梅林秀光 Umebayashi Hidemitsu
1975 年生。大和总研公司证券分析师。一桥大学社会学部毕业。1998 年进入该公司工作至今。
十年后2 万亿日元的锂电池市场
在全世界全力采取行动保护地球环境的形势下，在削减地球暖化气体的首要对象的汽车领域中，环保车的普及很有可能大大加快。混合动力汽车（HEV）是环保车的先驱，目前世界的年销售量只有大约50 万辆，还不到世界汽车销售总量的1%。至于电动力汽车（EV），实际销售量则几乎为零。但是据大和总研的预测，从中长期看混合动力汽车、电动力车的需求会稳步增加。到2020 年将扩大到540 万辆，混合动力车、电动力车将占到世界汽车销售量的大约6%。
随着环保车时代的到来，能量密度高的锂（离子）电池受到人们的注目。大和总研预测，锂电池的世界市场将从2008 年的8400 亿日元扩大到2020 年的至少超过2 万亿日元的规模（图1）。按容量计算，将从08 年的3.4千兆安培时增长到11.1 千兆安培时。
锂电池的性能与用于手机、笔记本电脑等民用机器的高容量要求相比，用于车载时则要求在保证高度安全的前提下，进一步提高输出容量，电池材料的需求也随之发生变化。特别是生产正极材料和绝缘体的厂家会得到益处，估计制造装置的厂家将从09 年起受益。在世界性的经济景气衰退中，材料厂家将从2010 年开始先是在民用材需求方面恢复，而从2014 年前后则得益于车载用材的需求会加快其发展。
应对日趋严格的燃料消费标准 用户也感到经济实惠
丰田汽车公司生产的“普锐斯”以及本田公司生产的“Insight”汽车所装载的充电电池是镍氢电池。锂电池的输出密度比镍氢电池大2 ～2.7 倍（表1）。锂电池小型轻量，即使装载相同容量的电池，重量也大约只有一半、体积则约为三分之二。
装载新型锂电池的混合动力车可望在2010 年前后逐渐投放市场。从预计改换新车型的2014 年前后，装载锂电池的混合动力车将会得到广泛有力的普及。
预计混合动力车将会得到普及的原因有以下几点，首先从汽车厂家的角度来看，今后的燃料消费标准将越来越严格。在对燃料消费的限制方面各国和地区各不相同，发达国家地区要求到2020 年，在现在标准的基础上再提高30 ～40%。各汽车厂家必须采取一切手段改进燃控系统、将车体小型化、投入混合动力等，以攻克对燃料消费限制的难关。
从这一观点考虑，到2020 年生产540 万辆（世界汽车销售数量的约6%）的预测可以说是颇为保守的。混合动力车的销售比率很有可能会超过我们目前的预测，在 2020 年达到1000 万辆。
反过来从用户的角度来看，迅速普及混合动力车的可能性很大。在美国，假定现在1 加仑（3.785 立升）汽油的价格是2 美元，以本田生产的混合动力车“Insight”为例与“思域”（Civic）、“飞度”（Fit）相比，一年可节省200 ～ 250 美元的燃料费（车行距离按北美平均计算），十年可节约2000 美元以上。另一方面“Insight”的车价比通常的汽车高出2000 美元左右，与汽油价格飚升时相比，即便按照目前已下降到一半的油价计算，只要是用车率为平均水平以上的消费层，选择混合动力车在经济上也是很划算的。
再从中长期考虑，原油价格再次上涨的可能性很大。如果每桶原油＝ 70 ～ 80 美元，美国的汽油价格将是每加仑大约3 美元，这样，开混合动力车的经济好处就会更大。
各汽车厂家的环保车战略
丰田公司生产的混合动力车占市场份额的80%，而且今后也准备继续将其置于发展战略的核心位置。在汽车市场环境急剧变化的情况下，虽然对设备投资与商品计划做了大幅度调整，但对于混合动力车的生产莫如说反而更加快了对原计划的实施。具体地体现在将于2010 年代尽可能早的时期，把混合动力车的生产扩大到年产100 万辆的规模，到2020 年代计划在全部车型中引进混合动力型能源。
有关装载锂电池的汽车，在2009 年底首先开始将以“普锐斯”为基础的插电式混合动力车（PHEV）投入生产，2010 年在世界展开。另外，争取到2012 年在电动力车上改用锂电池。在混合动力车方面，估计从更新下一代“普锐斯”车型的2014 年起正式使用锂电池。
本田公司在环保方面的做法一直是，在小型车上使用混合动力，中型和大型车上使用柴油。但在金融危机以后因事业环境的恶化而改变了方针，把研究开发资源集中放在混合动力车上。混合动力车的年销售目标是50 万辆（未明示达标日期）。投放市场的装载镍氢电池的混合动力车“Insight”，计划今年在全世界销售20 万辆。在锂电池方面，估计将通过与GS Yuasa 公司合资的公司进行批量生产。
日产公司对研发电动力车的态度一贯积极。1992 年曾首次在世界上研制出装载锂电池的电动力车。即使在上世纪90 年代末期出现经营危机时也未曾削减开发电动力车的预算，并一直将研究开发坚持了下来。今后，计划在2010 年度把专门设计的电动力车和独自研究开发的混合动力车投放市场，且在两种车上都预定装载锂电池，因而日产公司在锂电池混合动力车方面很有可能领先于其他公司。
