它的供应链很少。美国在全球电动汽车电池供应链中的作用更小，电动汽车产量仅占10%，电池产能仅占7%。韩国和日本在原材料加工下游供应链中占有相当大的份额，特别是在技术含量高的正极和负极材料生产方面。韩国占全球正极材料产能的15%，而日本占正极材料产量的14%，负极材料产量的11%。韩国和日本公司也参与了隔膜等其他电池组件的生产。大多数保留矿产在澳大利亚、智利和刚果民主共和国等资源丰富的国家开采，并由少数几家大公司经营。欧洲和美国政府有大胆的公共部门举措来发展国内电池供应链，但大部分供应链可能会保留执行摘要全球电动汽车电池供应链页4中国到2030年。例如，宣布到2030年期间的电池产能的70%在中国。电池和矿物供应链将不得不扩大十倍以满足政府电动汽车的雄心疫情期间电动汽车销量的快速增长考验了电池供应链的韧性，而俄罗斯在乌克兰的战争进一步加剧了钴、锂和镍等原材料价格的飙升。2022年5月，由于前所未有的电池需求和新供应产能投资不足，锂价格比2021年初高出7倍以上。与此同时，俄罗斯供应全球20%的高纯度镍。到2021年，平均电池价格下降6%至每千瓦时132美元，降幅低于前一年13%的降幅。如果2022年的金属价格保持与第一季度一样高，那么在其他条件相同的情况下，电池组的价格将比2021年高出15%。然而，鉴于当前的油价环境，电动汽车的相对竞争力仍然不受影响。随着道路运输电气化扩大以实现净零目标，关键材料供应的压力将继续增加。电动汽车电池的需求将从今天的340GWh左右增加到2030年的3500GWh以上宣布的承诺情景（APS）。电池组件及其供应也必须扩大相同的数量。短期内需要额外的投资，特别是在采矿业，其交货时间远高于对于供应链的其他部分——在某些情况下，从最初的可行性研究到生产需要十多年，然后再过几年才能达到标称生产能力。预计到2020年代末的矿产供应量与EV电池的需求一致既定政策情景（脚步）。但到2030年，锂等一些矿物的供应量需要增加多达三分之一，才能满足APS对电动汽车电池的承诺和公告。例如，预计到2030年，亚太地区对锂的需求——预计供需缺口最大的商品——将增加6倍，达到500千吨，相当于50个新的平均规模矿山。还有其他变量会影响对矿产的需求。如果目前的高商品价格持续下去，阴极化学品可能会转向矿物密集度较低的选择。例如，磷酸铁锂阴极化学(LFP)不需要镍或钴，但能量密度较低，因此更适合短程车辆。自2020年以来，由于矿产价格高企和技术创新，LFP在全球电动汽车电池供应中的份额增加了一倍以上，这主要是受中国日益增长的推动。新化学物质的创新，例如富锰阴极甚至钠离子，可以进一步减轻采矿压力。回收利用还可以减少对矿物的需求。尽管从现在到2030年的影响可能很小，但回收利用对缓和矿产需求的贡献在2030年之后至关重要。到2050年的净零排放情景(NZE)，需求增长执行摘要全球电动汽车电池供应链页5更快，需要额外的需求方措施和技术创新。如今，企业和消费者对运动型多功能车(SUV)等大型车型的偏好正在施加额外的压力，这些车型占全球所有电动车型的一半，并且需要更大的电池才能行驶相同的距离。确保安全、有弹性和可持续的电动汽车供应链将是加速全球普及的关键电气化公路运输需要广泛的原材料。虽然供应链的所有阶段都必须扩大规模，但由于交货时间长，提取和加工尤为关键。政府必须利用私人投资对可持续采矿进行投资，并确保明确和快速的许可程序，以避免潜在的供应瓶颈。需要较少量关键矿物以及广泛的电池回收的创新和替代化学品可以缓解需求压力并避免瓶颈。鼓励电池“调整规模”和采用小型汽车也可以减少对关键金属的需求。政府应加强生产国和消费国之间的合作，以促进投资，促进环境和社会可持续的做法，并鼓励知识分享。政府应确保关键电动汽车零部件的可追溯性，并在电池和电动汽车供应链的每个阶段监测雄心勃勃的环境和社会发展目标的进展情况。执行摘要全球电动汽车电池供应链页6中国主导整个下游电动汽车电池供应链全球电动汽车电池供应链的地理分布100%75%50%25%矿业材料加工电池组件电池芯电动汽车0%李你公司格李你公司格阴极阳极电池生产电动汽车生产中国欧洲美国日本韩国刚果民主共和国澳大利亚印度尼西亚俄罗斯其他国际能源署。版权所有。注：Li=锂；Ni=镍；Co=钴；Gr=石墨；DRC=刚果民主共和国。地理细分是指生产所在的国家/地区。采矿基于生产数据。材料加工以精炼产能数据为基础。电池组件生产基于正极和负极材料产能数据。电芯生产基于电芯产能数据。电动汽车生产基于电动汽车生产数据。尽管印度尼西亚生产的镍约占总镍的40%，但目前很少用于电动汽车电池供应链。最大的1类电池级镍生产商是俄罗斯、加拿大和澳大利亚。资料来源：IEA分析基于：电动汽车卷；美国地质调查局（2022）；基准矿物情报;彭博NEF。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页72022年初电池金属价格大幅上涨，对电动汽车行业构成重大挑战10009008007006005004003002001000电池金属价格，2015年至2022年7月100908070605040302010020152016201720182019202020212022锂钴镍电池国际能源署。版权所有。资料来源：IEA分析基于标普全球注：锂价格为2022年6月。钴和镍价格为2022年7月金属价格（2015年6月30日的指数值=100）电池价格（索引2015=100）电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页8电动汽车电池和供应链电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页9电池和关键材料的最新发展电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页10每年GWh受中国电动汽车销量推动，2021年全球电池需求翻番2015-2021年按模式划分的电池需求2015-2021年各地区电池需求35035030030025025020020015015010010050500201520162017201820192020202102015201620172018201920202021PLDV公共汽车其他中国欧洲美国其他国际能源署。版权所有。注：GWh=千兆瓦时；PLDVs=载客轻型车辆；其他包括中型和重型卡车和两轮/三轮车。该分析不包括传统的混合动力汽车。资料来源：IEA分析基于电动汽车卷。每年GWh电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页11尽管磷酸铁锂卷土重来，但高镍正极电池化学成分仍占主导地位100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%不同电池正极的矿物成分2017-2021年LDVEV正极销量份额100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%NMC333NMC811NCA85LFP20172018201920202021锂镍钴锰铝铁和磷低镍高镍LFP其他国际能源署。版权所有。注：LDV=轻型车辆；LFP=磷酸铁锂；NMC=锂镍锰钴氧化物；NCA=锂镍钴铝氧化物。低镍包括：NMC333。高镍包括：NMC532、NMC622、NMC721、NMC811、NCA和NMCA。阴极销售份额基于容量。资料来源：IEA分析基于电动汽车卷。矿物质含量（%）电池容量占比（%）电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页122021年电动汽车的电池需求翻了一番2021年汽车锂离子(Li-ion)电池需求为340吉瓦时(GWh)，是2020年水平的两倍多。这一增长是由电动乘用车的增长推动的（注册量增长了120%）。到2021年，纯电动汽车(BEV)的平均电池容量为55千瓦时(kWh)，低于2020年的56千瓦时，而插电式混合动力汽车的平均容量从2021年的13千瓦时增加到14千瓦时2020年千瓦时。中重型卡车和两轮/三轮车等其他运输方式的电池需求增长了65%。BEV轻型汽车的平均电池容量因地区而异，韩国和几个欧洲国家的增幅超过10%。1中国经历了前所未有的增长，占汽车电池需求的最大份额，2021年电池需求接近200GWh，比2020年增长140%。美国的增长也令人印象深刻，2021年需求增长了一倍以上，尽管从较低的基础。欧洲的需求增长略低于去年，但仍增长了70%以上。由于电池工厂产能充足，2021年电池需求激增。工厂的铭牌产能是设施的预期满负荷持续输出。按总需求计算电动汽车、消费电子产品和固定式蓄电池超过所有电池厂的铭牌产能，2021年全球电池厂的平均利用率为铭牌产能的43%，高于2020年的33%。全球平均利用率低的原因是由两个主要因素。首先，对电池厂产能进行了战略性早期投资，为预计的需求增长做准备。其次，一些工厂仍在提高产能以达到铭牌产能，这个过程可能需要从三到六年.镍基电池化学成分仍占主导地位电池的一个关键定义特征是它们的阴极化学，它决定了电池的性能和材料需求。对于汽车行业，目前最相关的三大类阴极化学：镍锰钴酸锂(NMC)；锂镍钴铝氧化物（NCA）；和磷酸铁锂（LFP）。NMC和NCA阴极越来越占主导地位，因为它们基于阴极中较高的镍含量提供高能量密度。然而，较高的镍含量需要更复杂和受控的生产过程.LFP是一种成本更低、更稳定的化学物质，着火风险更低，循环寿命更长。它通常只有65-75%的能量1本报告摘自2022年全球电动汽车展望电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页13密度与高镍NMC（例如NMC811）相比，虽然最近的技术创新显着提高了它们的能量密度。NCA由特斯拉独家使用。电池正负极材料需求500NMC和NCA等镍基化学品由于具有续驶里程优势，在2021年占据了电动汽车电池市场的主导地位，占据了75%的正极材料需求份额。然而，已经有一个LFP的大复兴在过去两年中，电动汽车正极材料的需求份额达到了25%，这主要是由于中国对电动汽车的使用增加。LFP仍然用于大多数中型和重型车辆应用，因为它的优越的循环寿命，适合密集使用和频繁充电，250020172018201920202021大多数电动中型和重型汽车都在中国，主要使用LFP。随着有利于高镍化学品的补贴逐步取消，LFP在中国的成本优势最近变得更加明显。2021年，正极和负极需求与电池需求一起激增。正极材料需求达到520千吨(kt)，比2020年翻了一番多。负极材料的需求也翻了一番，达到300千吨。对阴极材料的显着更高的材料要求是由于与领先的阴极相比，石墨阳极的能量密度要高得多，因此每个电池需要更少的阳极材料。阳极其他阴极镍基阴极磷酸铁锂阴极国际能源署。版权所有。注：kt=千吨；LFP=磷酸铁锂。镍基正极包括：锂镍锰钴氧化物NMC333、NMC532、NMC622、NMC721、NMC811；锂镍钴铝氧化物（NCA）和锂镍锰钴铝氧化物（NMCA）。