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一、電動車市旺，帶動電動車電池需求
在COVID-19之前，有多種因素推動了汽車電氣化(electrification)，但最主要的因素還是因為各國監管力度逐年提升，特別是在歐洲和中國，其他地區（例如日本）的力度就相對較小。在COVID-19大流行之後，全球汽車銷量急劇下降，傳統汽車行業相繼陷入困境，導致許多OEM和供應商的利潤率不斷下降。
(一)電動車需求
儘管整體汽車銷量下降了約20%，但在技術改進、政府、OEM的共同推動下，消費者加速了對EV和PHEV的需求，使得2020年全球電動車銷量較2019年成長約33%。在歐洲，EV和PHEV的銷量在2020年更是翻了一倍左右。根據相關機構的分析，在全球EV和PHEV的市占率從2019年的3.4%上升到2020年的5.6%（其中3.7%是純電動車）。
至於電動汽車和所有類型的混合動力車（包括輕度、全混合和插電式混合動力車）占動力車總組合的19.2%，這意味著近五分之一的全球乘用車銷量已經在使用某種鋰離子電池。到2030年，預測全球新車銷量的53%將是純電或以某種方式混合動力。
圖7-1 2021-2040 年全球乘用車新車動力總成預測
圖7-2 2020 年全球新車動力總成市場份額
圖7-3 2030 年全球新車動力總成市場份額預測
(二)電池需求
未來十年預測全球電動車銷量將以的21%驚人的年複合成長率成長，但電池生產量和容量的成長率應該會比電動車的銷量成長還快。原因在於隨著電池價格不斷下降，汽車電池的平均容量將在未來十年內以每年3%的速度成長，從而使OEM廠能夠安裝更大容量的電池以提高行駛里程。再者，電動車的發展始於中小型車，它們更容易電氣化以滿足監管機構碳排放的目標。如今越來越多的製造商開始邁向中大型車款。例如，全球電動SUV、北美電動皮卡等市場的細分可能會增加不同尺寸的電池，從而增加電池需求。
圖7-4 鋰電池需求及容量預測
二、電池供應鏈中的主要玩家
電池主要由三部分組成分別為電池芯、機殼、電源控制板；上游主要為電池材料廠商，包含電極、電解液、隔離膜、罐體、銅箔、鋁箔等材料供應商；中游主要為電池芯製造廠商；下游為電池模組廠商，以下分別介紹全球上中下游的產業現況。
(一)電池供應鏈上游
供應鏈上游主要為電池原材料相關廠商，其中又以正極、負極、電解液、隔離膜最為重要，占電池芯成本的六成左右，以下分別介紹四種主要材料。
1.正極材料(Cathodes Meterials)
正極材料一般以錳酸鋰(LiMn2O4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)、鎳鈷鋰(LiNiCOO2)三種為主要材料，在正極活性物質中再加入導電劑、樹脂粘合劑，然後塗在鋁基體上。鋰電池的整體性能有很大程度上取決於正極材料的品質，因此在相關應用中，品質控制至關重要。包括LG化學、松下(Panasonic)和比亞迪(BYD)在內的許多領先的電池製造商都擁有內部正極材料的生產能力。除了圖中描述的領先電池正極材料廠商外，還有一些廠商也在急起直追，如德國的巴斯夫(BASF)、中國的國軒高科、英國的莊信萬豐 (Johnsson Matthey)
圖7-5 正極材料領先製造商
2.負極材料(Anodes Meterials)
負極材料以碳材料為主，又分為石墨系與焦碳系，石墨系的重量能量密度高且材料本身的結構具有規則性，具平穩電壓功能，適用於充電器及3C電子產品。製造負極材料的領先公司主要位於日本和中國，其中領先的製造商，包括日立(Hitachi)和 BTR Energy為全球主要電池製造商提供服務。除了日本和中國之外，還有一些大廠也進行重要投資，例如，LG化學投資了韓國負極生產商GS E&C。除了領先企業，其他較小的負極材料生產商，包括日本的三菱化學(Mitsubishi Chemical)以及東海炭素(Tokai Carbon)、韓國的LS Mtron Carbonics、中國的杉杉科技。
圖7-6 負極材料領先製造商
3.電解液(Electrolytes)
電解液是電池中陽極和陰極之間的液體介質，這些材料也高度集中在亞洲，特別是中國和日本，包括新宙邦(CapChem Technology)和三菱化學。然而，除了領先企業之外還有一些新進入廠商，包括韓國的LG化學、美國的杜邦(DuPont)、日本的大金（Daikin）。
圖7-7 電解液材料領先製造商
4.隔離膜(Separators)
隔離膜的功能是將電池中的正負極隔離，隔膜形成催化劑使離子在充電時從正極移動到負極，而在放電時從負極移動到正極。生產隔離膜的市場主要由日本主導，包括旭化成(Asahi Kasei)和東麗(Toray Tonen)等日本廠商，為主要電池製造商提供產品。另外，中國也有大量且越來越多的隔離膜製造商；美國在隔離膜市場的市占率很小。
