Baterai Lithium Mobil Diproduksi Di Seluruh Dunia

car lithium battery

Pembuatan baterai lithium mobil terjadi di berbagai benua, dengan fasilitas khusus yang memproduksi sel, modul, dan paket baterai lengkap untuk kendaraan listrik. Tiongkok mendominasi sekitar 75% kapasitas produksi baterai lithium mobil global, diikuti oleh Korea Selatan, Jepang, dan operasi yang berkembang pesat di Eropa dan Amerika Utara. Pusat produksi utama meliputi Asia (Tiongkok, Korea Selatan, Jepang), Eropa (Jerman, Polandia, Hongaria), dan Amerika Utara (Amerika Serikat, Kanada), dengan fasilitas baru di Asia Tenggara dan Maroko. Industri ini menghasilkan 894,4 gigawatt-jam pada tahun 2024, mendukung lebih dari 17 juta penjualan kendaraan listrik secara global.

Industri baterai lithium mobil global beroperasi melalui jaringan fasilitas manufaktur khusus yang terkonsentrasi di wilayah dengan sektor otomotif yang kuat dan dukungan pemerintah. Tiongkok memiliki pangsa terbesar dengan perusahaan seperti CATL dan BYD mengendalikan produksi gabungan sekitar 55% pasar global. Pabrikan ini mengoperasikan fasilitas besar di kota-kota seperti Ningde, Shanghai, dan Chongqing, di mana rantai pasokan terintegrasi memungkinkan penskalaan yang cepat.

Korea Selatan dan Jepang menyumbang sekitar 28% pasokan baterai global melalui perusahaan-perusahaan termasuk LG Energy Solution, SK On, Samsung SDI, dan Panasonic. Pabrikan Korea sangat agresif dalam membangun fasilitas di luar negeri, dengan kapasitas produksi internasional hampir 400 gigawatt-jam dibandingkan dengan 30 GWh di Tiongkok dan 60 GWh di luar negeri di Jepang.

Eropa telah muncul sebagai kawasan manufaktur terbesar ketiga, dengan Jerman memimpin dengan proyeksi kapasitas sebesar 262 GWh pada tahun 2030. Gigafactory Berlin milik Tesla, pabrik Thuringia milik CATL, dan berbagai kemitraan dengan pabrikan Korea mengubah benua ini dari importir baterai menjadi produsen besar. Polandia menjadi tuan rumah bagi fasilitas LG di Wrocław, yang saat ini merupakan pabrik baterai terbesar di Eropa dengan kapasitas operasional 70 GWh dan rencana untuk diperluas hingga 115 GWh. Hongaria sedang berkembang menjadi pusat penting dengan fasilitas dari CATL (sedang dibangun), SK On, dan Samsung, yang diharapkan memberikan kontribusi sebesar 210 GWh pada akhir dekade.

Produksi Amerika Utara mengalami ekspansi pesat yang didorong oleh insentif Undang-Undang Pengurangan Inflasi. Amerika Serikat meningkat dari 44 GWh pada tahun 2021 menjadi 91 GWh pada tahun 2025, dengan 13 pembangkit listrik baru direncanakan selama lima tahun. Fasilitas utama termasuk Nevada Gigafactory milik Tesla (bermitra dengan Panasonic), kompleks Ford di Michigan (memanfaatkan teknologi CATL), dan usaha patungan GM dengan LG Energy Solution di Kentucky dan Tennessee.

CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) mengoperasikan tiga belas pabrik baterai di seluruh dunia dan mempertahankan posisinya sebagai pemasok terbesar pada tahun 2024 dengan 339,3 GWh terpasang pada kendaraan listrik. Perusahaan ini memasok hampir semua produsen mobil besar termasuk Tesla, Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz, dan Ford. Strategi manufaktur CATL menekankan integrasi vertikal, dengan investasi yang mencakup ekstraksi litium di Provinsi Qinghai hingga produksi bahan katoda dan perakitan sel akhir. Ekspansi internasional perusahaan ini mencakup fasilitas operasional di Jerman (sejak tahun 2023), pabrik yang sedang dibangun di Hongaria (diperkirakan pada tahun 2025), dan usaha patungan di Spanyol dan Indonesia masing-masing bernilai $5 miliar.

