Sedan Li-jonbatterier introducerades på marknaden 1991 har kostnaderna sjunkit med 97-98 %, då inräknat alla typer av celler för alla tänkbara applikationer [1,2]. omEV rapporterade under våren att kostnadsutvecklingen för batteripack snarare följer Wrights lag snarare än Moores). Nu rapporterar Bloomberg att kostnaderna verkar stagnera, vilket ger oss anledning att titta närmare på om detta är en tillfällighet och vad som kan ligga bakom.
Bloomberg har sedan 2012 följt och analyserat utvecklingen av batterier till elfordon; både tekniska framsteg så väl som kostnadsutvecklingen. I slutet av 2020 var packkostnaderna för i medel 137 USD/kWh (sett till alla fordonstyper) och att 2023 torde cellkostnaden för en BEV (personbil) vara nära den magiska gränsen på 100 USD/kWh då en BEV skulle vara i prisparitet med en ICE-bil [3].
Men nu har analytikerna på Bloomberg noterat batterikostnaderna avviker från trendkurvan med kostnadssänkningar från år till år. Istället har Bloomberg noterat ett ’steady state’-läge. Under 2020 sjönk kostnaderna med 13 % [4] och om kostnaderna ska fortsätta följa Bloombergs trendkurva skulle de vara på ca. 125 USD/kWh. Men så verkar det inte bli…
Ökade kostnader för ingående material tros vara orsaken
Under senaste året har dock kostnaderna för de viktiga materialen ökat, vilket sätter press på kostnadsoptimering i andra delar av produktionskedjorna. Grovt räknat står de aktiva materialen för halva cellvikten och katodmaterialet står för hälften av tillverkningskostnaden för en Li-joncell. En annan kostnad som lätt glöms av är att strömuppsamlaren för anoden – kopparfolie – står för ca. 5 % av totalkostnaden för cellen. Tillverkningen av cellerna utgör ca. 25 % av totalkostnaden, därefter är det elektrolyten som bidrar till ökade kostnader med ca. en åttondel av totalkostnaden [5].
Sammantaget utgör dock runt 40 % av cellkostnaden råmaterial som under 2021 ökat i pris, efter att minskat under några år. Sedan början av året har priset på Ni-sulfat och Co-sulfat (ingredienser när man tillverkar katodmaterialet NMC) ökat med 25% respektive 42-43% [5,6] och det är den kinesiska kemiindustrin som behåller greppet om de viktigaste batterimetallerna. Trots att många celltillverkare, framför allt kinesiska, ökar produktionen av LFP-celler (som inte innehåller varken nickel, mangan eller kobolt) tros det finnas ett underskott av Ni-sulfat redan 2024 [6]. Utbyggnaden av produktionen hänger inte med och Ni-priserna kommer fortsätta ligga på en hög nivå. Koboltpriset ligger nu på högsta nivån på tre och ett halvt år (ca. 45 kUSD/ton) och är 15 % över medelpriset de senaste fem åren [6]. Bloomberg tror att priset kommer inte förändras nämnvärt till 2025.
En metall som inte pratats så mycket om är mangan (M:et i NMC). Trots stora ökningar i produktionskapaciteten, bland annat i Sydafrika där över en tredubbling av kapaciteten skett under senaste året, har priset på Mn-sulfat ökat med 30 % och Bloomberg tror att priset kommer fortsätta att öka under 2021 [6].
Priserna för litium har fortsatt att öka under 2021: runt 70 % för Li-karbonat och 91 % för Li-hydroxid [6,7] (red. anm.: de två varianterna på Li-förening för tillverkning av katodmaterial och salter till elektrolyten). Li-hydroxid kan dock bli en bristvara om 4-6 år då efterfrågan på Ni-rika kemier ständigt ökar (och Li-karbonat är inte ett alternativ) och med risker för förseningar vid produktionen, framför allt Australien [7].
Vägen till kostnadssänkning genom smart och strategisk packproduktion
Med ökade materialkostnader blir det ännu svårare att komma mer i kostnader för ett pack, beroende på hur man som OEM har valt att gå: köpa av underleverantör eller tillverka pack in-house och i vissa fall har OEM:er direktavtal med gruvbolag etc. och på så sätt inte känner av ökade materialkostnader på samma sätt som andra.
Fokus för kostnadssänkningarna kan delvis skiftas från cellmaterialen till produktionen av själva packet och alla de andra komponenter som behövs förutom cellerna, men även att minimera produktionsspill och stopp i produktionen. Val av cellkemi har i vissa fall ändrats för att reducera kostnaderna, men då olika kemier har olika prestanda är det inte bara att byta från en kemi till en annan, utan packdesignen och framför allt styrsystemet måste omarbetas, vilket kan bli en dyr historia. Enligt Bloomberg var det ökade antalet producerade pack ökad efterfrågan och optimerad packdesign som drev kostnadssänkningarna under 2020.
Egna kommentarer
Om ökningen av priset för råmaterialen till de ingående komponenterna ökar är en tillfällighet eller något vi kommer se mer av framöver återstår att se. I dagsläget är materialkostnaden till en NMC811-cell lägre än för en NMC622-cell. Att byta batterikemi är inte något man gör i en handvändning, varken som celltillverkare eller OEM. LFP-celler kan få ett uppsving för de som ligger i startgroparna för ny packdesign.
De OEM:er som har långsiktiga avtal med materialtillverkare torde inte märka av de ökade materialkostnaderna på samma sätt som de som inte har avtal. Bloombergs analys är ett medelvärde och det torde finnas ett antal OEM:er som tydligt märker av att cellerna och batterierna blir dyrare.
Men spelar de ökade materialkostnaderna någon roll i långa loppet för elbilsmarknaden? Antagligen inte, men om kostnaderna ligger kvar på höga nivåer kommer vinstmarginalerna bli lägre om man inte klarar av att sänka packkostnaden på annat sätt. Men det vi ser nu kan om några år ses som ’ett hack i kurvan’.
[1] Lithium battery costs have fallen by 98% in three decades (länk)
[2] Re-examining rates of lithium-ion battery technology improvement and cost decline (länk)
[3] Battery Pack Prices Cited Below $100/kWh for the First Time in 2020, While Market Average Sits at $137/kWh (länk)
[4] EV battery pack prices fell 13% in 2020, some are already below $100/kWh (länk)
[5] James Frith, Bloomberg NEF (via LinkedIn) (länk)
[6] Battery metal prices recovered strongly in the first half of 2021 (länk)
[7] Lithium prices could triple by 2030 as demand outpaces supply (länk)