资料来源：IEA分析基于电动汽车卷。吨电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页14LFP的复兴到2021年，镍基化学品仍占据市场主导地位，占电动汽车电池需求的85%。然而，LFP电池化学在过去两年中出现了重大复苏，到2021年占电动汽车电池需求的15%，比2020年的7%翻了一番，这主要是由于中国电动汽车对LFP的使用增加。尽管LFP的能量密度低于高镍化学品，但LFP在中国LDV中的需求份额从2020年的11%增长到2021年的25%，增加了一倍多。鉴于电池金属价格高昂，LFP变得更具吸引力，因为它不含钴或镍，而是使用低成本的铁和磷（尽管仍面临锂价格上涨的风险）。LFP依赖于碳酸锂，而不是用于富镍化学的氢氧化物。LFP在高商品价格市场中的成本优势是复苏的原因之一。另一个是最近的电池到电池组(CTP)技术的创新，它消除了将电池组容纳在电池组中的模块的需要，从而减少了电池组的自重并提高了磷酸铁锂电池的能量密度。CTP技术是由比亚迪与刀片面糊y并且还在继续改进。CATL发布了他们的第三代CTP电池将LFP电池组的能量密度提高到传统NMC811电池的85%左右。CTP也正在应用于高镍化学品进一步提高其能量密度。LFP的生产主要限于中国（LFP电池化学的传统主要枢纽）。原因之一是LFP专利；拥有专利的研究联盟达成协议与中国的电池制造商合作，如果仅在中国使用LFP，则不会向他们收取使用许可费。这些专利和许可费是将于2022年到期使海外生产和销售更具吸引力。另一个关键原因是中国LFP供应链的早期补贴。LFP现在将在全球范围内激增。最近，主要的非中国电动汽车制造商，如特斯拉和大众汽车，宣布转向LFP化学品，用于入门级大容量EV模型。几乎2022年第一季度生产的所有特斯拉电动汽车中有一半使用了LFP.LFP电池生产现在计划在欧洲和团结的状态以满足这些地区对电动汽车的预期LFP需求。LFP的激增对电池回收提出了挑战，因为回收铁和磷难以盈利。在没有镍和钴等贵金属的情况下，可以从LFP电池中回收的价值与传统回收方法相比大幅下降，其经济可行性令人担忧。LFP似乎需要直接回收成为有利可图或将需要监管干涉、框架或替代商业模式。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页152022年初电池金属价格大幅上涨，对电动汽车行业构成重大挑战10009008007006005004003002001000电池金属价格，2015年至2022年7月100908070605040302010020152016201720182019202020212022锂钴镍电池国际能源署。版权所有。注：锂价格自2022年6月起。钴和镍自2022年7月起资料来源：IEA分析基于标普全球.金属价格（2015年6月30日的指数值=100）蝙蝠泰瑞价格（2015年指数=100）电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页162022年电池金属价格大幅上涨反映了对供应紧张和投资不足的担忧高电池需求刺激了对其生产中使用的关键金属的需求显着增加。从2021年初到2022年5月，锂价格上涨了7倍以上，钴价格上涨了一倍以上。同期镍价几乎翻了一番，达到近十年未见的水平。电池金属价格史无前例的上涨是由电池需求激增、供应链压力增加以及对供应趋紧的担忧共同造成的。供应近几个月钴价也大幅上涨，尽管尚未达到峰值水平。这可能反映了较低的需求预期，因为低钴化学物质获得了电池市场份额。供应问题，例如港口作业中断在南非由于疫情和内乱也促成了钴价的上涨。2020-2021年按商品类型划分的季度钻井活动60制约因素是由三个趋势驱动的：第一，大流行带来的生产挑战；二是对俄罗斯一级镍供应的担忧；第三，在2021年之前的三年金属价格处于低位时，对新增供应能力的结构性投资不足。由于锂价格低，一些生产商推迟甚至缩减了计划中的项目和扩建项目。例如，澳大利亚矿业公司银河资源最大程度减产锂矿2019年重要矿山减少约40%和其他澳大利亚锂矿公司一样。上一次电池涨价50403020100资料来源：IEA分析基于标准普尔全球。钴石墨锂镍国际能源署。版权所有。在2018年价格暴跌之前，由于对电池需求增长的乐观预期，2017年的金属价格是锂和钴。今天的锂价格达到了前所未有的水平，比之前的峰值高出近200%。2022年3月，镍价达到创纪录水平并经历了剧烈波动，导致伦敦金属交易所暂时关闭该商品的交易。这主要是由一个市场参与者的空头挤压,但最近Q1Q2Q32020Q4Q1Q2Q32021Q4钻头数电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页17由于俄罗斯入侵乌克兰，对俄罗斯镍供应的担忧也助长了价格上涨。俄罗斯是世界上最大的电池级（1类）镍生产国。价格上涨之后通常会增加新矿山的供应或延长现有矿山的寿命。钻井活动是采矿业勘探的一个指标。由于电池金属商品价格开始上涨，钻头数量也开始上涨（从2020年到2021年，镍增加50%，锂增加三倍）。因此，高价格可能对未来的电池金属供应产生长期利益，刺激大量供应投资，以弥补商品价格低迷时期的投资不足。电池尚未经历商品价格飙升的全面影响尽管近期大宗商品价格飙升，但电池价格在2021年仍呈下降趋势BNEF年度电池价格调查销售加权平均价格为132美元/千瓦时，比2020年下降6%。虽然这比2019年至2020年的13%下降幅度显着下降，但有几个因素部分地将平均电池价格与商品价格上涨隔离开来去年。首先，价格上涨刺激了化学替代品。许多汽车制造商转而使用成本较低、商品价格风险较小的阴极化学品，例如LFP，其显着与富含镍的化学物质相比，采用率增加。其次，2021年上半年商品价格相对较低，有助于平均价格下降。第三，使用NMC811等更高的镍化学物质减少了钴的使用，钴是每公斤(kg)电池中最昂贵的金属成分（根据2021年平均价格，钴约为NMC811电池价格的5%），也抵消了一些成本，尤其是在2021年上半年。然而，一个关键原因是商品价格上涨的影响尚未完全显现。汽车制造商越来越多地使用将材料成本与商品价格挂钩的大批量电池订单合同，但存在时间滞后。因此，从2021年最后三个月到2022年第一季度，这些汽车制造商并未感受到商品价格异常上涨的结果。如果金属价格在今年余下时间保持在2022年前三个月的水平，那么我们估计电池组价格可能会比2021年加权平均价格上涨多达15%，其他条件相同。原始设备制造商用其他更具成本效益的化学品替代产品可能会减轻这种影响，但这些价格上涨仍然会给汽车制造商带来重大挑战，增加电池成本，降低制造商的利润并提高消费者的成本。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页18电动汽车电池是锂需求的主要驱动力，但其对钴和镍的重要性也在迅速上升锂908070605040302010电池金属需求，2017-2021钴1801601401201008060402030002500200015001000500镍020172018201920202021020172018201920202021020172018201920202021电动汽车需求其他电池陶瓷和玻璃其他金属2类需求1类非电动汽车需求国际能源署。版权所有注：1类镍(>99.8%)适用于电池，2类镍(<99.8%)不适用于未经大量进一步加工的电池。其他电池包括：用于固定存储和消费电子产品的电池。资料来源：IEA分析基于电动汽车体积和标准普尔全球。李克强kt公司kt镍电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页19关键金属需求和价格越来越受电池驱动锂离子电池最关键的三种金属是锂、钴和镍。这三种金属在地壳中都很丰富，但是，供应取决于矿山的生产能力。电池需求的异常增长现在超过了供应，新矿的建设速度不够快。锂自2017年以来，锂的需求几乎翻了一番，到2021年达到80kt，其中电动汽车电池的需求占比从2020年的36%和2017年的20%上升到47%。锂还用于生产陶瓷、玻璃和润滑油.电池现在是锂需求的主要驱动力，因此决定了价格。锂供应的可用性尤其令人担忧，因为它对于锂离子电池来说是不可替代的，而且目前还没有可满足锂离子电池性能的大规模商用替代电池化学物质。然而，替代的无锂化学物质正在取得进展，例如，钠离子商业化CATL于2021年推出。钴2021年钴需求为170kt，其中电动汽车电池份额为24%，高于2020年的18%。钴还用于高温合金、硬质合金和催化剂。近年来，随着电池制造商的转移，锂离子电池的钴含量显着下降到更高镍含量的化学物质，以实现更高的能量密度和更低的成本（钴是每公斤锂离子电池金属中最昂贵的成分）。额外的担忧人类与钴矿开采相关的权利滥用和童工刚果民主共和国(DRC)也促使电池制造商远离钴密集型化学品。镍镍需求以不锈钢生产为主。2021年的总需求为2640千吨，其中电动汽车相关需求的份额为7%，高于2020年的4%。电池需要1类镍（>99.8%纯度），而2类镍（<99.8%纯度)不能在没有进一步重要处理的情况下使用。镍基阴极是当今占主导地位的电动汽车电池化学成分，并且由于对续航里程更长的电动汽车的需求，尤其是在欧洲和美国，预计未来仍将如此。NMC811电池中的镍含量几乎是锂的7倍，因此，电动汽车锂离子电池的价格对镍价最为敏感。鉴于这是当前的重大关切乌克兰战争因为俄罗斯是世界上最大的1类电池级镍供应国，其产量约占全球供应量的20%。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页20为电动汽车制造电池需要几个阶段电动汽车电池供应链国际能源署。版权所有。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页21电动汽车电池供应链各个阶段的生产都集中在少数几家公司2021年电动汽车电池供应链各阶段前三名公司的总产量份额100%矿业电池组件电池芯电动汽车75%50%25%0%李你阴极阳极电池生产电动汽车生产国际能源署。版权所有。注：上图为2021年前三名企业的产量百分比：电动汽车产量（按销售额）；按MWh生产的电池产量；正极和负极的产能；按产能开采。产量排名前三的公司（总部所在国家/地区）：锂-SociedadQuímicayMineradeChile（智利）；皮尔巴拉矿产（澳大利亚）；Allkem（澳大利亚）；镍——金川集团（中国）；必和必拓集团（澳大利亚）；ValeSA（巴西）；阴极——住友（日本）；天津博美科技（中国）；深圳达能（中国）；阳极-宁波杉杉（中国）；BTR新能源材料（中国）；上海普泰来新能源科技（中国）；电池生产——CATL（中国）；LG能源解决方案（韩国）；松下（日本）；电动汽车生产——特斯拉（美国）；大众集团（德国）；和比亚迪（中国）。资料来源：IEA分析基于基准矿物情报;彭博NEF;S&P全球的。