圖7-8 隔離膜材料領先製造商
(二)電池供應鏈中游
電池芯的製造流程係經由混合、打漿、塗佈、乾燥、輾壓、分條等製作出正負兩極，再經組裝、灌電解液、封罐後產製完成。電池芯廠的量產規模與良率是競爭力來源。
由於鋰離子電池芯為電池供應鏈中最為關鍵的環節，讓電池芯製造商在汽車電池供應鏈中迅速崛起。OEM電氣化的戰略成功在很大程度上取決於和電池芯製造商所建立的合作關係。隨著汽車製造商加速電氣化，這些電池芯製造公司成為汽車價值鏈中的「王者」，並有助於確定電動車計畫的成功。
目前電池芯主要的供應來源依然是日韓廠商，產能最大的電池芯製造商是韓國的LG Energy Solution（LG化學獨立運營的子公司），為世界各地的各種原始設備製造商提供產品。但其他製造商也正在快速增加產能，其中成長最快的是中國寧德時代。前五名電池芯製造商LG Energy Solution、比亞迪、松下、CATL 、 SKI都計畫在全球擴廠，其中也包括在歐洲和北美。
目前有約44%的電池芯產能由中國企業控制、約93%的產能由亞洲企業控制。因此，北美和歐洲的OEM幾乎完全依賴這些亞洲電池芯供應商。雖然如此，但電池芯企業在全球的產能也正在快速擴張，同時也出現了一些新的參與者和新創公司。
圖7-9 2020年全球前20大鋰電池製造商
圖7-10 2020年全球前20大鋰電池製造商產能占比
目前鋰電池產能有74%位於亞洲；13%位於歐洲；10%位於美國(大部分目前為特斯拉與松下的合資企業）。然而，歐洲不斷成長的電動汽車需求以及當地相關法規，將導致歐洲鋰電池製造廠的上游供應鏈大幅成長。預計歐洲工廠的產能將從2020年的15%增加到2030年的33%，達到950 GWh的產能；與此同時，亞洲的產能預計將增至1,620GWh。截至2020年，歐洲目前有14家電池超級工廠，估計約有33家新工廠已經宣布建設或正在建設中，預計到2030年，歐洲地區的市佔率將提升至33%左右。
北美除了現有的9個鋰電池超級工廠之外，美國還宣布即將再建12個新的超級工廠。目前，北美地區除美國以外沒有現有或規劃中的超級工廠，但包括通用汽車和福特在內的OEM正在投資加拿大和墨西哥以提升兩國的電動車生產能力，預計到2030年，北美地區的市占率還是維持 在10%左右。
圖7-11 2020、2030年各區域鋰電池產能比較
(三)電池供應鏈下游
位於下游的電池模組就是電池芯加上廠商所設計的電路板組合而成，智慧型電池模組管理與電池老化壽命偵測技術將是勝出關鍵；通常電池模組組裝廠將原始的單顆電池芯組合成模塊(modules)；然後將這些模塊組合成完整的模組(packs)。因此，許多國外電池芯大廠亦同時生產電池模組，如日本的SONY、Panasonic、韓國的Samsung、LG，以及中國大陸的比亞迪、比克、力神等。
OEM廠可以實現產品差異化和競爭優勢。例如，兩家OEM可能使用相同寧德時代製造的電池芯，但相對有更好的軟體和散熱管理，這樣可以將續航里程或充電速度提高幾個百分點從而實施差異化，這些因素通常會影響消費者購買的選擇。
根據OEM廠的不同，電池模組組裝廠和設廠位置的考量可能會有所不同。一些較小的新創公司會將電池組組裝外包給第三方或讓電池芯製造商提供這項服務。規模較大的OEM通常會將電池組組裝廠的地點安排在靠近車輛生產線旁，以最大限度地降低物流成本並提高供應鏈效率同時也保持對關鍵電池模組組裝過程的控制。
三、切入電池上游材料開發，擺脫低毛利魔咒
綜觀整個電動車電池供應鏈，日本、韓國、中國等國家幾乎控制了整個鋰電池產業上游以及中游，短時間難以扭轉目前局勢。
台灣在電池產業方面落後不少，目前在下游的電池組裝方面還占有一定的優勢，電池模組產值占全球大約四成(主要應用於3C產品)。如新普、順達等電池模組廠；其技術經驗與品質一向優於中國廠商，但電池組裝方面由於技術門檻相對較低導致毛利相對較低。
建議台灣可以考慮從電動車的電池上游-電池材料切入，台灣技術不差，且在電池主要材料正極、負極、隔離膜、電解液，均有對應廠商，如正極材料的壹久科技、康普；負極材料的中碳、榮炭；隔離膜的明基材；電解液的聚和。如果能集中資源加上政府支持，台灣廠商還是有機會從日韓廠商手中搶下一定的市占率。
參考資料
1.Daniel Harrison (2021) , “Electric Vehicle Battery Supply Chain Analysis”, https://reurl.cc/px517x
2.___（2021）, “產業價值鏈資訊平台(能源元件產業鏈簡介) ” , https://reurl.cc/aN4n64