鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:338次 | 2023年01月12日
無(wú)鈷電池破滅?TSLA每年采購(gòu)6000噸鈷的背后
近日,據(jù)外媒CNBC援引業(yè)內(nèi)人士消息,TSLA計(jì)劃向全球最大的金屬礦商Glencore采購(gòu)鈷原料。按照雙方的長(zhǎng)期合作協(xié)議,Glencore將向TSLA每年供應(yīng)6000噸的鈷。更加有消息稱,這些鈷將計(jì)劃用于上海廠和柏林廠。
今年二月,路透社報(bào)道稱,TSLA將在國(guó)產(chǎn)車型中應(yīng)用無(wú)鈷電池,隨后,TSLA在短視頻平臺(tái)故弄玄虛地回復(fù)網(wǎng)友『無(wú)鈷,不代表一定是磷酸鐵鋰』,吊足眾人胃口。一石激起千層浪,當(dāng)時(shí)鈷相關(guān)產(chǎn)業(yè)的股價(jià)大片跌停。
如今,TSLA大規(guī)模采購(gòu)鈷礦,傳言似乎不攻自破,至少TSLA短時(shí)間還將依賴含鈷的電池。
鈷是什么?
目前的純電車重要線路是三元鋰電池,重要分為NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)兩種方法,以TSLAModel3為例,目前它采用的是和松下合作研發(fā)的21700電池,它本質(zhì)上也是一種NCA電池,這里的C就代表鈷元素。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
為何非要鈷不可呢?從目前的材料技術(shù)來(lái)看,鈷是三元鋰電池正極中不可或缺的材料,重要起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的用途,可以防止電池過(guò)熱和延長(zhǎng)使用壽命,重點(diǎn)是,目前還沒有找到鈷的完美替代品。
鈷金屬有兩個(gè)特點(diǎn),一是不可再生、二是非常稀缺。根據(jù)《礦產(chǎn)利用和保護(hù)》期刊的研究,鈷在地殼中的含量很低,地殼中鈷的平均豐度僅為0.0025%,且地殼中的鈷90%呈分散狀態(tài)。比起大洋錳結(jié)核和大洋富鈷結(jié)殼等大洋底部的礦藏,陸地上的鈷含量就更不足了。
鈷金屬
2019年,全球已探明的鈷礦儲(chǔ)量大約700萬(wàn)噸,按照2019年全球14萬(wàn)噸的開采量計(jì)算,鈷僅剩50年的余量,這和鎳、錳、鋁等礦產(chǎn)數(shù)十億乃至百億噸級(jí)別的儲(chǔ)量相比,少得有點(diǎn)可憐。
除了稀缺性,鈷礦的分布也非常集中。剛果、澳大利亞和古巴是全球鈷的重要產(chǎn)地,三個(gè)國(guó)家的鈷儲(chǔ)量加起來(lái)約占全球儲(chǔ)量的70%左右。而咱們我國(guó)已探明的鈷儲(chǔ)量為8萬(wàn)噸,僅占全球總儲(chǔ)量的1.14%。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
為何都在追求無(wú)鈷?
一是成本問題,二是資源限制,三是人道主義。
根據(jù)有色金屬產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)安泰科的統(tǒng)計(jì),2018年全球鈷消費(fèi)量約為12.6萬(wàn)噸,其中電池行業(yè)的用鈷量占比60.86%,達(dá)到7.8萬(wàn)噸。
2014年的鈷價(jià)是20萬(wàn)元/噸,到2018年一度沖高到66萬(wàn)元/噸,據(jù)上海有色網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,截止今年五月,鈷價(jià)依舊高達(dá)25.3萬(wàn)元/噸。相比之下,正極材料中的鎳、鋁、錳的價(jià)格分別約為10萬(wàn)元/噸、1.3萬(wàn)元/噸、1萬(wàn)元/噸。肉眼可見的成本差距。
考慮到這個(gè)問題,TSLA一直在走降鈷路線,其產(chǎn)品中鈷的含量確實(shí)從2018年的10%不斷下降,目前已經(jīng)到不足3%。但鈷在TSLA的電池中依舊不可或缺。根據(jù)電池供應(yīng)鏈研究機(jī)構(gòu)Benchmark的計(jì)算,現(xiàn)在每輛ModelS上要的鈷為11公斤,每輛Model3所需鈷的約4.5公斤。
那么,上面提到的TSLA將要每年采購(gòu)6000噸鈷,大概是什么概念呢?
去年全球鈷的產(chǎn)量為14萬(wàn)噸,TSLA的采購(gòu)量大概占全球的4.2%。作為全球最大的鈷供應(yīng)商,Glencore去年的鈷產(chǎn)量約4.63萬(wàn)噸,TSLA每年向其采購(gòu)6000噸,相當(dāng)于拿走了其七分之一的年產(chǎn)量。
假如以每輛Model3所需4.5公斤鈷計(jì)算,每年這6000噸的鈷,將能夠滿足TSLA133萬(wàn)輛車的鈷量需求。想象一下,假如這133萬(wàn)輛車的實(shí)現(xiàn)無(wú)鈷化,將省下多少成本?