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页22电动汽车电池供应链电动汽车电池供应链由遍布全球的多个复杂阶段组成。从提取必要的矿石，精炼形成足够纯度的化学品，再到先进的材料合成形成阴极和阳极材料。类似的复杂供应链是其他电池组件（例如电解质和隔膜）的特征。然后制造电池并将其安装在集成到电动汽车中的电池组内的模块中。要了解电动汽车的当前趋势和未来前景，了解这个复杂供应链中的所有阶段至关重要。矿业五种关键电池材料是锂、镍、钴、石墨和锰。2锂是从两个非常不同的来源中提取的：盐水或硬石。锂卤水是含有高锂含量的浓缩盐水，通常位于南美洲的玻利维亚、阿根廷和智利的高海拔地区，智利是最大的生产国。卤水沉积物中通常含有大量其他有用的元素，如钠、钾、镁和硼这抵消了泵送和处理盐水的部分成本。主要开采锂硬岩（锂辉石）在澳大利亚。新工艺正在开发从非常规资源（如地热盐水）中提取锂。目前，排名前五的锂供应商约占全球锂产量的一半。主要的锂供应商包括大型化工和矿业公司，包括：SociedadQuímicayMineradeChileSA（智利）；皮尔巴拉矿产（澳大利亚）；Allkem（澳大利亚）；Livent公司（美国）；和赣锋锂业有限公司（中国）。与其他电池金属不同，锂提取公司往往专注于锂矿和化学公司。镍主要存在于两种类型的矿床中——硫化物和红土。硫化物矿床主要位于俄罗斯、加拿大和澳大利亚，往往含有更高品位的镍。这是更容易处理为1类电池级镍。然而，红土往往含有较低品位的镍，主要产于印度尼西亚、菲律宾和新喀里多尼亚。红土需要额外的能源密集型加工才能成为电池级镍。镍生产的集中度低于锂，约有九家公司供应全球镍产量的一半。钥匙镍2本分析重点关注的电池金属是锂、镍和钴。有关其他关键矿物的分析，请参阅IEA的关键矿物在清洁能源转型中的作用报告。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页23供应商包括：金川集团（中国）；必和必拓集团（澳大利亚）；ValeSA（巴西）；青山（中国）；亚洲镍业公司（菲律宾）；和嘉能可（瑞士）。钴主要作为一种铜或镍的副产品矿业。超过70%的钴产自刚果民主共和国(DRC)，嘉能可(瑞士)是全球最大的生产商。其他主要钴供应商包括：金川集团（中国）；CN钼（中国）；和Chemaf(刚果民主共和国)。手工和小规模采矿负责钴产量的10–20%在刚果民主共和国。石墨是主要的阳极材料，可以天然发现或合成生产。天然石墨开采以中国为主（80%），尽管全球生产正变得更加多样化，许多未开发的石墨开采项目正在开发中，包括在坦桑尼亚，莫桑比克、加拿大和马达加斯加。锰资源比其他电池金属更广泛地分布在世界各地，并且仍然可以以相对较低的成本获得。普遍预期短期内不会出现矿石短缺。锰矿的主要生产商包括南非、澳大利亚、加蓬和中国.原料加工电池需要高纯度的材料，因此需要高品位的原料以及大量的精炼才能获得足够优质的电池化学前体。这些精炼过程通常涉及基于热处理或化学处理的重工业过程（通常是火法冶金和/或湿法冶金)将原矿石提炼成通常所需的化学品、碳酸锂或氢氧化锂，或钴和硫酸镍。增加复杂性，某些原材料或多或仅适用于电池前体的生产。例如，碳酸锂是由锂卤水生产的，这对更广泛的锂需求很有用，但不适合用于领先的高镍锂离子电池。氢氧化锂更适用于高镍化学品并且更容易从锂辉石硬岩源中生产。同样，电池生产通常需要硫酸镍，通常仅由1类镍合成，哪个最经济由硫化镍制成.2类镍可以加工成1类镍，但需要大量的额外加工。新的加工技术，然而，正在增加镍加工路线的灵活性。这些包括：高压酸浸（高压钠灯)是一种能够从低品位红土资源生产1类镍的工艺。混合氢氧化物沉淀（LH1），一个中间产品在镍精炼中，可进一步精炼成硫酸镍以低成本从红土资源中获取。镍锍（一种电池级镍前体）可以从红土资源中生产，但更多的是排放——比传统生产路线更密集.电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页24原料加工高度集中。例如，在碳酸锂和氢氧化锂的生产中，五家大公司负责全球四分之三的产能.精炼通常由采矿公司与提取一起完成。例如，中国矿业公司赣锋已发展到包括加工和精炼锂，并越来越专注于提高氢氧化锂的产量。在其他情况下，它被出口给第三方进行精炼，在中国有许多加工公司，如诚鑫锂业集团或浙江华友钴业。澳大利亚锂辉石的情况尤其如此，因为几乎没有矿商生产综合锂化学品供应。虽然锰资源分布广泛，但高纯度硫酸锰的生产引发了对供应地理集中度的担忧。中国目前占全球产能的90%左右，这增加了对新的多元化锰精炼产能的需求。新的硫酸锰项目开始在澳大利亚、欧洲、印度尼西亚和美国上线。电池组件生产电池由几个高度专业化的组件组成，包括正极和负极材料、电解质和隔膜。这些组件的生产需要先进的材料化学和工程技术。最复杂的处理是需要将原料加工过程中产生的高纯度化学品如氢氧化锂和硫酸镍制成电池活性材料。这些材料进一步加工使用用于生产活性材料的专业合成用于阴极和阳极。锂离子的主要正极活性材料是过渡金属氧化物，包括钴酸锂、镍锰钴酸锂（NMC）、镍钴铝酸锂（NCA）和磷酸铁锂（LFP）。七家公司占全球正极材料产能的55%。主要参与者包括：住友（日本）；天津博美科技（中国）；深圳达能（中国）；和宁波杉杉（中国）。主要的阳极活性材料是石墨，它可以是天然的或合成的。石墨负极材料的生产比正极材料的生产更为成熟和成熟，因为长期以来石墨一直是主要的负极材料，尽管两种石墨类型需要精密加工.鳞片状天然石墨用于电池，加工成球形石墨更均匀，可用作负极材料。合成石墨是通过精炼碳氢化合物材料（例如焦炭）生产的。为了提高石墨阳极的性能，正在向石墨阳极中添加少量且不断增加的硅以增加能量密度。负极材料生产更加集中，四家公司占全球产能的一半。最大的参与者包括：宁波杉杉（中国）；电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页25BTR新能源材料（中国）；和上海普泰来新能源科技（中国）。排名前六的企业都是中国企业，占全球产能的三分之二。分离器是经过工程改造的微孔膜，通常制作聚乙烯或聚丙烯，通常陶瓷涂层提高电动汽车的安全性.分离器生产也集中在五家公司，占全球产能的一半。主要参与者包括：珠海恩杰新材料科技（中国）；上海普泰来新能源科技（中国）；和SKIETechnology（韩国）。电解质由盐和溶剂制成，两者都需要合成然后混合。仅中国江西天赐中新材料就生产了全球35%的电解质盐。主要电解液生产企业包括：张家港国泰-华荣化工新材料（中国）；深圳凯普化学（中国）；和宁波杉杉（中国）。大多数从事电池组件制造的公司都是高度专业化的，并且只生产这些组件。电池芯和电池组生产生产电池是一个多步骤的过程，有两个主要阶段：电极制造和电池制造。尽管电池制造商有不同的电池设计，但电池制造工艺相似，使用成熟的技术并且成熟。这些过程是能源密集型,进行中在高度控制洁净干燥的房间条件以避免任何杂质和水分。使用低碳电力来源是减少电池生产排放的关键。第一个电极是通过将阴极或阳极活性材料与粘合剂、溶剂和添加剂混合，然后涂覆在铝（阴极）或铜（阳极）箔集电器上来生产的。将电极卷起（压延）并随后干燥。然后通过堆叠电极和其间的隔板来创建电池。电池组的制造可以由电池制造商或汽车制造商完成。电池首先一起装在模块框架中，然后通过模块、电池管理系统、电子设备和传感器的集成组装电池组，所有这些都封装在最终的外壳结构中。电芯生产属于资本密集型流程，生产高度集中，2021年排名前三的生产商分别是CATL（中国）、LGEnergySolution（韩国）和Panasonic（日本），占全球产量的65%。来自日本和韩国的电池制造商往往是成熟的企业集团，拥有数十年的消费电子电池制造经验。也有中国公司从1990年代开始生产消费电子产品电池，然后专门为宁德时代和比亚迪等电动汽车生产电池。第三波新电池制造商正在欧洲和北美形成，但如今它们大多处于规划或升级阶段。随着最近的供应链紧张，许多电池和汽车制造商正变得越来越电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页26参与关键矿物的开采和加工，以确保获得生产；特斯拉，宁德时代和LG能源解决方案都直接参与了上游阶段。电动汽车生产电池组由汽车制造商集成到EV中，并与电动机，车载充电模块、高压配电箱、电力传输和热系统，具体取决于车辆架构。只专注于电动汽车的汽车制造商必须开发新建工厂，而对于现有汽车制造商来说，现有的汽车组装工厂可以进行改造并重新用于电动汽车生产。电动汽车制造目前集中在少数OEM中，2021年排名前六的公司占产量的52%。这比2020年的前六名占55%的公司略有下降。特斯拉（美国）、大众集团（德国）和比亚迪（中国）这三大生产商在2021年的电动汽车产量中占了三分之一。比亚迪的快速增长尤其令人印象深刻，它甚至没有跻身前列。2020年有六家生产商，但在2021年成为第三大电动汽车生产商。重复使用再利用或再利用涉及翻新EV电池以用于要求不高的二次使用，通常是在固定存储中。用过的电动汽车电池通常仍具有大约80%的可用容量，因此，重新利用这些电池会产生额外的价值。重复使用需要拆开包装，测试模块/电池，并重新包装成新的包装用于新的应用。这翻新电池成本的主要驱动因素是其收集、剩余使用寿命测试以及电池/电池组的物理拆卸和重新包装所涉及的物流。然而，重复使用面临经济和监管挑战，包括确保电池/组的可靠分级、责任和确保成本再利用与新电池竞争。回收锂离子电池回收的三种主要方法：火法冶金、湿法冶金和直接回收。火法冶金包括在高温炉中熔炼电池，仅从阴极回收一小部分金属。湿法冶金涉及化学浸出过程以沉淀出单个金属。目前，大多数电池回收使用火法冶金和湿法冶金的组合，因为它们非常适合分类不良的电池原料。这些方法依赖于回收昂贵的金属，特别是镍和钴，通常是铜和铝。当前的全球电池回收能力约为200kt/年中国约占一半。由于宣布增加产能，预计这一主导地位将保持不变。大多数电池回收公司都是独立的回收商，但原始设备制造商、电池制造商、矿工和处理器开始进入市场。直接回收是一种新兴工艺，可提高回收效率，因为它不会将阴极分解成元素，而是电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页27而是保留材料晶体结构并再生阴极材料。这保留了阴极加工中嵌入的能源和经济价值，避免了从原材料重新合成的需要。它非常适合含有少量贵金属（如LFP）的阴极。然而，它受限于其不灵活，因为它必须针对每种正极化学进行定制，并且回收的正极只能用于生产相同类型的电池。虽然，新的处理方法是正在开发中将回收的化学物质转化为当前的化学物质，例如NMC333到NMC811。例如，政策授权，生产者责任延伸对于电池回收，正在推动原始设备制造商、再利用和回收公司之间组建合资企业。例如，SK创新和起亚正在制定再利用和回收计划；起亚评估废旧电池并重新包装适合在固定存储中重复使用的电池，其余的则被送往SKInnovation的回收过程进行材料回收。