三菱汽车公司预定在2009 年夏天将装载锂电池的电动力车“iMiEV”投放市场。该公司表示将尽快把电池的生产能力增加到现在的5 倍，争取在今后几年内每年销售电动力车1 万辆以上。
各汽车公司加强与电池厂家的合作
每辆混合动力汽车上装载的大型电池，大约相当于用在手机上的700 个小型电池。每辆电动力车上装载的大型电池则相当于6000 个左右。生产200 万辆上下的混合动力车，就能形成堪与目前的手机用电池市场相匹敌的新市场，锂电池的确可谓是前途有望的巨大市场。到2020 年，预计锂电池的市场规模将超过2 万亿日元，是现在的2.5 倍。如前所述，如果环保车的普及量达到1000 万辆，包括民用在内，2020 年锂电池市场规模则将增加到3.4 万亿日元。
图2是车载用锂电池的供应链。日本系列的汽车厂家很多是与生产民用电池厂家合作成立合资公司，并从这里调配车载用充电电池。在共同承担设备投资的同时，目的是通过建立特定的伙伴关系，以便从根本上确保电池相关部件的质量（特别是安全对策）。在海外，也出现有研究开发型企业参入的例子。如果量少，估计也有可能，但是要每月供应几万辆汽车用的电池（月产数百万个插件），是否能做到稳定批量的生产，这在目前还是一个未知数。
车载用充电电池的设备投资，仅据日本厂家的发表，到2015年就预计超过3000亿日元。如果包括面向民用机器的增产投资，到2012年前后，锂电池行业的设备投资，预计每年将达到800亿日元、2013年以后超过1000亿日元，制造设备的厂家也将大大受益。
关键是提高电池材料的安全性能与提高输出能力
左右锂电池性能的主要材料有正极材、负极材、绝缘材、电解液4 个部分。制造过程是：首先把正极材与负极材分别镀到铝箔和铜箔上，再在镀过的正极与负极之间隔放绝缘材，然后卷起或叠放并装入容器，注入电解液封固。组装后反复进行充电、放电，以使电池的化学反应正常起动（磨合工序），最后经检验出厂。
估计在2009 年和2010 年销售的日本产电动力车与混合动力车，是使用以锰酸锂为基料的正极材料，日本以外的厂家也有使用磷酸铁锂的。有关的“三元素系列”（镍、钴、锰三元素与锂的正极复合材料），今后丰田和本田公司有可能采用。由于当前两家公司使用的是镍氢电池，三元素系列材料可能将在2014 年下一代更新车型时使用。虽然时期稍迟一些，但如果能由两家公司采用，则其潜在市场将会是很大的。
无论是民用还是车载用，石墨将是负极材料的主流，预计将以每年10% 的快速比率增长。
绝缘材是受到青睐的材料。为了提高安全性，正在对车载用之进行着耐热性能的改良。此外为了提高输出能力，需要让锂离子在正极与负极间畅通无阻地移动，因此在绝缘材上设计锂离子容易通过的微孔就十分重要。为了提高离子的交换移动，还有一种方法是将正极和负极材料薄薄地涂层在金属箔上。由于薄涂可以增加电极金属箔的面积，用于隔离的绝缘材的面积也会相应增大。即，要提高车载用电池的输出能力，单位容量的绝缘材使用面积也要加大，因而会创出年率超过10% 的绝缘材需求量。
电解液是由有机溶媒和电解质（主要是六氟磷酸锂）、添加剂三部分组成，估计需求量将以超过10%的年率增长。但是，也有象更换添加剂可以生产不燃电池等，通过树立独自的性能特征来扩大收益的可能性。另外，作为调整电池整体性能的微调材料，电解液也起到重要作用。
生产民用锂电池的最大厂家是三洋电机（占世界市场份额的25%）。从现状来看生产各种电池材料的大厂家，几乎同时也是向三洋电机提供各种电池材料的大供应商。不过由于车载用的正极材料的种类不同，市场份额估计很有可能会发生变动。相反，由调整电池性能的电解液和其材料电解质来决定与特定电池生产厂家之间密切关系的倾向则会很强。
车载用的电池材料一度被采用，至少会持续供应5 年以上，生产的批量也有可能比民用之大。对材料厂家来说是容易制定生产计划、容易创出批量效益的领域。因此，可以断言争夺车载用电池材料市场份额的胜败，将会直接左右企业今后的成长。
以占据市场高份额为荣的日本企业
从上世纪的80 年代到90 年代，最先确立了锂电池基本技术的、在世界上最先成功地实现了批量生产的厂家都是日本的企业。此后，在实现锂电池大容量化的质量改革方面，也是很大程度上依靠了日本原材料厂家札札实实的研究开发和在改良方面付出的不懈努力。在锂电池生产方面，目前日本的电池厂家的产量已占到世界份额的一半以上，各种材料厂家之则占到七～八成。日本企业在混合动力车等环保车的研究开发与批量生产方面也走在前面。为了将来普及更安全的、舒适的、二氧化碳排放量甚少的汽车，不可缺少的是材料、电机生产厂与汽车生产厂家之间密切周到的技术磨合。而在这些方面的研究开发，正是日本企业最拿手的领域。通过锂电池混合动力车与电动力汽车，日本企业为保护环境做出贡献的余地将是很大的。
（ 摘自《周刊经济学家》2009 年4 月13 日号——每日新闻社刊） |