再說(shuō)資源限制。21世紀(jì)能源轉(zhuǎn)型,石油逐漸被電氣取代,而隨著智能手機(jī)、電腦、數(shù)碼終端等電池設(shè)備愈發(fā)普及,再加上汽車逐漸電氣化,鋰電池產(chǎn)業(yè)越發(fā)重要,各國(guó)也開始意識(shí)到鈷礦的價(jià)值。我們前面也說(shuō)到了,剛果、澳大利亞和古巴是全球鈷的重要產(chǎn)地,三個(gè)國(guó)家的鈷儲(chǔ)量加起來(lái)約占全球儲(chǔ)量的70%左右。資源集中的弊端就是容易引發(fā)資源爭(zhēng)奪。
上世紀(jì)7、80年代,美國(guó)為了控制波斯灣的石油選擇了和伊拉克結(jié)盟,而伊朗為了將石油的開采權(quán)收歸國(guó)有,和西方國(guó)家、伊拉克展開了歷時(shí)八年的戰(zhàn)爭(zhēng)。假如未來(lái)純電動(dòng)汽車全球普及后依然離不開鈷,那鈷戰(zhàn)爭(zhēng)可能一觸即發(fā)。
最后是人道主義。和很多非洲國(guó)家相同,雖然剛果有著豐富的銅、鈷、錫、鎳礦產(chǎn)資源,但幾十年來(lái)剛果一直飽受著資源詛咒,除了開采業(yè)外,剛果其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都停滯不前(采礦業(yè)占剛果收入80%左右),加上戰(zhàn)火洗禮、政權(quán)的原因,社會(huì)發(fā)展近乎停滯。
手工采礦的兒童
由于設(shè)備落后,為了養(yǎng)家糊口,很多剛果人家傾巢出動(dòng)參和手工采礦。根據(jù)剛果政府估算,目前國(guó)內(nèi)出口的鈷中有20%都由手工采礦者開采。其中約有4萬(wàn)名兒童從事采礦工作(2014年數(shù)據(jù)),有些兒童每天在礦場(chǎng)工作高達(dá)12小時(shí),每天只能賺1000~2000剛果法郎(折合4.1~8.2元人民幣)。出于人道主義考慮,全球電池產(chǎn)業(yè)也在減少對(duì)鈷的需求。
無(wú)鈷電池是什么?
基于上述幾個(gè)原因,全球電池供應(yīng)商和車企在電池產(chǎn)品研發(fā)中,都在盡力降鈷甚至是去鈷化。目前動(dòng)力鋰電池兩大主流技術(shù)路線中,能量密度具備優(yōu)勢(shì)的三元鋰電池,從NCM111、NCM523、NCM622發(fā)展到NCM811,鈷的比例在逐步降低;而另一路線磷酸鐵鋰電池本身不含鈷,但能量密度天然存在短板,因此車企試圖通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ),例如比亞迪今年推出的刀片結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰電池。
除上述兩種路線之外,今年五月,國(guó)內(nèi)蜂巢能源科技還公布了兩款無(wú)鈷電池,這兩款電池將采用鎳錳酸鋰結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)其實(shí)在20年前就已經(jīng)有了理論基礎(chǔ),但受限于電解液和循環(huán)性能的問題,一直未能產(chǎn)業(yè)化。而蜂巢能源通過(guò)陽(yáng)離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)、納米網(wǎng)絡(luò)化包覆三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)這種電池的規(guī)?;瘧?yīng)用。
今年蜂巢能源公布的兩款產(chǎn)品中,第一款電芯容量為115Ah,能量密度為245wh/kg,在整車端能夠?qū)崿F(xiàn)15年120萬(wàn)公里的質(zhì)保,計(jì)劃在2021年六月份推向市場(chǎng);另一款電芯容量為225Ah,以B級(jí)轎車為模型,仿真測(cè)得NEDC工況續(xù)航里程最高可達(dá)880公里。假如它們真的能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,或許真的能取代含鈷的三元鋰電池。
TSLA到底無(wú)鈷不無(wú)鈷?
2019年二月,TSLA宣布將以2.18億美元溢價(jià)55%收購(gòu)Maxwell,后者擁有的干電池電極技術(shù)和超級(jí)電容器技術(shù),能夠提升電池能量密度和簡(jiǎn)化電池制造工藝。
2019年十月,據(jù)外媒Electrek報(bào)道,TSLA秘密收購(gòu)了加拿大的電池制造和工程公司HibarSystems。后者是一家專業(yè)生產(chǎn)電池單體設(shè)備的公司,在美國(guó)、我國(guó)均設(shè)有廠。
2020年五月,TSLA和韓國(guó)韓華集團(tuán)簽訂了電池制造機(jī)器的訂單。再加上近期的采購(gòu)鈷的消息,TSLA的一系列動(dòng)作都在指向自主生產(chǎn)電池。
五月二十二日,TSLACEO馬斯克在推特上宣布,暫定今年九月十五日舉辦TSLA電池日活動(dòng),活動(dòng)將包括參觀電池生產(chǎn)系統(tǒng)。據(jù)悉,本次電池日,TSLA或?qū)?lái)一款壽命高達(dá)百萬(wàn)英里的全新電池。有內(nèi)部人士透露,這款電池將是TSLA和CATL攜手研發(fā)。
五月初,CATL表示,已經(jīng)準(zhǔn)備好制造一款壽命高達(dá)124萬(wàn)英里(約200萬(wàn)公里)的電池,或采用無(wú)鈷結(jié)構(gòu),這將是目前三元鋰電池壽命的3~5倍。目前還不確定這款電池是否就是將在TSLA電池日公布的合作項(xiàng)目。
馬斯克告訴我,TSLA希望自己做電池,CATL董事長(zhǎng)曾毓群在2019年度業(yè)績(jī)網(wǎng)上說(shuō)明會(huì)上表示,據(jù)我了解,他們的技術(shù)路線對(duì)我們不會(huì)有沖擊,雙方在共同探討如何把電池做得更好。
從市場(chǎng)角度來(lái)說(shuō),TSLA一只手要去鈷,另一只手又要買鈷,這正是馬斯克的高明之處,一來(lái)一回將談判的主動(dòng)權(quán)掌握在自己手中。TSLA要自己產(chǎn)電池估計(jì)是沒跑了,但是不是無(wú)鈷的呢?我們只能希望TSLA九月的電池日不要再跳票了。