雷诺、威立雅和索尔维为同一目的成立了一个财团。宝马、优美科和北伏还成立了一个财团，为电池创建一个闭环，包括再利用和回收。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页28中国主导整个下游电动汽车电池供应链全球电动汽车电池供应链的地理分布100%75%50%25%矿业材料加工电池组件电池芯电动汽车0%李你公司格李你公司格阴极阳极电池生产电动汽车生产中国欧洲美国日本韩国刚果民主共和国澳大利亚印度尼西亚俄罗斯其他国际能源署。版权所有。注：Li=锂；Ni=镍；Co=钴；Gr=石墨；DRC=刚果民主共和国。地理细分是指生产所在的国家/地区。采矿基于生产数据。材料加工以精炼产能数据为基础。电池组件生产基于正极和负极材料产能数据。电芯生产基于电芯产能数据。电动汽车生产基于电动汽车生产数据。尽管印度尼西亚生产的镍约占总镍的40%，但目前很少用于电动汽车电池供应链。最大的1类电池级镍生产商是俄罗斯、加拿大和澳大利亚。资料来源：IEA分析基于：电动汽车卷；美国地质调查局（2022）；基准矿物情报;彭博NEF。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页29在电池金属提取多样化方面存在未实现的潜力当前的采矿产量与电池材料的储量100%75%50%25%0%中国欧洲美国刚果民主共和国澳大利亚印度尼西亚智利巴西东非俄罗斯其他国际能源署。版权所有。注：Li=锂；Ni=镍；Co=钴；Gr=石墨；DRC=刚果民主共和国。储量是指美国地质调查局定义和确定的经济可开采资源。资料来源：IEA分析基于美国地质调查局(2022)。生产储备金锂生产储备金镍生产储备金钴生产储备金石墨电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页30中国主导着整个下游电动汽车电池供应链，但投资正在全球范围内进行中国主导着采矿下游电动汽车电池供应链每个阶段的生产。四分之三的电池产能在中国，专业的正极和负极材料生产也是如此，其中中国占正极和负极材料的70%。85%的负极材料全球产能。全球一半以上的锂、钴和石墨原材料加工也发生在中国。中国拥有全球80%的石墨开采量，主导着整个石墨阳极供应链的端到端。欧洲负责超过四分之一的电动汽车生产，但除了占20%的钴加工（主要是芬兰的工厂）之外，在供应链的其余部分中几乎没有。美国在全球电动汽车电池供应链中的作用较小，仅占电动汽车产量的10%和7%的电池产能。韩国和日本在原材料加工下游的供应链中占有相当大的份额，特别是在正极和负极材料的生产中。韩国占正极材料产能的15%和3%，而日本分别占14%和11%。在原材料供应和开采方面，电池金属在地域上高度集中，因此相对更容易受到供应冲击和限制。全球一半以上的锂产自澳大利亚，而全球70%的钴产自澳大利亚在刚果民主共和国生产。镍供应稍微多样化；印度尼西亚的镍产量份额最大，占总镍供应量的近40%，但如今很少用于电动汽车电池供应链，因为它主要生产2类镍。俄罗斯不仅是世界第三大镍生产国，更重要的是，它是世界上最大的1类电池级镍生产国，约占全球供应量的20%。鉴于目前的项目管道，矿产开采的地理分布在短期内不太可能发生重大变化。然而，当将当前的采矿产量与矿产储量（储量是指在确定时可以经济开采的资源）进行比较时，从长远来看，似乎存在巨大的未实现的开采多样化潜力。特别是，已经是最大的锂生产国的澳大利亚与印度尼西亚共同拥有最大的镍储量，占全球储量的22%。然而，澳大利亚的产量仅占当前全球产量的6%。澳大利亚还拥有第二大钴储量，接近20%，而仅占当前产量的3%。天然石墨生产多样化也有很大的潜力，欧洲拥有世界最大的份额，占全球储量的四分之一以上，主要在土耳其。巴西有显着电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页31石墨和镍的潜力，分别占全球储量的22%和17%。然而，对于储量，必须考虑一些警告，例如资源质量，这对于电池金属而言尤为重要，投资和地上限制可能会限制作为未来供应的可靠来源的潜力。新兴市场和发展中经济体需要更新和改进地质调查。许多低收入国家的资源调查是很久以前在电池金属不是重点时进行的。一个例子是东非镍带，美国地质调查局表明非洲镍储量有限。然而，在2021年，必和必拓达成了一项投资协议1亿美元用于坦桑尼亚KabangaNickel项目，报告它是世界上最大的硫化镍矿床之一。同样，玻利维亚拥有丰富的已确定锂资源，但没有报告储量。这突显了更新的地质调查可以在当今市场环境中带来的潜力。另一方面，下游供应链分布将在这十年发生变化，尤其是电池。如果当前的政策、公告和投资得以实现，到本月底十年四分之一的电池产能将位于欧洲和美国。同样，最近欧洲和美国也有与正极材料生产相关的公告。例如，大众汽车宣布了新的与优美科合作旨在在欧洲建立正极材料生产能力。红木材料和L&F目标是到2030年在美国建立一家每年生产500万辆电动汽车的阴极材料工厂，欧洲也有类似的计划。欧洲电池制造商Northvolt打算每年生产超过100GWh自有阴极材料.负极材料生产可能会继续由中国主导，因为它拥有从采矿到负极材料生产的整个供应链。此外，前十名的负极材料生产企业几乎都是中国企业，这使得海外新的负极材料生产在很大程度上依赖这些企业的对外投资。此外，石墨负极材料价格不足以显着激励新产能。虽然也有例外，比如新世界石墨该公司正在加拿大建设石墨矿和石墨负极活性材料工厂。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页32俄罗斯入侵乌克兰对电池供应链的影响锂、钴和石墨供应链受俄罗斯入侵乌克兰造成的供应中断的影响较小，因为这两个国家的供应和加工相对较少。然而，人们对镍感到担忧；俄罗斯是第三大生产国，2021年供应约9%的全球镍，加工约6%的镍。更重要的是，俄罗斯是世界上最大的1类镍供应国，生产世界1类电池级镍的约20%，其中大部分由NorilskNickel提供。来自俄罗斯的镍供应是欧洲发展中的电动汽车电池供应链的主要来源。巴斯夫（德国）正在芬兰建设一个主要的正极材料前驱体工厂，并已与诺里尔斯克镍。一旦HPAL项目投入运营，澳大利亚和加拿大有可能填补俄罗斯和印度尼西亚对欧洲硫酸镍的供应缺口，尽管欧洲也将与北美需求竞争。2021年1类镍产量最近对俄罗斯镍供应的担忧，加上青山创始人金融炒作中国钢铁生产商，将镍价推高至每吨10万美元的史无前例的水平（2021年的平均价格为每吨1.85万美元），导致伦敦金属交易所暂时关闭镍交易。价格异常上涨的大部分原因是空头紧缩，然而，在已经紧张的供应市场中，俄罗斯的供应担忧推动了价格的潜在上涨。交易恢复，镍价稳定在每吨33,000美元左右，仍处于异常高位。尽管如此，对俄罗斯镍供应的重大担忧仍然存在，1类镍产量份额俄罗斯20%其他80%俄罗斯1类镍出口中国33%欧洲67%国际能源署。版权所有。这可能会使价格保持高位。资料来源：IEA分析基于基准矿物情报和彭博NEF.电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页33电动汽车电池供应链和产业政策电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页34全球电动汽车电池产能份额：0%。2021年电动汽车电池产能：0GWh。政府旨在支持电动汽车制造的集成供应链许多国家已经宣布了旨在建立和扩大其在综合供应链中的突出地位的产业战略。主要汽车制造国的目标是将其延伸到供应链上游，从制造电动汽车零部件和汽车，到确保稳定的上游供应和矿产和金属的精炼能力一些国家已将电池和电动汽车制造确定为战略部门，并希望支持国内生产。一些明确将该行业的投资定位于“面向未来”的经济体，建立劳动力以支持低碳未来，并确保在蓬勃发展的电动汽车市场的高附加值步骤中成为市场领导者。中国上升到全球电动汽车电池产能的最大份额（77%）是直接结果十多年支持该行业的政府政策。韩国，占全球产能的5%，以及日本，4%，最近推出了大笔资金计划，以增强其电池和电动汽车行业的竞争力。虽然欧盟一直在大力投资在过去几年的研发和制造能力，开发欧盟电池生产行业所需的供应链可能需要时间。同样，美国最近更新了专注于建立国内电池和电动汽车供应链，特别是利用其关键的矿产供应和汽车行业。印度尼西亚和泰国等其他新进入者正在将战略重点放在电池和电动汽车的生产上。他们的目标是利用其与亚洲市场领导者以及上游矿产和金属供应的地理位置接近，成为区域市场领导者。印度尼西亚和泰国正在吸引主要电池和电动汽车制造商的投资，例如长城汽车,富士康,LG集团和宁德时代.加拿大2022年4月，联邦政府和安大略省政府宣布了一项5.18亿加元（3.98亿美元）的一揽子计划，以补充加拿大通用汽车公司现有23亿加元（18亿美元）投资用于升级安大略省的设施，其中包括生产电动汽车的改造设施。此外，安大略省收到了最大的汽车行业的历史投资为50亿加元（40亿美元），其中一个合资机构LGEnergySolutionLtd.与StellantisN.V.合作生产电动汽车电池电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页35产能为45GWh。政府密切合作以促进这种投资，例如提供优惠的电价以及省和联邦补贴（正在协商中）。中国中国在电动汽车电池产能方面的领先地位是一个多方面的直接结果十年优先政策发展一体化的国内供应链。长期以来，中国一直将电池视为战略性产业部门。中国“十四五”规划（2021-2025）于2021年年中发布，重点关注“战略性新兴产业”，其中包括新能源汽车（NEV）。它为州和地方政府制定计划提供了指导，包括专注于提高新能源汽车制造的质量和标准，以及专注于R&D下一代电池化学的努力。特别值得注意的是，计划促进钠离子电池产业发展在2021-25年期间，利用行业和产品标准实现规模化、降低成本和提高电池性能。区域五年计划（例如北京,上海，粤，天津，江苏，福建和陕西)专注于将新能源汽车生产与相关产业（即电池制造和回收利用）相结合系统）与大型工业电动汽车、零部件和电池制造商合作。他们的目标是通过免税、优惠贷款和联合融资等激励措施促进工业开发区的新能源汽车生产，并发展工业生产基地。同样于2021年年中发布的，中国的“十四五”规划经济发展（2021-2025）旨在规范电池回收行业资源管理，同时引入新能源汽车电池追溯和电池回收追溯管理系统。行政措施新能源汽车电池的再利用2021年8月发布，旨在规范和进一步发展行业，要求电池再利用企业负责管理电池再利用产品设计和生产、包装、运输和回收的全生命周期，确保产品质量，产品认证和对环境负责的处置。这工信部11月2021年发布了两个指南草案就锂离子电池产业的发展发表评论，以加强管理的部门。指导方针建议只有在可以确保产量超过容量的50%,最低能量密度技术标准（不低于180瓦-每公斤小时数)、循环寿命和鼓励在制造过程中使用太阳能。2022年1月，全球电动汽车电池产能份额：76%。2021年电动汽车电池产能：655GWh。