鉅大LARGE | 點擊量:770次 | 2020年06月28日
無鈷電池“真香” 動力鋰電池車廠商爭相布局
近日,寧德時代董事長曾毓群有關“正研發(fā)無鈷電池”的表述再次引爆業(yè)內(nèi)有關無鈷電池的討論。專家認為,目前還未有新材料可替代鈷的穩(wěn)定用途,只有盡可能降低鈷用量,未來兩三年內(nèi)還無法做到完全去鈷。目前,更多公司正在布局鎳鈷錳鋁(NCMA)四元鋰離子電池,該技術路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素,并逐漸實現(xiàn)低鈷或無鈷電池的目標,量產(chǎn)后成本降幅可超過30%。
寧德時代稱有無鈷電池技術儲備
近日,在寧德時代召開的2019年業(yè)績網(wǎng)上說明會上,有投資者提問,除了磷酸鐵鋰離子電池,寧德時代是否有自己的無鈷電池技術儲備?曾毓群回復稱,寧德時代有自己的無鈷電池技術儲備,目前研發(fā)進展順利,正在想辦法完善供應鏈,“因為是一個全新的、顛覆性的產(chǎn)品”。
此前特斯拉透露,將在“電池日”公布最新的“無鈷”電池技術,而此“無鈷”電池并非密度較低的磷酸鐵鋰離子電池。對此,曾毓群表示:“馬斯克告訴我,特斯拉希望自己做電池。據(jù)我了解,他們的技術路線對我們不會有沖擊,雙方在共同探討如何把電池做得更好。”
一時間,對無鈷電池的討論再次引發(fā)熱議。目前動力鋰電池主流類型分為磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。由于磷酸鐵鋰離子電池本身不含鈷,因此業(yè)內(nèi)所指的“無鈷”通常為三元鋰離子電池中的去鈷化。
鈷作為三元電池的重要原料之一,重要起穩(wěn)定結構的用途。東北證券在研報中指出,假設未來遠期全球每年新能源汽車銷售5000萬輛,按照單車鈷金屬含量10千克測算,則鈷的需求量約為50萬噸量級,而目前全球鈷金屬年開采量不足15萬噸。
在三元鋰離子電池中,根據(jù)鎳、鈷、錳(NCM)三者比例的不同,從而生產(chǎn)出不同的型號,按照三種元素的配比可生產(chǎn)出532型號、622型號、811型號電池等。由于量少價高,降低鈷用量一直是動力鋰電池進化的方向之一。因此,高鎳低鈷的811型號成為三元鋰離子電池的發(fā)展趨勢,國際上主流的動力鋰電池公司如LG化學、松下電池、寧德時代都在將低鈷和“無鈷化”作為下一代動力鋰電池技術的研發(fā)重點。
真鋰研究總裁墨柯向我國證券報記者表示,目前從技術層面暫時無法做到真正意義上的無鈷?!澳壳斑€找不到其他的新材料可以替代鈷的穩(wěn)定用途,也就是說只是可能降低鈷的用量,但完全去鈷,估計未來兩三年內(nèi),放眼全球還沒有哪家電池廠可以做到。”
公司的去鈷化探索
墨柯稱,目前三元材料的發(fā)展方向,一是讓材料具有更高電壓,二是使材料具有更高容量。從技術研發(fā)角度看,假如成功去鈷,三元材料鎳鈷錳則變成二元材料鎳錳酸鋰。鎳錳酸鋰是一種5伏級的高電壓材料,比較3.7伏級的三元材料,由于電壓新增,電量也可相應新增。
“但鎳錳酸鋰材料最大的問題是目前還找不到與之匹配的電解液體系?,F(xiàn)有的六氟磷酸鋰電解液體系因為電壓不夠5伏會被分解,電池也會隨之失效。”墨柯解釋稱。
因此,更多公司將技術發(fā)展的目光投向?qū)ふ腋呷萘坎牧稀=?,通用汽車在EVDay宣布與LG化學合作,計劃2021年量產(chǎn)鎳鈷錳鋁(NCMA)四元鋰離子電池,其成本可實現(xiàn)超過30%的降幅。