BYD berada di peringkat kedua dengan 153,8 GWh pada tahun 2024, tumbuh 38,5% dari tahun-selama-tahun. Tidak seperti CATL, BYD terutama memasok produksi kendaraannya sendiri tetapi telah memperluas jangkauannya ke pelanggan eksternal sejak tahun 2021, mendapatkan kesepakatan dengan Toyota, FAW Group, dan BAIC. Teknologi Baterai Blade milik perusahaan, berdasarkan bahan kimia litium besi fosfat, mencapai pemanfaatan ruang 50% lebih baik dibandingkan baterai LFP konvensional dengan tetap mempertahankan karakteristik keselamatan yang ditingkatkan.

LG Energy Solution memasok 121,4 GWh secara global, melayani Tesla, Hyundai, General Motors, Ford, dan Volkswagen. Pabrikan Korea Selatan ini mengoperasikan pabrik baterai tunggal terbesar di dunia di Wrocław, Polandia, dan memiliki simpanan pesanan senilai $217 miliar selama beberapa tahun ke depan. Ekspansi terbaru mencakup fasilitas di Michigan (dengan GM) dan lokasi tambahan di Amerika Utara untuk melayani pasar AS yang sedang berkembang.

Panasonic mempertahankan integrasi mendalam dengan operasi Tesla, khususnya untuk format sel silinder. Kemitraan di Gigafactory Nevada memproduksi 2170 sel untuk Model 3/Y dan 4680 sel yang lebih baru untuk truk Tesla Semi. Meskipun terjadi penurunan sebesar 18%-ke-tahun menjadi 35 GWh pada tahun 2024, Panasonic berharap dapat memperoleh kembali pangsa pasar melalui perluasan produksi 4680, yang menawarkan kepadatan energi lebih tinggi dan pengurangan biaya produksi.

Proses pembuatan baterai memerlukan rantai pasokan yang kompleks dan terdistribusi secara geografis yang dimulai dengan ekstraksi bahan mentah dan berlanjut melalui berbagai tahap pemurnian. Tiongkok menguasai sekitar 90% produksi bahan aktif katoda dan 97% produksi bahan anoda secara global. Korea menyumbang 9% dari kapasitas katoda, sementara Jepang menyumbang 3%, menjadikan ketiga negara ini tidak tergantikan dalam rantai pasokan global saat ini.

Bahan kimia baterai yang berbeda memerlukan rantai pasokan yang berbeda. Tiongkok menampung hampir 100% kapasitas produksi litium besi fosfat (LFP) dan lebih dari 75% kapasitas nikel mangan kobalt oksida (NMC). Dominasi ini meluas ke material prekursor, di mana fasilitas Tiongkok memproses litium karbonat, kobalt sulfat, dan nikel sulfat menjadi bahan kimia-setingkat baterai. Konsentrasi ini menciptakan keunggulan efisiensi dan kerentanan rantai pasokan yang secara aktif diatasi oleh pemerintah negara-negara Barat melalui inisiatif diversifikasi.

Indonesia telah muncul sebagai simpul penting dalam rantai pasokan nikel, yang memiliki setengah dari cadangan nikel yang ditambang di dunia. Pabrik manufaktur baterai kendaraan listrik pertama di negara tersebut mulai beroperasi pada tahun 2024, dengan investasi CATL sebesar $5 miliar yang mendorong produksi komponen lokal untuk bahan anoda grafit dan katoda. Maroko memiliki potensi serupa dengan cadangan fosfat terbesar di dunia, yang penting untuk baterai LFP, dikombinasikan dengan manufaktur otomotif yang sudah mapan dan perjanjian perdagangan bebas dengan UE dan Amerika Serikat. Lebih dari $15 miliar investasi komponen baterai diumumkan di sana pada tahun 2022.