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页36污染控制技术规范实施废旧锂离子电池处理（试行）。欧洲联盟电池价值链。EuBatIn成立于2021年，汇集了12个欧盟成员国和40家公司，专注于电池供应链，并已为29亿欧元（34亿美元）至2031年期间.欧盟的战略重点是发展国内电池供应链。2022年3月，欧洲电池联盟和美国立桥联盟宣布合作加速锂离子和下一代电池的开发，包括关键原材料。欧洲共同利益重要项目(IPCEI)是实施欧盟工业战略的重要战略工具。两部分IPCEI已实施以促进电池生产：IPCEIonBatteries和IPCEI欧洲电池创新(EuBatIn)。两者的共同点是，他们的参与者代表了完整的价值链，从材料到电池，再到电池系统和回收利用。两家公司与两个IPCEI之间也有高度的联系。电池IPCEI成立于2019年，汇集了总部位于七个欧盟成员国、来自欧洲各地的公司欧盟委员会提议修订欧盟电池指示将其提升为一项法规，作为2020年底为绿色新政采取的行动的一部分。他们为在欧洲销售的电池引入了强制性碳足迹声明，以及对回收成分的最低要求以及汽车电动汽车电池的收集和回收要求。截至2022年3月，最新更新表明欧洲议会已达成共识关于拟议的修订与一些修正案。值得注意的是，这包括添加一个新电池类别、“轻型交通工具”（例如电动自行车）和从废物中回收钴、铅、锂或镍的最低目标。这些提案将在欧盟理事会与成员国进行讨论。这Batt4EU伙伴关系于2021年6月启动，旨在结合欧盟委员会和电池欧洲伙伴关系协会成员的努力，该协会成员包括电池供应链中的行业和研发利益相关者。该合作伙伴关系将资助电池研发和创新项目的框架内地平线欧洲计划.A谅解备忘录双方签署协议，声明欧盟委员会将指导全球电动汽车电池产能份额：7%。2021年电动汽车电池产能：60GWh。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页372021年至2027年期间为电池研究和创新提供9.25亿欧元（10亿美元）的资金。2022年2月，欧盟委员会向欧洲电池联盟学院授予EITInnoEnergy1000万欧元（1180万美元）以帮助搭建桥梁不断扩大的技能差距为整个欧洲电池价值链的劳动力。在法国，300亿欧元（350亿美元）的总体投资计划于2021年提出。它提供了高达40亿欧元（47亿美元）支持汽车行业到2030年生产200万辆电动汽车.在德国，10亿欧元（12亿美元）到2022年的资金由联邦经济事务和气候行动部分配，以使该国成为电池生产的全球领导者。印度部门拨款1810亿印度卢比（2.43亿美元）。补贴将在以下范围内提供5年基于表现指标例如能量密度（仅限ACC）、电池循环寿命（仅限ACC）以及在印度销售或制造的组件数量。两项计划均于2022年1月启动征求建议书，政府将通过以下方式授予合同2022年3月.为了ACC方案，投标总额为130GWh，接近中标制造能力的三倍。总共95名申请者被批准。最终获奖者包括大型汽车制造商和原始设备制造商以及该行业的中小型企业。为了先进的汽车技术和汽车组件方案所有车辆类别的申请总额为4500亿印度卢比（61亿美元），由现有汽车OEM和新市场进入者提交。日本印度的生产相关激励计划战略重点是先进的汽车技术和零部件（包括电动汽车）和先进的化学电池（ACC）部门。汽车和汽车零部件行业的拨款接近2590亿印度卢比（35亿美元）。以建设50GWh的容量为目标，ACC日本发布了一个战略能源计划2021年再次强调目标2020绿色增长战略到2030年将汽车电池的国内产量提高到100GWh。全球电动汽车电池产能份额：4%。2021年电动汽车电池产能：36GWh。全球电动汽车电池产能份额：0%。2021年电动汽车电池产能：0GWh。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页38这供应链电池协会成立于2021年4月，包括主要的日本OEM。其创始文件敦促政府为电池生产设施提供财政补贴。日本政府协商后宣布了一个1000亿日元的一揽子计划（9.1亿美元）用于2021财年国内电池生产的补充预算。韩国此外，还将提供1.5万亿韩元（13亿美元），通过税收优惠、研发和资本投资支持韩国的电池开发。美国2021年中期公告K电池蓝图政府重新关注扩大税收优惠和研发支出。所宣称的雄心是让韩国成为排名第一的电动汽车电池制造国到2030年在世界范围内。形成“大联盟”韩国（和全球）前三大国内电池制造商（LG能源解决方案、三星SDI和SKInnovation）旨在建立工业网络。一个基金将设立800亿韩元（6900万美元）的资金，由政府、企业和金融机构出资，与其他公司和学术界合作，支持电池技术、零部件和材料的开发。一个行政命令2021年初，要求对美国供应链进行彻底评估。这包括识别高容量电池供应链中的风险。随着对电池供应链的关注，出现了一系列战略政策公告和蓝图。其中之一包括发布锂电池国家蓝图（2021-2030），它阐述了在国内建立安全电池材料和技术供应链的愿景。它旨在通过在整个供应链中制定目标，为政策制定者、行业和投资者制定长期指导方针。其中包括：确保上游原材料和关键矿产和材料加工基地；打造国内电极、电池和电池组制造领域；报废关键材料回收；以及电池技术开发的研发工作。全球电动汽车电池产能份额：5%。2021年电动汽车电池产能：41GWh。全球电动汽车电池产能份额：7%。2021年电动汽车电池产能：57GWh。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页392021年10月，美国能源部阿贡国家实验室宣布创建立桥.它是一种新型的公私合作伙伴关系，旨在弥合国内锂电池供应链的空白。它标志着美国电池行业的第一次此类合作。2021年6月，24个项目获得6000万美元减少乘用车和轻型/重型卡车的二氧化碳排放量。这包括加速电动汽车电池、电力驱动系统和新的移动系统技术（自动化、互联、电动和共享车辆）创新的项目。这政府批准接近30亿美元根据《基础设施投资和就业法》（两党基础设施法），于2022年2月促进先进电池供应链的生产。这包括为上游电池材料和精炼以及生产工厂、电池和电池组制造设施以及回收设施提供资金。东南亚泰国，有最大的汽车生产中心之一在东南亚，发布了推广电动汽车的指导方针，并表示其雄心勃勃国内生产的所有汽车中有30%是电动汽车2030.政府官员最近的声明表明有意争取到2035年实现100%的ZEV销量。泰国的东部经济走廊(EEC)正在为战略制造公司（包括电动汽车）提供激励措施，例如企业税收减免、基础设施开发和低息贷款。这刺激了电动汽车和电池生产设施的交易，例如与中国汽车制造商长城汽车2021年6月，10亿美元8GWh电池生产厂都在罗勇EEC。PTT，国有油气集团，签署合资企业交易与富士康合作，从2024年开始生产电动汽车，年产能为50,000辆电动汽车，并计划到2030年扩大到150,000辆。印度尼西亚有一个生产目标600000辆电动LDV和到2030年，电动两轮车将达到245万辆。它的目标是利用其上游的大量原始镍矿储量，同时为电动汽车零部件生产商和制造商提供进一步的下游激励。这是继总统条例优先考虑国内电动汽车生产。它旨在确保一定比例的印尼采购的电动汽车零部件和镍用于电动汽车生产。这印度尼西亚电池公司2021年3月，国企部与其他四家国有企业共同组建了一家国有电池制造商。此次控股所需的投资为238万亿印尼盾（IDR）（170亿美元）。公司生产全球电动汽车电池产能份额：1.0%。2021年电动汽车电池产能：8.7GWh。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页40目标是到2030年达到140GWh的电池组，其中50GWh将用于出口。就上下文而言，目前全球电池产能约为871GWh。双方于2021年7月就电动汽车电池工厂签署了谅解备忘录(MoU)投资部现代汽车公司，容量为10GWh，标价为11亿美元。该工厂将与韩国LG集团共同建设，旨在将电池前体生产与电池组生产以及采矿、冶炼和回收设施相结合。这笔交易是印度尼西亚政府和LG集团牵头的财团签署的更大谅解备忘录的一部分，用于美元98亿开发集成的电动汽车供应链。该财团签署了一份不具约束力协议与国有矿业公司PTAnekaTambangTbk和印度尼西亚电池公司合作。Gogoro（以电池交换而闻名）促进电池制造，以及能源存储系统和电池回收等电动汽车支持行业的发展。这包括富士康生产的固态和磷酸铁锂电池。其他潜在交易包括价值50亿美元的锂电池厂，预计2024年投产中国当代AmperexTechnology(CATL)和印度尼西亚的PTAnekaTambang.2022年初，富士康与印尼外交部签署谅解备忘录投资和中国台北的电动滑板车制造商电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页41电动汽车安全和可持续部署的统一技术法规除了政策、财政激励和市场渗透目标外，技术法规对于确保电动汽车的安全和可持续部署也起着至关重要的作用。世界论坛车辆法规的协调（WP.29）由联合国欧洲经济委员会主办，制定了具有法律约束力的法规，涵盖了提高车辆安全性和降低环境影响的技术要求。联合国第100号条例/联合国GTR第20号onElectricVehicleSafety规定了测试程序，以确保EV可以安全使用。它详细介绍了测试电动汽车和保护用户免受电击、确保关键电动汽车组件的防火、防水、振动和机械阻力以及其他安全测试的方法。UNGTRNo.22关于车载电池的耐用性该标准于2022年3月通过，规定了电动汽车电池耐久性的最低性能要求。它要求制造商证明其电动汽车中安装的电池在五年或10万公里内损失的初始容量将低于20%，在八年或16万公里内损失低于30%。耐久性标准旨在防止使用劣质电池，并确保仅在电动汽车中安装耐用电池。这对于提高消费者的信任度和提高电动汽车的环保性能至关重要，而不仅仅是其低排放输出。确保每个电池的使用寿命更长将有助于缓解对其生产所需的关键原材料的需求压力，并减少废旧电池的浪费。目前正在为重型电动汽车（电动巴士和电动卡车）制定类似的规定。许多国家/地区都采用了电池耐久性标准，并承诺将其转化为国家立法。它们是澳大利亚、加拿大、中国、欧盟、印度、日本、韩国、马来西亚、挪威、俄罗斯联邦、南非、突尼斯、英国和美国。在欧盟，这些规定有望成为即将出台的Euro7/VII立法的一部分。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页42各国急于推动政策，以确保稳定供应对电动汽车电池供应链至关重要的矿物世界各地的主要电池矿物和金属生产商已开始优先考虑采矿和精炼能力，以便能够为全球电动汽车电池供应链安全地供应材料。澳大利亚澳大利亚是世界上最大的锂生产国，也是全球最大的镍生产国之一。2021年9月，政府释放了13亿澳元（9.8亿美元）贷款便利澳大利亚关键矿产针对包括电动汽车电池生产在内的先进行业。