該技術路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素,抑制鈷元素的不穩(wěn)定雜質(zhì)生成。和目前的三元材料523、811、NCA相比,NCMA四元材料的鎳含量逼近90%,同時鈷含量進一步降低。
在布局NCMA電池材料方面,國內(nèi)重要有寧德時代、比亞迪、國軒高科、格林美、容百科技等公司。業(yè)內(nèi)對NCMA的主流觀點認為,現(xiàn)階段鎳和鈷含量保持甚至優(yōu)于NCA同等水平的替代方法,重要是采用三元向四元甚至更多元的電池進階,并逐漸實現(xiàn)低鈷或無鈷電池的目標。
由長城汽車剝離而獨立發(fā)展的動力鋰電池公司蜂巢能源近日宣布,將在五月十八日公布全新無鈷電池品類。對此,蜂巢能源市場總監(jiān)郝雷明向我國證券報記者介紹,蜂巢能源無鈷電池的正極材料為自主研發(fā),其主材為鎳錳?!翱梢酝晖耆珜崿F(xiàn)去鈷,鈷含量為0?!彼忉尫Q,技術原理可以理解為把鈷去掉后,用與鈷相近的那一族元素實現(xiàn)替代并起到摻雜用途,并努力將摻雜物的比例降至7%以下甚至更低。
根據(jù)蜂巢能源此前規(guī)劃,無鈷電芯產(chǎn)品在2020年五月完成材料體系的進一步優(yōu)化,八月體系定型,2021年下半年量產(chǎn),量產(chǎn)后成本可下降10%-15%,相應帶來的電芯BOM成本可以降低約5%,且材料不受戰(zhàn)略資源影響。
“特斯拉電池日”猜想
作為全球新能源電動汽車的風向標,特斯拉長期飽受電池成本之苦,公司CEO馬斯克也一直有著“無鈷”的想法。2018年六月,關于有觀點認為鈷供給稀少將成為Model3擴產(chǎn)的絆腳石,馬斯克回應稱,旗下電池的鈷使用量已低于3%,次代電池用量還將降至零。
事實上,2012年,特斯拉ModelS上每輛車的鈷使用量為11千克,而到了2018年的特斯拉Model3上,在同樣規(guī)格尺寸下進行比對,鈷使用量只剩下4.5千克。東北證券預計,到2025年,高鎳超低鈷方法下,特斯拉對鈷的需求量將從現(xiàn)有體系測算的1.82萬噸下降到0.74萬噸左右,減少鈷資源使用1.1萬噸左右。
五月十五日,馬斯克表示,將再次推遲原計劃在五月第三周舉辦的“電池日”活動。此前,特斯拉在投資者電話會議上透露,將在“電池日”上公布公司在電池技術方面的最新進展,并稱“這將是特斯拉歷史上最激動人心的日子之一”。
業(yè)內(nèi)人士預期,除了介紹其電池供應體系,也可能宣布自主研發(fā)鋰離子電池,并展示其部分研究成果與方向,但預計穩(wěn)定裝車最快要到2022年,短時間還是以外購為主。
據(jù)墨柯推斷,特斯拉在“電池日”上或?qū)⒐嫉男畔⒂腥缦聨追N可能:一是宣布和松下聯(lián)合開發(fā)的電池進展情況;二是宣布其將使用磷酸鐵鋰離子電池;三是宣布其干電極技術。
今年二月十八日,特斯拉表示將自主研發(fā)新電池,這種新電池的含鈷量可能為零。當時市場預計,特斯拉所指的無鈷電池為在我國市場已經(jīng)應用多年的磷酸鐵鋰離子電池。該消息公布后的第二天,鈷板塊公司股價遭遇重挫,華友鈷業(yè)、寒銳鈷業(yè)雙雙跌停,而比亞迪等磷酸鐵鋰離子電池概念股開盤大漲,隨后幾個交易日繼續(xù)攀升走高。目前猜測可能性比較大的是特斯拉在2019年五月收購的全球干電極技術領域的龍頭公司——Maxwell的超級電容與干電池技術。
“干電極技術的重要用途是簡化工藝流程從而降低成本。干電池本身并不是新技術,有日本的電池廠一直在做,但不完全是干電極,也有‘濕’的成分。因此目前干電極的技術到底有多成熟,也并不十分清晰。假如特斯拉的干電極能夠做到完完全全的‘干’,則確實屬于技術方面的突破?!蹦卤硎?。