Australia mendominasi produksi litium hulu, memasok sekitar setengah litium global dalam bentuk konsentrat spodumene dari operasi-penambangan batuan keras. Tambang Greenbushes sendiri, yang dioperasikan oleh Talison Lithium, memproduksi 798,000 ton konsentrat spodumene pada tahun anggaran 2024-2025. Operasi di Chili mengekstrak litium dari deposit air garam, dengan produksi mencapai 49.000 metrik ton pada tahun 2024. Negara ini memiliki cadangan sekitar 9 juta ton, yang merupakan cadangan terbesar di dunia, meskipun tingkat ekstraksi masih di bawah kapasitas potensial.

car lithium battery

Industri ini telah mengalami perubahan signifikan terhadap bahan kimia litium besi fosfat, yang kini menyumbang lebih dari 40% kapasitas baterai kendaraan listrik global, lebih dari dua kali lipat pangsanya pada tahun 2020. Transisi ini terkonsentrasi di Tiongkok, di mana dua{3}}pertiga penjualan kendaraan listrik pada tahun 2023 menggunakan baterai LFP. Keuntungan utama bahan kimia ini terletak pada biaya-Produksi LFP berjalan sekitar 20% lebih murah dibandingkan alternatif NMC sekaligus menawarkan stabilitas termal yang unggul dan masa pakai siklus yang lebih lama. Biaya produksi telah turun menjadi $55-60 per kilowatt-jam pada September 2024.

Adopsi Tesla menunjukkan semakin besarnya penerimaan bahan kimia di luar Tiongkok. Perusahaan ini menggunakan baterai LFP dalam 30% produksinya pada tahun 2022, naik dari 20% pada tahun 2021, dengan sekitar setengah kendaraan globalnya kini menggunakan teknologi ini. Hampir semua penggunaan LFP Tesla terjadi di kendaraan yang diproduksi di Shanghai-meskipun perusahaan tersebut membangun produksi LFP dalam negeri di Nevada menggunakan peralatan dari CATL untuk mematuhi persyaratan Undang-Undang Pengurangan Inflasi.

Baterai NMC tetap dominan di pasar Eropa dan Amerika Utara meskipun biayanya lebih tinggi, didorong oleh kebutuhan kepadatan energi yang tinggi untuk kendaraan yang lebih besar dan jangkauan yang lebih jauh. Bahan kimia ini memerlukan nikel, kobalt, dan mangan dalam berbagai rasio, dengan tren terkini yang mendukung kandungan nikel yang lebih tinggi (NMC 811) untuk mengurangi ketergantungan kobalt dan meningkatkan kepadatan energi. Kompleksitas produksi meningkat dengan kandungan nikel yang lebih tinggi, namun peningkatan kepadatan energi sebesar 10-15% membenarkan diperlukannya pengendalian proses tambahan.

Teknologi ion-natrium mewakili alternatif yang muncul, dengan hampir 30 pabrik yang beroperasi atau sedang dibangun secara global, terutama di Tiongkok, dengan total kapasitas lebih dari 100 GWh. Baterai natrium-ion CATL harganya sekitar 30% lebih murah dibandingkan baterai LFP, namun menghasilkan kepadatan energi yang lebih rendah (75-160 Wh/kg dibandingkan 120-260 Wh/kg untuk litium-ion). Hal ini menempatkan ion natrium untuk kendaraan perkotaan tingkat pemula dan penyimpanan stasioner dibandingkan kendaraan listrik premium yang memerlukan jangkauan maksimum. BYD mengumumkan model Seagull yang menggunakan baterai sodium-ion dengan jangkauan 300 km dengan harga $11.600, yang menunjukkan kelayakan komersial teknologi tersebut.

Kapasitas produksi baterai global mencapai 3 terawatt-jam pada tahun 2024, dengan proyek yang diumumkan berpotensi meningkatkan angka ini tiga kali lipat pada tahun 2029 jika terealisasi sepenuhnya. Namun, produksi aktual jauh tertinggal dari kapasitas terpasang karena variasi permintaan dan tantangan efisiensi manufaktur. Kesenjangan antara kapasitas yang tertera dan keluaran aktual menciptakan dinamika pasar yang kompleks di mana kelebihan dan kekurangan pasokan dapat terjadi bersamaan di berbagai wilayah dan jenis bahan kimia.