此外，宣布增资20亿澳元（15亿美元）的基金关键矿物加工能力，包括电池矿物和金属。2021年12月，联邦政府授予“重大项目地位”24亿澳元（18亿美元）电池矿物质新南威尔士州的综合体用于镍钴矿、材料加工和回收设施。拥有重大项目状态允许获得额外的财务支持、协调和简化的监管审批。该设施计划几乎完全由可再生能源供电，使其成为世界上最大的可再生能源电池金属生产商之一。加拿大实施其关键矿产战略,政府分配38亿加元（29亿美元）在2022年预算中超过八年——这是此类预算中的第一个公告。其中，约15亿加元（12亿美元）用于支持关键矿产供应链的基础设施投资，7920万加元（6090万美元）用于关键矿产勘探和开发的综合数据集，以及新的30%税收抵免用于关键矿产勘探。智利智利仍然是世界上最大的锂生产国之一，尽管开发新项目的增长缓慢。为了应对这一趋势，政府在2021年10月推出了经营合同特别拍卖勘探和生产40万吨锂。它分为五批，每批8万吨，为中标者提供7年的地质勘探、研究和20年的生产期。政府将收取特许权使用费，以及生产期间的可变支付。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页43中国中国继续在中下游电动汽车电池供应链中占据主导地位，但目前拥有不到25%的上游采矿能力.这原材料发展“十四五”规划工业（2021-2025）于2021年12月发布。它旨在将技术创新重点放在关键材料的开发上，包括促进新的、更高效和对环境敏感的采矿技术和矿物的研发，包括盐湖锂。该计划还旨在开发“城市矿山”，以支持在回收基地和产业集群中大规模回收锂、镍、钴和钨。欧洲联盟欧洲原材料联盟(ERMA)成立于2020年，是欧盟关键原材料行动计划的一部分。除了解决监管瓶颈和利益相关者参与外，其重点是充当促进项目投资的渠道。ERMA已宣布计划推出一种原料2022年计划投资基金2021年11月，欧洲议会在批判的原材料战略以“开放的战略自治”为重点，即在采购关键原材料时获得替代品和竞争。其他方面包括从欧盟成员国内采购关键原材料、增加回收利用和循环利用资源，投资精炼和分离能力（包括锂）。欧洲议会已要求欧盟委员会和成员国针对关键原材料创建IPCEI，以专注于降低关键性和依赖性。印度尼西亚印度尼西亚是世界上最大的镍生产国。它旨在保持这一地位电动汽车电池的主要供应商制造业。2020年，印度尼西亚实施了一项镍矿出口禁令.随后在2021年考虑实施一项税镍产品出口镍含量低于70%，以进一步发展国内炼油能力。如今，大多数镍产品的镍含量在30-40%之间，通常出口到进一步精炼以得到更高纯度的镍产品（70%或更高），因此可能会对出口产生重大影响。美国2022年3月，美国援引国防生产法迅速提高美国用于电动汽车和蓄电池的关键矿物的生产，重点是锂、镍、钴、石墨和锰。过去一年，美国为加强电动汽车电池供应链做出了重大努力，包括关键矿产。2021年2月，美国能源部授予电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页444400万美元负排放的采矿创新资源回收计划技术发展，增加国内关键元素供应。该基金专注于商业就绪技术，这些技术对于清洁能源转型所需的关键矿物而言是净零排放或净负排放。2021年4月，13个关键矿产项目被选中获得总计1900万美元的奖金。该基金专注于有助于将化石燃料生产社区转变为清洁能源工作的项目，包括增加对关键矿产资源和废物流的回收利用，从化石燃料产品及其废物流中提取关键矿物和金属，以用于包括电动汽车电池在内的各种应用.2022年2月，美国能源部、国防部和国务院签署了一份协议备忘录，支持关键物资储备矿物质这将有助于向清洁能源过渡，特别是电池和风力涡轮机，并满足国家安全需求。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页45电池和关键材料的前景电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页46电池电动汽车推动所有地区的电池需求激增4.03.53.02.52.01.51.00.50.02021-2030年各模式电动汽车电池需求2021-2030年各地区电动汽车电池需求4.03.53.02.52.01.51.00.50.0轻型车两轮/三轮公共汽车卡车中国欧洲美国其他国际能源署。版权所有。注：STEPS=既定政策情景；APS=宣布的承诺情景；LDV=轻型车辆。脚步APS脚步APS202120252030脚步APS脚步APS202120252030每年太瓦时每年太瓦时电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页47电动汽车将电池需求增加了六倍，并推动了供应链各个环节的快速扩张电动汽车销量的增加需要扩大电池供应链的所有要素。虽然对于大多数组件而言，电动汽车与传统汽车并没有太大区别，但电池依赖于不同且依赖关键材料的供应链，而这些供应链必须在这十年中大幅扩大以满足预计的需求。大多数供应链组件都可以迅速扩大规模；电池生产工厂可在两年内建成，项目管线非常庞大。另一方面，原材料提取需要在生产达到规模之前很久就进行投资。计划中的电池工厂可满足2030年需求在既定政策情景中，电动汽车的电池需求将在2030年增加到2.2TWh，在宣布的承诺情景中增加到3.5TWh。这比2021年的既定政策情景的生产水平增加了六倍多，比宣布的承诺情景增加了十倍。要达到这样的生产水平，需要在既定政策情景中再制造52家年产能为35GWh的超级工厂，在宣布承诺情景中制造90家超级工厂。电池需求由电动汽车驱动，到2030年，在这两种情况下，电动汽车将占预计总需求的85%。不仅电动汽车销量会增加，而且当前趋势和新车型发布表明车辆的电池容量将越来越高由于对更长的行驶里程和更大的车辆的需求。这一趋势占电池需求增长的三分之一左右，在北美尤为明显。预计中国将拥有最大的电池需求，尽管在既定政策情景中其全球份额从2021年的60%下降到2030年的40%，在宣布承诺情景中下降到25%。在电动汽车快速部署的推动下，美国在主要市场中的电池需求增长最快，每辆车的电池容量最大，在既定政策情景中的份额略有增加，从2021年的11%到2030年将达到15%左右，并增加到以上在2030年宣布的承诺情景中为20%。在既定政策和宣布的承诺情景中，欧洲的全球电动汽车电池需求份额也预计将从2021年的25%下降到2030年的20%。根据最近的会计基准矿物情报，2030年私营公司宣布的电动汽车电池产能为4.6TWh，高于既定政策情景和宣布承诺情景的需求。如果到2030年所有宣布的产能都成功上线，以电池总需求计算，在政策情景下，电池制造的利用率将达到47%，略高于2021年（43%基于铭牌容量）。电池产能仍将集中在中国（70%），但更多电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页48投资正在转向其他地区，预计到2030年，欧洲和美国将有四分之一的电池产能。阳极和阴极生产在地域上逐渐多样化扩大电池和电池生产将需要阳极和阴极制造商的额外产量。在既定政策情景中，相对于2021年的产量，2030年阴极需求增长6倍，阳极需求增长5倍。对于已宣布的承诺情景，阴极需求增加10倍，阳极需求增加8倍。在既定政策情景中，2030年正极产量达到3300千吨，负极产量达到1500千吨，需要增加约29家正极材料厂和23家负极材料厂。对于已宣布的承诺情景，阴极需求为5200kt，阳极为2500kt，需要约50个阴极和40个阳极工厂。每生产GWh电池，需要1.5kt的正极材料和0.9kt的负极材料。目前正负极材料生产高度集中；一起中日韩占97%目前的阴极和阳极产量的99%。展望未来，短期内情况不会有太大变化。评估所有当前已宣布和在建的阴极和阳极材料生产工厂，这些工厂将在到2025年上线，显示美国和欧洲在2025年将仅生产约4%的正极材料和2%的负极材料。根据欧洲和北美计划生产的公告，预计将在长期内实现多样化。例如，通过巴斯夫计划生产正极材料加拿大工厂.电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页49+522021步骤APS2030+482021步骤APS2030电动汽车数量（百万辆）电动汽车电池供应链的所有要素都显着扩展以满足预计的需求相对于2021年，满足2030年预计需求所需的生产所需金属水平的矿山、阳极/阴极生产工厂、电池超级工厂和电动汽车工厂的数量600锂6000镍350钴6000阴极+503000阳极4000电池芯50+90电动汽车+81500400300200100+5050004000300020001000+6030025020015010050+17500040003000200010002500200015001000500+4035004030002500302000150020100010500金属电池组件电池电动汽车国际能源署。版权所有。注：STEPS=既定政策情景；APS=宣布的承诺情景。满足2021年需求水平的预计需求所需的额外矿山/工厂/工厂数量如箭头所示。预计需求为年度。金属需求是包括电动汽车和非电动汽车在内的总需求。假设年均产能：锂矿——8kt；镍矿-38kt；钴矿-7kt;阴极装置-94kt;阳极装置-54kt;电池超级工厂-35吉瓦时；和EV生产厂-50万辆汽车。镍需求不区分1类和2类镍。资料来源：IEA分析基于标普全球；彭博NEF;基准矿物情报。+302021步骤APS2030+412021步骤APS2030+112021步骤APS2030+292021步骤APS2030+232021步骤APS2030吨吨吨吨吨千瓦时电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页50锂钴镍20212030脚步锂2030APS20212030脚步钴20302021APS2030脚步镍2030APS其他清洁能源技术电动汽车电池电动汽车电池需求推动金属需求激增锂是电动汽车最关键的金属，因为它没有大规模的商业替代品。因此，它经历了电池金属需求增长最快的情况。实际上，在这两种情况下，预计到2030年锂需求的所有增长都将来自电动汽车电池。2030)以降低成本并考虑到环境、社会和治理问题。然而，全球对电动汽车电池的需求激增仍然增加了这十年的钴需求总量。2021年和2030年电动汽车和清洁能源技术对电池金属的总需求份额到2030年，既定政策情景中的锂需求将达到约330千吨，是2021年产量（80千吨）的四倍。对于已宣布的承诺情景，锂需求达到500kt，比2021年增长6倍，这得益于所有模式的电动汽车销量增加。2021年，电动汽车电池占全球锂需求的近一半。到2030年，在既定政策情景中，这一比例上升到70%，在宣布承诺情景中，这一比例上升到近80%。为了满足锂需求的激增，假设年均锂矿产能为8kt，到2030年，在既定政策情景中需要大约30个新锂矿，在已宣布承诺情景中需要50个新锂矿。