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核心材料供應鏈脆弱?淺談動力鋰電池下一步走向

鉅大LARGE  |  點擊量:922次  |  2020年02月19日  

當下越來越多的車企選擇三元聚合物鋰離子電池(也就是常聽到的三元鋰離子電池)作為自家新能源車的供能來源。


所謂三元,是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2),這種電池以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為核心原料,理論上,鎳鈷錳的比例可以根據實際要調整。


動力鋰電池關于能量密度要求高,而這恰好是三元聚合物鋰離子電池的優勢之一。相關于其他類型電池,三元鋰能量密度更大,電壓更高,同樣重量下能蓄存更多能量鉅大鋰電,車子跑的距離也就更遠,速度也能更快。


特斯拉所采用的18650柱狀電池單元便是三元鋰離子電池,優秀的性能讓研究了多年磷酸鐵鋰離子電池的比亞迪,也計劃投身三元鋰陣營。


但三元鋰離子電池穩定性較弱,若發生碰撞變形、內部短路或正極遇水等極端情況,容易產生明火,這也是目前軟包三元鋰離子電池的技術瓶頸,現在車企們使用的三元鋰,也大多都為鋼殼硬包。


生產一輛電動汽車,動力鋰電池要占據30-40%的成本,所以電池的價格走向會直接影響到整車的利潤。而鎳鈷錳三種核心材料當中,要數鈷最為取貴。這種金屬元素的含量,要占據整個正極的五分之一,它對電池的穩定性起重要作用。


鈷元素在全球遍布廣泛,但整體含量很低。當下,全世界約54%的鈷產量來自一個神秘的非洲國度剛果(金)。這個國土僅234.5萬平方公里的小國家常年政局動蕩,民生貧困。但大概獲得了上帝的憐憫,剛果(金)境內的銅礦與鈷礦含量豐富,這兩種金屬的出口也成了這個國家的經濟支柱。


全世界都明白,剛果(金)關于正處在助跑階段的新能源車行業的意義,相當于中東之于燃油車。


作為動力鋰電池生產大戶的我國,進口的鈷礦,有94%來自于剛果(金)。由于搶占了先機,剛果(金)每年生產的3-4萬噸鈷,多半來自剛果(金)境內的中資礦業公司,以及早已被中方中介商掌握的個體礦工們,換言之,我國目前已經主宰了剛果(金)的鈷礦出口網絡。


但這并不算是個特別令人安心的事。局勢不穩還是令剛果(金)的鈷供應鏈過于脆弱。即便眼下,鈷的供應量處于過剩狀態。但市場過熱、法規的不確定性令也令鈷價有飄忽不定的可能,為了穩住鈷價,很多電池生產公司甚至要求與上游供應鏈簽訂10年合同,即便這樣做很不理智。


而墨菲定律從不缺席。就在本月初的十一月六日,能源巨頭嘉能可旗下的礦業公司Katanga宣布,其在剛果的子公司于開采的鈷礦中發現高濃度鈾,此放射性金屬的含量超過了非洲重要港口的出口限度,因此剛果決定,暫停該公司鈷礦出口,直至明年前兩季度結束前。


這一消息當即引爆股市,十一月七日,鈷概念股價全線漲停。然而電池生產商和整車公司們很緊張,人們擔心,嘉能可暫停出口,可能令鈷礦價格暴漲。


好在十一月二十日,剛果(金)海關總署表示,取消對嘉能可的鈷出口禁令,消息讓鈷市場再次冷靜了下來。然而人們也意識到,過分依賴鈷,可能會影響電動汽車行業的發展。


很多巨頭們早已發覺這一問題。就在2017年,寧德時代登上全球動力鋰電池銷量冠軍的寶座,然而同年,LG化學、S鋰離子電池KI和三星卻宣布,將開發NCM811高鎳動力鋰電池,一年后量產。之后國內電池專家們開始意識到,產量并不能絕對代表實力,在動力鋰電池領域,我們還是落后了。


常用的三元鋰離子電池多為NCM622,即鎳鈷錳的比例為6:2:2。NCM811,則是降鎳版的三元鋰。行業領先者們早就明白,鈷元素并不穩定的供應鏈會對日后動力鋰電池的發展產生過大影響,為了控制成本、穩住供應,電池降鈷勢在必行。


例如松下,早在2008年變開始布局高鎳電池,其供應給特斯拉的18650,鈷比例僅占0.8。并且松下計劃,未來幾年內將把鈷比例降至0.4。


好在鋰離子電池國內電池廠商們動作也比較迅速,今年五月,國內電池商比克電池已實現了NCM811高鎳18650電池量產下線,比亞迪、寧德時代等國內同行業領先者,也都籌劃著在明年開始量產高鎳三元鋰離子電池。


高鎳電池有更好的能量密度,但改變了配方比例也給電池的穩定性和封裝技術帶來新的挑戰,事實上,目前NCM811的產量僅占動力鋰電池的10%,全面高鎳降鈷還要一按時日。


回收廢舊電池中的鈷也是另一種可解燃眉之急的路鋰離子電池廠家徑,三星、寶馬等公司已經開始積極探索高效回收鈷的方法,只是目前舊電池的鈷回收率不高,很難超過50%。


解一時止渴的方法難以祛除根本頑疾,而徹底無鈷化,才是未來的終極目標,只是還有很長的路要走。


東莞市鉅大電子有限公司成立于2002年,總部位于我國廣東省東莞市南城區高盛科技園,是一家為全球用戶在移動電源、儲能電源、動力電源和備用電源的個性化需求,供應特種鋰電系統定制化方案和產品的國家級高新技術公司。

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