Harga paket baterai turun hingga di bawah $100 per kilowatt-jam pada tahun 2024, melewati ambang batas kritis ketika kendaraan listrik mencapai keseimbangan biaya dengan mesin pembakaran internal tanpa subsidi. Harga di Tiongkok turun hampir 30% pada tahun 2024, mencapai tingkat 30% lebih rendah dibandingkan Eropa dan 20% di bawah Amerika Utara. Disparitas harga regional ini mencerminkan perbedaan dalam biaya tenaga kerja, tarif listrik, integrasi rantai pasokan, dan skala manufaktur.

Penurunan ini terjadi setelah harga lithium turun lebih dari 85% dari puncaknya pada tahun 2022, meskipun harga tetap sekitar 50% di atas rata-rata tahun 2015-2020. Harga kobalt, grafit, dan mangan turun di bawah rata-rata lima tahun pada akhir tahun 2023, yang secara langsung berkontribusi terhadap penurunan harga baterai sebesar 14% antara tahun 2022 dan 2023. Meskipun harga yang lebih rendah mempercepat adopsi kendaraan listrik, hal ini juga menekan margin bagi perusahaan pertambangan dan produsen baterai, sehingga memaksa konsolidasi industri.

Tingkat pemanfaatan manufaktur sangat bervariasi menurut wilayah dan bahan kimia. Produsen baterai LFP Tiongkok beroperasi mendekati 85% kapasitas, didukung oleh permintaan domestik dan pasar ekspor yang kuat. Fasilitas baterai NMC di Eropa dan Amerika sering kali beroperasi pada tingkat pemanfaatan 50-70% karena pasar kendaraan listrik lokal gagal memenuhi perkiraan ekspansi yang agresif. Perbedaan ini telah menyebabkan beberapa produsen menunda atau membatalkan rencana penambahan kapasitas, khususnya di Eropa di mana penjualan kendaraan listrik pada tahun 2024 stagnan di tengah pengurangan subsidi di Jerman dan Prancis.

Lisensi-teknologi lintas batas dan usaha patungan telah menjadi praktik standar karena produsen mobil mencari keamanan pasokan baterai sementara produsen mengejar akses pasar. Pabrik baterai Ford di Michigan senilai $3,5 miliar merupakan contoh model ini, menggunakan teknologi CATL di bawah lisensi sambil mempertahankan kepemilikan penuh untuk mematuhi persyaratan konten domestik AS. Pengaturan ini memungkinkan Ford untuk memproduksi sel LFP tanpa keterlibatan langsung perusahaan Tiongkok, mengatasi masalah politik sambil mengakses pengetahuan-cara manufaktur yang telah terbukti.

Pendekatan Tesla menggabungkan-pengembangan internal dengan kemitraan pemasok strategis. Perusahaan ini merancang paket baterai dan semakin banyak memproduksi sel silindernya sendiri (format 4680), sambil mengambil sumber sel LFP prismatik dari CATL dan BYD, dan sel NMC silinder dari Panasonic dan LG. Strategi multi-sumber ini memberikan fleksibilitas bahan kimia, diversifikasi geografis, dan pengaruh harga yang kompetitif. Perluasan fasilitas Tesla di Nevada mencakup lini produksi LFP 10 GWh yang menggunakan peralatan CATL yang menganggur, yang menunjukkan bagaimana transfer teknologi terjadi melalui penjualan peralatan dan bukan melalui kemitraan manufaktur langsung.

Pabrikan Eropa semakin banyak melakukan usaha patungan dengan pembuat baterai Asia untuk mempercepat produksi dalam negeri. Automotive Cells Company (ACC), kemitraan antara Stellantis, Mercedes-Benz, dan TotalEnergies, bertujuan untuk meningkatkan kapasitas baterai di Perancis, Jerman, dan Italia. Northvolt, yang didirikan oleh mantan eksekutif Tesla, memperoleh pendanaan lebih dari $15 miliar untuk membangun kapasitas 150 GWh pada tahun 2030 menggunakan metode manufaktur berkelanjutan dengan bahan daur ulang. Perusahaan ini mewakili usaha baterai independen paling ambisius di Eropa, meskipun bersaing dengan pabrikan Asia yang sudah mapan dengan pengalaman puluhan tahun dan neraca keuangan yang lebih kuat.