到2030年，镍将面临最大的绝对需求增长，因为高镍化学物质是目前电动汽车的主要阴极，并且预计将继续如此。高镍锂离子电池要求远镍甚至比锂还要多。例如，按重量计算，一块NMC811电池需要的镍几乎是锂的七倍。对于钴，情况正好相反，因为电池制造商继续转向低钴含量的化学物质（甚至是无钴化学物质）100%80%60%40%20%0%国际能源署。版权所有。注：STEPS=既定政策情景；APS=宣布的承诺情景。清洁能源技术包括：固定式储能电池、可再生能源、核能、氢能技术和电网技术。资料来源：IEA分析基于标准普尔全球。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页51在既定政策情景中，到2030年，镍总需求增长60%至4200克拉左右，而钴总需求增长45%至250克拉。在镍的总需求中，电动汽车电池占2030年需求的五分之一，在既定政策情景中约占钴需求的四分之一。在宣布承诺情景中，电动汽车电池的镍和钴需求比既定政策情景高出65%，电动汽车份额分别为30%和40%。为了满足既定政策情景中2030年的预计需求，需要增加41座镍矿和11座钴矿——这是一项显着扩大的需求。对于已宣布的承诺情景，2030年需要60座镍和17座钴新矿（假设年均矿山产能为38克拉镍和7克拉钴）。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页52满足2030年及以后的电池金属需求需要立即动员投资，特别是在新的采矿能力方面电动汽车电池供应链中选定步骤到初始生产的典型交货时间范围锂矿镍矿原材料加工阴极/阳极生产电池/电芯生产电动汽车生产05101520年国际能源署。版权所有。注：矿山的交货时间是从完成初步可行性研究到开始生产的时间计算的。对于其他要素，交货时间是从投资决策到生产计算的。资料来源：IEA分析基于海伦等人。(2021);基准矿物情报;标准普尔全球。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页53现在需要投资以满足2030年的电池金属需求为了满足预计的电动汽车部署的需求，供应链中的各种元素都需要扩展。加强各国与气候相关的雄心和承诺也将进一步增加对金属的需求，以供应必要的电动汽车电池。正如2021年所观察到的那样，尽管扩大供应需要时间，但对电动汽车的需求可能会迅速增长，因为矿山和工厂不可能在一夜之间上线。供应链的元素有不同的交货时间。电动汽车组装这一下游阶段最具活力，由于汽车产能远高于需求，汽车制造商可以对现有工厂进行改造以生产电动汽车。例如，大众汽车在德国的茨维考工厂进行改造（将工厂从内燃机汽车转换为电动汽车）始于2018年和首批电动汽车于2019年11月生产。同样，特斯拉在上海的电动汽车工厂大约在一年在2019年初破土动工后。电池生产提前期可以更加多样化。在中国，宁德时代已经能够在中国交付一个新的电池制造设施一岁以下年由于他们的生产经验，而从宣布Northvolt在瑞典的第一家工厂到开始生产.阳极和阴极工厂的交货时间是化工厂的典型交货时间，因地区而异。优美科于2018年公布了波兰工厂的生产计划，预计将开始2022年商业化生产，因此需要四年。在中国，阴极工厂可以建在较少的两年多由于以前的经验和使用现有站点进行扩展。到目前为止，最长的交货时间是原材料的提取。在通过勘探确定可提取资源后，矿山可能需要四到二十年才能开始商业生产。必要的可行性研究以及工程和建设工作可能需要四到十六年的时间。通常需要较长的交货时间才能获得融资和必要的许可。获得许可可以从一到十年由于某些国家/地区需要多次许可或许可延迟。有一些证据几十年来，使矿山上线所需的时间有所增加，这可部分归因于较长的许可和可行性研究准备时间。除了开始商业生产所需的时间外，矿山通常需要大约十年才能达到铭牌生产能力。对整个供应链的交货时间分析表明，如果有足够的投资，电动汽车电池供应链的下游阶段可以加速满足2030年时间框架内需求的快速增长。然而，除非提前提供足够的投资，否则上游矿产开采可能会造成重大瓶颈。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页54电池化学成分对商品价格的敏感性明显不同10%的商品价格变化对选定电池化学成分的电池组价格的影响钠离子LMR-NMC锂LNMO低噪声镍国家药品监督管理局LFPNMC811钴NMC6220%1%2%3%电池组价格变化%国际能源署。版权所有。注：钠离子=钠离子。富锰化学：LMR-NMC=富锂锰NMC；LNMO=锂镍锰氧化物。LNO=锂镍氧化物。NMCA=锂镍锰钴铝氧化物。LFP=磷酸铁锂。NMC=锂镍锰钴氧化物（NMC622和NMC811）。电池组价格对商品价格的敏感性。所有化学物质均以石墨阳极为模型。阴极厚度保持恒定在120µm并调整阴极负载。以2021年商品平均价格为基数，然后以锂、镍和钴价格上涨10%为模型。钠离子不含锂、镍或钴。资料来源：IEA分析基于BatPaC(2022);Dhir等人(2021);格林伍德等人（2021）;彭博NEF。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页55电池化学成分正在发展以应对供应紧张电池化学的发展将决定哪些金属将面临最大的需求。鉴于增加金属产量所需的较长交货时间，优化和多样化电池化学将在减少对特定关键金属的需求方面发挥重要作用。今天，电动汽车的锂离子电池是镍基（NMC和NCA)或磷酸铁锂(LFP).前者的能量密度更高，占中国以外电动汽车电池的绝大部分。LFP具有较低的能量密度和较低的成本，在中国广泛用于轻型和重型车辆。到2030年，随着制造商选择电池化学物质来满足特定的车辆特性，电池化学物质将更加多样化。例如大众汽车的公告,化学物质将适应车辆类别：预计高档车辆将使用最高能量密度的电池，可能使用更高镍含量的化学物质，如NCA95、NMCA和NMC9.5.5，或可能具有更高能量密度的电池，如如果可以解决研究挑战并实现商业上可行的循环寿命，则可以使用锂镍氧化物(LNO)或富锂锰NMC(LMR-NMC)。对于低端、大容量和主要城市车辆，LFP将是主要化学成分，因为续驶里程不是优先事项，而是成本。此外，由于镍和钴的大宗商品价格以及关键专利到期,LFP设置为未来几年，欧洲和美国的销量模型将大幅增长。主要汽车制造商已发布公告，例如特斯拉和大众用于两个市场的标准范围电动汽车的LFP。近期，随着蔚来汽车宣布推出同时包含LFP和高镍的电池组，这种可能性成为了现实。CTP包，包括LFP和NMC电池充分利用这两种化学物质的优点。对于中档汽车，富锰化学物质（锂镍锰氧化物[LNMO]）是一个强有力的竞争者，因为它具有比LFP更高的能量密度，但还没有达到高镍化学物质的水平。与高镍化学品相比，LNMO中较大比例的锰可显着降低材料成本和商品暴露。但是，LNMO仍在开发中。大众汽车已表明其长期战略，即为大众市场电动汽车模型寻求富含锰的化学物质。对于中型和重型车辆，LFP将占安装的绝大部分，因为成本和可靠性对于电动卡车的早期应用更为重要。LFP具有领先化学品的最佳循环寿命，适合频繁、短途旅行和经常充电。另一方面，续航里程更长的电动卡车可能会使用能量密度最高的镍基化学物质，但它们在2030年之前的部署是有限的。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页56电池化学的未来并非一成不变。各种化学物质各有优缺点。因此，电池金属价格持续高企可能会对电池化学产生巨大影响，加速已经发生的转变，以及由于当前高价而预期的转变。持续的高商品价格将支持向具有较低关键矿物强度的化学品转变。可以预期两个主要影响。首先，更强烈地转向临界材料强度较低的商业化学品，特别是不含镍或钴的LFP。其次，加速开发依赖不太重要的矿物的新化学物质，例如富锰正极化学物质LNMO，甚至类似于锂离子的替代无锂电池化学物质，例如钠离子（钠离子）。钠离子电池虽然世界各地的研究人员都在努力开发不使用锂的电池化学物质，但当今最接近最可行的选择是钠离子技术。钠离子目前正在由世界上最大的电池制造商之一开发，CATL，其商业2021年引入钠离子并计划到2023年形成基本的产业供应链。中国政府计划促进发展钠离子电池产业“十四五”规划，以行业标准实现规模化、降低成本、提高性能。Naion电池的能量密度将略高于领先的高镍化学品的一半，因此不会用于高能电池密度应用。然而，它与LFP相当，其能量密度仅比领先的LFP电池低20%左右。因此，对于能量密度不重要的应用，例如城市电动汽车或电网规模的存储，钠离子是合适的。CATL还通过其新的AB电池组设计来缓解能量密度限制，该设计可以将锂离子和钠离子电池集成在一个电池组中。与锂离子相比，钠离子的关键优势在于它依赖于丰富且低成本的矿物质。CATL钠离子电池的正极材料（普鲁士白)由低成本元素钠、铁、氮和碳制成。钠离子不能使用石墨阳极，所以改为使用硬碳。此外，需要更少的铜，因为钠-离子可以使用铝阳极集电器，不像锂离子.虽然钠离子已经超越了研究阶段并展示了商业上可行的性能，但目前还没有其正极和负极材料的供应链。钠离子部署的主要不确定性是生产的可扩展性这些材料的工艺以及发展工业规模供应链所需的时间。幸运的是，由于Naion和Li-ion的相似性，使当前的电池工厂适应Na-ion电池的生产相对简单。约束化学案例为了说明可能趋势的影响，我们提出了受限化学案例。它专注于阴极化学，以评估价格长期居高不下的影响，再加上电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页57汽车制造商对高价格的强烈反应。最显着的变化是从高镍阴极化学材料到轻型汽车电池化学预测、受限化学和基本案例，2021年和2030年LFP。在既定政策情景的受限化学案例中，全球对镍的需求减少了10%，即每年约440kt，而对钴的需求减少了15%，相当于每年35kt。镍的减少幅度很大，因为它几乎是俄罗斯（世界上最大的1类镍生产国）2021年镍总产量的两倍。对于已宣布的承诺情景，需求减少更为显着，镍的总需求减少了15%，钴的总需求减少了20%。在受限化学案例中，锂需求将略有减少，在既定政策和已宣布承诺的情况下仅减少3%，这主要是由于LFP的每千瓦时锂强度略低于高镍化学物质，因此其部署也大得多减少锂需求。LNMO100%80%60%40%20%0%20212030基础2030受限钠离子LNMOLMOLFPLNOLMR-NMCNMC-高镍NMC-中镍NMC-低镍NMCANCA+还具有较低的锂强度，因此它支持减少锂需求。到2030年引入钠离子是唯一不含锂的化学物质，显着降低了锂需求，但仅占很小的份额。因此，短期内锂需求不会大幅减少，但长期来看仍有潜力。国际能源署。版权所有。注：电池正极化学成分包括：钠离子=钠离子。LNMO=锂镍锰氧化物。LMO=锂锰氧化物。LFP=磷酸铁锂。LNO=锂镍氧化物。LMR-NMC=富锂锰NMC。NMC=锂镍锰钴氧化物。NMChighNi包括：NMC811和NMC9.5.5。