Pabrikan Korea beroperasi dengan cara yang berbeda, dengan membangun-fasilitas yang dimiliki sepenuhnya di luar negeri, bukan usaha patungan. Pabrik LG Energy Solution di Polandia dan investasi SK On di seluruh Amerika Serikat mempertahankan kepemilikan penuh di Korea sambil melayani pasar regional. Strategi ini memberikan kontrol yang lebih besar terhadap kekayaan intelektual dan proses manufaktur namun memerlukan komitmen modal yang lebih besar dan menerima risiko operasional yang lebih tinggi.

Kebijakan industri telah menjadi hal penting dalam pengambilan keputusan lokasi produksi baterai karena pemerintah menyadari pentingnya teknologi ini bagi daya saing otomotif dan keamanan energi. Undang-Undang Pengurangan Inflasi Amerika Serikat memberikan kredit pajak konsumen hingga $7.500 untuk kendaraan listrik yang memenuhi persyaratan konten dalam negeri, yang secara khusus mewajibkan 50% komponen baterai diproduksi di Amerika Utara dan tidak termasuk bahan dari "entitas asing yang menjadi perhatian" (terutama perusahaan Tiongkok). Ketentuan ini telah memicu lebih dari $70 miliar investasi baterai AS yang diumumkan sejak tahun 2022.

Pendekatan Eropa menekankan pembangunan rantai pasokan regional yang terintegrasi melalui Aliansi Baterai Eropa, yang menargetkan kapasitas produksi tahunan sebesar 500 GWh pada tahun 2030. Strategi ini mencakup bantuan negara senilai €6,1 miliar untuk berbagai proyek, dengan Jerman, Prancis, dan Italia sebagai pemimpin investasi. Namun, pabrikan Eropa menghadapi kerugian biaya sekitar 20% dibandingkan pesaing Tiongkok bahkan sebelum mempertimbangkan perbedaan bahan baku dan logistik. Mekanisme Penyesuaian Batas Karbon UE, yang diterapkan pada tahun 2023, menambah kompleksitas dengan mewajibkan baterai memenuhi standar emisi, sehingga berpotensi merugikan impor dari-jaringan listrik berat berbahan bakar batubara.

Dominasi baterai Tiongkok berasal dari kebijakan industri terkoordinasi selama dua dekade. Subsidi pemerintah, pinjaman preferensial, dan mandat yang mengharuskan produsen mobil asing menggunakan baterai Tiongkok untuk penjualan domestik menciptakan pasar dalam negeri yang sangat besar yang memungkinkan produsen mencapai skala ekonomi yang tak tertandingi. CATL sendiri menerima lebih banyak subsidi bagi perusahaan Tiongkok dibandingkan perusahaan lain mana pun mulai tahun 2023 dan seterusnya, mendanai siklus penelitian dan pengembangan yang cepat dan ekspansi internasional yang agresif. Pada September 2024, dukungan pemerintah ini terus berlanjut meskipun industri mengalami kelebihan kapasitas.

Ketegangan geopolitik semakin mempengaruhi keputusan manufaktur. Departemen Pertahanan AS menambahkan CATL ke dalam daftar "perusahaan militer Tiongkok" pada Januari 2025, melarang kontrak pertahanan dengan entitas yang menggunakan produk CATL. Anggota parlemen AS telah mengusulkan untuk menambahkan CATL ke dalam daftar larangan impor berdasarkan Undang-Undang Pencegahan Kerja Paksa Uyghur, meskipun perusahaan tersebut menyangkal semua tuduhan kerja paksa dalam rantai pasokannya. Tindakan-tindakan ini, dikombinasikan dengan usulan pemerintahan Trump mengenai tarif yang berpotensi mencapai 150%, mendorong produsen Tiongkok untuk membangun fasilitas produksi di pasar sasaran daripada mengekspor baterai jadi.

car lithium battery

Pembuatan sel baterai melibatkan lusinan langkah presisi yang memerlukan lingkungan yang dikontrol secara cermat dan pengetahuan proses eksklusif yang memerlukan waktu bertahun-tahun untuk dikembangkan. Prosesnya dimulai dengan mencampur bahan elektroda ke dalam bubur, melapisinya pada lembaran logam (tembaga untuk anoda, aluminium untuk katoda), dan menekan untuk mencapai ketebalan dan kepadatan yang tepat. Elektroda ini kemudian dipotong, ditumpuk atau dililitkan dengan pemisah, dimasukkan ke dalam wadah sel, diisi dengan elektrolit, disegel, dan dilakukan siklus pembentukan yang membentuk kinerja elektrokimia awal.

Metode cell-to-pack (CTP) CATL menghilangkan lapisan modul tradisional, menempatkan sel langsung ke dalam kemasan baterai. Pendekatan ini meningkatkan pemanfaatan volume sebesar 15-20%, menggandakan efisiensi produksi dengan mengurangi langkah perakitan, dan mengurangi jumlah komponen sebesar 40%. Kepadatan energi melonjak dari 140-150 Wh/kg menjadi 200 Wh/kg pada tingkat paket, yang secara langsung berarti peningkatan jangkauan kendaraan atau pengurangan ukuran baterai untuk kinerja yang setara. Baterai CTP 3.0 "Qilin" milik perusahaan dilaporkan mencapai kapasitas 13% lebih tinggi daripada sel 4680 Tesla.

Format sel 4680 Tesla mewakili jalur inovasi yang berbeda, meningkatkan diameter sel silinder dari 21mm menjadi 46mm dan panjangnya menjadi 80mm. Format yang lebih besar mengurangi biaya produksi per kilowatt-jam dengan menyederhanakan perakitan (lebih sedikit sel yang dibutuhkan per paket) dan meningkatkan pembuangan panas. Desain elektroda tables mengurangi hambatan internal, memungkinkan pengisian daya lebih cepat dan keluaran daya lebih tinggi. Tesla mengklaim peningkatan energi 5x, peningkatan daya 6x, dan peningkatan jangkauan 16% dibandingkan 2170 sel, meskipun mencapai spesifikasi ini pada volume produksi terbukti menantang.

Lapisan elektroda kering, yang dikembangkan oleh Tesla dan lainnya, menghilangkan langkah pengeringan pelarut yang intensif energi dalam manufaktur tradisional. Pelapisan basah saat ini memerlukan penggunaan bubur elektroda yang mengandung pelarut (biasanya N-Methyl-2-pyrrolidone), kemudian menguapkan pelarut tersebut dalam oven besar yang menghabiskan banyak energi dan ruang pabrik. Pelapisan kering mengaplikasikan material bubuk secara langsung, sehingga berpotensi mengurangi biaya modal sebesar 10-20% dan konsumsi energi hingga 30%. Namun, mencapai kualitas elektroda dan kecepatan produksi yang sebanding masih sulit, sehingga membatasi penerapan komersial.

Pengendalian kualitas menghadirkan tantangan yang semakin besar seiring dengan berkembangnya skala produsen dengan cepat. Bahkan variasi kecil dalam ketebalan elektroda, distribusi partikel, atau pengisian elektrolit dapat menghasilkan sel dengan karakteristik kinerja yang berbeda dalam batch yang sama. Karena paket baterai berisi ratusan sel yang harus bekerja secara identik selama ribuan siklus pengisian daya, produsen menerapkan protokol pengujian ekstensif termasuk pemeriksaan sinar X-, pemeriksaan kinerja kelistrikan, dan semakin banyak lagi, deteksi cacat yang didukung AI-. Pabrikan Korea lebih mengutamakan kualitas dibandingkan pertumbuhan kapasitas bahan baku, dan memposisikan diri mereka sebagai pemasok premium meskipun biayanya lebih tinggi.