NMC-medNi包括：NMC532、NMC622和NMC721。NMC-lowNi包括：NMC333。NMCA=锂镍锰钴铝氧化物。NCA=锂镍钴铝氧化物。NCA+包括：NCA85、NCA90、NCA92和NCA95。基础和受限化学案例是指2030年不同的电池化学份额。基础案例是预期的，考虑到化学物质对适当用例的最佳分配以及最近的价格走势。受限化学案例描述了商品价格长期居高不下的后果，以及汽车制造商对价格信号的强烈反应。阴极化学份额(%)电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页58基本情况下的材料需求减少(%)约束化学与基本情况下的电池金属需求减少阳极，显着提高行驶里程能力，打开其他应用程序并最终降低成本。ASSB有相当多的活动和行业公告0%-5%-10%-15%-20%脚步锂镍钴APS锂镍钴国际能源署。版权所有。最近来自初创企业和成熟的电池制造商。例如，日产在2024年开始试生产，目标是在2028年生产配备ASSB的电动汽车，刚刚开设了原型日本神奈川的生产基地.量子景观和大众汽车有一家合资企业，计划一条中试生产线开始2024.三星SDI开始建设试点固态电池生产线2022年3月，目标是到2025年开发原型电池，2027年开始量产。尽管有这些活动和公告，但在ASSB产生重大影响之前，仍需解决重大技术挑战。当前最先进的性能通常依赖于不切实际的压力来解决接触问题，或者依赖于当前不可扩展、昂贵的生产工艺来达到可行的性能。尽管正在取得进展，但预计ASSB不会拥有注：STEPS=规定的政策情景；APS=和宣布的承诺情景。受限化学案例中总金属需求减少的百分比是相对于基础案例（包括电动汽车和非电动汽车需求）而言的。固态电池全固态电池(ASSB)是电池性能预期的下一步改进。ASSB可以使用锂金属阳极，从而提高电池能量密度比目前最好的锂离子电池高出约70%石墨到2030年之后的重大影响。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页59供应预测似乎足以满足既定政策情景中的金属需求……锂2020-2030年锂、镍和钴的总需求和供应镍钴100080001000750600075050040005002502000250020202025203002020202520300202020252030供应新西兰元需求STEPS需求APS需求国际能源署。版权所有。注：NZE=到2050年情景的净零排放；STEPS=既定政策情景；APS=宣布的承诺情景。如果采取需求方措施来减少电池和关键金属需求，NZE柱代表需求的变化。资料来源：IEA分析基于基准矿物情报为供应能力。吨电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页60……但到2050年公布的政策和净零情景需要更多投资在将采矿业专家的金属供应估计与IEA的需求情景进行比较时，如果宣布的新供应如期上线，到2025年，所有金属似乎都可能满足既定政策情景中的电动汽车电池金属需求。展望2030年，情况更加不确定，但如果所有预期供应都上线，趋势的延续通常足以满足对所有金属的需求，尽管幅度很小。尽管如此，这仍然需要付出巨大的努力：数十个采矿项目必须进入市场并按时达到产能，并且必须调试数十个新的矿物加工和前体工厂。此外，为了将其转化为EV部署，需要数十个阴极和阳极工厂、超级工厂和EV生产工厂。在宣布的承诺情景中，到2030年对锂的需求将大大超过当前的供应预测。为了实现气候和零排放目标，必须向采矿业注入额外的投资。与既定政策情景相比，在宣布的承诺情景中，锂的需求需要增加45%，或者比2030年的预计供应量增加33%——在预计供应的基础上还需要大约15个额外的矿山。对于镍，宣布承诺情景中的需求刚刚供过于求，但预计总供应量包括第1类和2镍，而电池需要1类或显着的额外加工2类镍。因此，需要大量投资。在受限化学案例中，对所有金属的需求都会下降，尤其是镍和钴。宣布承诺情景中的镍需求将减少到与2030年既定政策情景中的相同。对于钴，宣布承诺情景需求由预计供应满足，但受限化学案例将宣布承诺情景需求减少至比供应估计低22%，供应严重过剩。对于锂而言，这将使已宣布的承诺情景需求与预计供应之间的差距缩小13%。尽管钴的价格正在上涨，而且钴的供应在地理上高度集中，因此更容易受到供应冲击的影响，但预计从长期来看，钴的供应可能不会像锂和镍那样严重。这是由于在阴极化学中逐渐远离钴的趋势，加上回收的扩大，因为钴是每公斤最有价值的电池金属。从长远来看，回收将大大促进供应。然而，预计回收的贡献很小电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页61锂钴脚步镍锂钴APS镍2030年，尤其是锂和镍。从日期分析2030年回收和再利用的二次电池生产电动汽车车队的预期退役及其电池化学成分404%成分，有不到1%的总预计需求（在这两个到2030年可从锂和镍的回收中获得。35钴回收利用的贡献很小，预计303%在这两种情景下，约占2030年总需求的2%。25202%15101%500%在二次电池中重复使用再生矿物的二次生产再生矿物在总需求中的份额国际能源署。版权所有。注：STEPS=既定政策情景；APS=宣布的承诺情景。吨电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页62高的低的高的低的锂钴限制电池尺寸增长等需求侧措施有助于缩小差距在净零情景下降低2030年金属需求的措施100010000800800060060004004000200200000非电动汽车需求较小的电池约束化学2030年供应国际能源署。版权所有。注：NZE=到2050年情景的净零排放；STEPS=既定政策情景；APS=宣布的承诺情景。资料来源：IEA分析基于基准矿物情报为供应能力。高的低的镍吨吨电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页63到2050年实现净零排放路径需要比目前计划更多的供应预计到2050年净零排放情景（净零排放情景）中对电池金属的需求明显高于当前需求。在这种情况下，到2030年，锂的需求预计将以每年30%的速度增长，镍的需求将增长11%，钴的需求将增长9%。相比之下，过去五年锂的供应量每年增加6%，镍增加5%，钴增加8%。因此，满足电气化的净零情景需求需要对电池矿物的供应进行大量投资——就像在所有其他清洁能源技术领域一样。然而，可以通过解决两个关键杠杆来采取行动来最小化需求：电池的矿物强度和每辆车的平均电池尺寸。从2015年到2021年，平均电池尺寸增加了60%。这反映了平均行驶里程的增加和平均能耗的增加，因为更大份额的电动汽车是SUV。电池容量超过110kWh的车辆已经在生产中。在未来几年，如果目前的趋势继续下去，我们预计电池尺寸将在2030年继续增加高达30%。在净零情景中，可以通过制定政策来遏制这种趋势，以阻止配备超大电池的车辆，例如通过将激励措施与电池尺寸联系起来，或者从长远来看，对配备大电池的电动汽车征税。如果到2030年电池尺寸保持与今天相同，则可以避免16%的电池金属增量需求。随着创新投资的增加，净零情景中的创新电池化学发展得更快。例如，预计全固态电池将比既定政策情景更早进入市场。如果创新专注于最大限度地减少净零情景中的材料足迹，通过遵循受限化学阴极组合，对关键电池金属的需求将减少多达三分之一。此外，净零情景对创新的投资也可能带来新的提取和加工技术，例如DLE、清洁HPAL和从采矿废料中重新开采，这些都有助于增加供应。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页64创新可以帮助弥合电池金属供需之间的差距直接提锂可以增加现有矿山的产量直接锂提取(DLE)今天是一个主要处于试点阶段的过程。它绕过了蒸发未浓缩盐水和化学去除杂质的耗时需要。相反，DLE技术通过吸附、离子交换或溶剂萃取技术直接从未浓缩盐水中提取锂。DLE依赖于高选择性技术，可以从复杂多样的盐水中提取锂并剔除杂质。除了提供成本和交货时间优势外，DLE还具有可持续性优势并扩大了经济可提取锂供应的范围。例如，不适合蒸发池的区域，例如富含锂的地热盐水，那里有大量资源，例如加利福尼亚的索尔顿海.与传统的硬岩开采和蒸发池工艺相比，环境影响可以大大减少。然而，实现强大的选择性和扩大DLE技术仍然具有挑战性。例如，许多DLE技术必须根据盐水条件进行调整。DLE是一个尚未进行大规模测试的新兴过程，但是，有几家公司在开发DLE项目方面处于领先地位，例如浦项,标准锂和火神能源.有一些矿业公司希望使用DLE以及开发DLE技术的公司，并且正在组建一些合资企业。新的镍路线可以增加供应来源的多样性电池需要1类镍，通常来自硫化物沉积物。然而，近期的大部分产量增长来自拥有大量红土资源的地区，这些地区生产2类镍，例如印度尼西亚和菲律宾。有新技术可以将低品位红土资源转化为1类镍。HPAL（高压酸浸）是一种湿法冶金形式，它在高温和高压下使用酸分离来生产适合电池应用的1级镍。电动汽车电池和供应链全球电动汽车电池供应链页65然而，HPAL带来了巨大的挑战，主要是由于成本和交货时间。HPAL项目的资本成本通常是氧化矿石传统冶炼厂的两倍，大约需要四到五年才能达到产能.最近的项目也遭受了重大延误和成本超支。尽管如此，随着中国在HPAL项目上的领先投资，项目正在上线，特别是在印度尼西亚.印尼首个HPAL电池镍项目，印尼公司HaritaGroup和中国公司宁波LygendMiningCo.的合资企业于2021年开始运营。HPAL的环境影响也受到关注，因为它经常使用燃煤或燃油锅炉供热，因此发射温室气体排放量增加三倍而不是从硫化物矿床生产。有些公司试图使HPAL更具可持续性，例如CleanTeq，一家在澳大利亚开发太阳能HPAL项目的公司，该项目还回收蒸汽和热量。混合氢氧化物沉淀（MHP）越来越多作为红土生产的中间产品很重要，可以低成本提炼成电池所需的硫酸镍和硫酸钴。MHP还可加工成镍和钴产品选择性酸浸，一种环境足迹较低的工艺。通常由HPAL生产的MHP是成为重要的原料在镍金属上由于其更低的成本和预期的可用性增加.正在探索的另一种方法是将镍生铁（低品位3-12%镍）转化为中等品位镍锍（>50%浓度），这是用于电池的硫酸镍的前体。这将显着增加可用于电池的潜在镍库，但是，这是一个高度排放密集的过程（是HPAL的四倍)远远超过传统的硫化物生产。中国主要的钢铁生产商青山正在追求这一过程，并在2022年第一批出货.另一个设施的经济性是不确定的新喀里多尼亚也关闭了昂贵的.青山正寻求在其运营中利用清洁能源来减少影响，但是，该过程使用了大量的直接燃料，这引发了对其与其他技术相一致的减排潜力的质疑。从采矿废料中重新开采从采矿废料中回收，称为再采矿，是一种从尾矿、废水和岩石中提取有价值的矿物和金属的新工艺。这是迄今为止尚未实现的潜在重要供应来源。例如，镍和铜开采的尾矿是2017年40亿吨.有几家初创公司专注于此，包括力拓支持的初创公司再生。