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动力电池需解安全之忧 “无钴”电池是远景期望

2020-05-28 09:16  来源:隆众资讯   查看历史数据

“无钴”更多是一种市场炒作,“降钴”是当前的主流,钴在电池中是起稳定作用的,三元材料的稳定性仍旧离不开钴,如今大家在探索“少钴”与电池安全的平衡点,但完全无钴并不现实,钴仍将作为锂电池的重要组成金属所被人使用。

去钴降成本or含钴求安全

因钴过高的价格,“无钴”被视为降成本的方向,但因其起到稳定材料增强安全性,“含钴”成为三元体系下的必然选择。在市场上“去钴”声音渐起的时候,磷酸铁锂首先进入人们的视野,其技术的成熟性以及价格的低廉,受到很多人的推崇,不过磷酸铁锂的能量密度天花板限制了人们对它的期许高度,在动力端三元崛起后磷酸铁锂进入低谷期。

而近期发生的几件事,再次将人们的目光拉回了磷酸铁锂这边,比亚迪的全新刀片电池技术,使得困扰市场的安全性问题得到初步解决,并通过优化电池成组设计保证了主流性能需求。

图源:比亚迪

另一件事就是民间技术爱好者的电池穿刺实验,其实验中所展现的短路燃烧情况,再次激起了大家关于电池安全性的讨论。安全问题无法回避,5月26日深圳福田某路口纯电物流车发生自燃,该事故造成了人员伤亡,疑似车型有着磷酸铁锂和三元材料两种型号,起火原因及具体车型仍待核实。毫无疑问的是,在里程焦虑后,安全性已成为了终端客户的痛点。

不过仍需要看到的是,比亚迪通过另辟蹊径解决了成组能量密度的问题,但在中长期发展前景上,磷酸铁锂的天花板问题切实摆在眼前,以现阶段的磷酸铁锂实验室产品性能来说,其性能与商用811高镍电池仍有较大差距,其使用场景更加倾向与三元材料高低搭配使用。

磷酸铁锂与高镍材料系统能量密度对比

单位Wh/kg

系统能量密度

磷酸铁锂

高镍三元材料

目前商用

140

170

2021年目标

160-170

200

数据来源:隆众资讯

性能的保障以及安全的需求交替推动着市场发展,现阶段的磷酸铁锂更像是中短期市场的一个过渡补充,对于三元的冲击性也没有预料中的那么大,更多的是高低搭配的组合,三元需求中长期仍旧是快速增长的。

比亚迪与宁德时代关于针刺试验的定义以及必要性有着各自的立场,市场中关于针刺的标准以及意义争论不休,国家对锂电池安全要求的相关规定也许代表着一定的趋势,在最新发布的国家强制标准《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求(征求意见稿)》中,虽然取消了模块级别的所有测试,但是附录D热扩散试验,仍推荐了“针刺”作为候选方法。

“本是同根生,相煎何太急”,不论是磷酸铁锂或者三元材料,所造成的不安全忧虑,都是电动汽车在消费者心中的“刺”,此刺不除,消费者的主动购买意愿就不会提升。“谈虎色变”与己何意?

“贵”钴“稀”缺 远在非洲

图源:隆众资讯

中国作为钴的消费大国,大部分的钴都是依靠进口来满足的。据海关统计,2020年4月我国钴湿法冶炼中间产品进口量为31210.37吨,当月进口金额约24632万美元,2020年累计进口总量为95044.06吨,进口量同比上涨119.33%。

图源:隆众资讯

作为新能源战略的关键金属,多数都是依靠遥远的非洲大陆矿石供应,这对于很多企业来说是有着极大不确定性的,国内原料企业以及下游生产企业近些年也在加速布局自有矿产,从而保障自身的低成本原料供应,但很多矿产不可避免的要面临当地经济、政治上的纷争影响,黑天鹅、灰犀牛事件都可能会危及原料供应的持续性。

图源:隆众资讯

虽然动力电池舆论方向为无钴,但是3C仍是离不开钴,由于钴的稀缺性,国内仍在全球布局钴资源,矿端中资企业占比越来越大,并且目前国内企业原材料库存很高,短期也会有大量钴矿到港。多重因素影响下,全球钴产业链仍将是供过于求的情况,未来趋向紧平衡状态。需求疲软、供应平稳持续影响期货、现货市场,而相关钴盐产品的价格也已到达了底部区间,实力雄厚者在危险中看到了机遇,对有心的企业来说不失为一次再布局的机会。

降钴增镍 硫酸镍未来显增量

“无钴”市场下,各方企业往往是通过高镍技术,或者掺杂包覆使用其他金属来降低三元/多元材料的含钴量,这都离不开一个体系,那就是三元体系,更高的能量就代表着镍含量的提升,在技术尚未革新的情况下,以三元体系为拓展的各种衍生材料,成为了诸多三元材料企业的最佳选择。

2020年动力电池装车按材料划分统计

单位:MWh%

4月

1-4月

同比

累计同比

三元材料

2620.3

6945.1

-30.4%

-46.4%

磷酸铁锂

930.8

2265.3

-39.2%

-47.7%

锰酸锂

10.5

33.1

-66.5%

-66.2%

钛酸锂

0.6

0.9

-88.4%

-99.6%

其他

25.6

27.8

-68.7%

-79.4%

合计

3587.3

9272.1

-33.7%

-47.7%

数据来源:隆众资讯

高镍三元产品的“钴”越来越少,本质上是生产厂商对于电池性能上的追求,而衍生出来的成本优化、稀贵金属供应问题不得不说更像是高镍的意外之喜,市场热炒的概念,厂商自然不吝于搭上这班风口的快车。

以三元材料为基础的高镍NCM、NCA乃至于NCMX等多元材料,在钴含量相应减少的情况下,其镍相对含量节节攀升,这也使得正极材料的能量密度达到了一个新的高度,产品的性能表现更加贴合终端消费者的续航等需求,硫酸镍的市场地位与关注度也在逐渐提升。现今新能源市场需求对于镍的总体市场而言仍显弱小,但在高镍产品发展稳步向好的情况下,新能源端的硫酸镍需求发展潜力十足。

锂电“新生代”的身影

近期蜂巢发布了自己的多元动力锂电池,其“无钴”产品更像是镍锰酸锂技术的深度加强版本。纵观整个市场,虽然多家企业有着各类自己的“无钴”产品,但在技术上并没有脱离前辈们的路线。如蜂巢般的非一线电池企业,他们所思考的便是:如何在龙头众多的新能源市场站稳,这是非一线竞争者面临的重要问题,而细分领域的存量竞争成为了很多企业的选择,但“最美味”的那部分市场必定是大家都想参与进来的,顺应市场风口的特色产品也许是争取这片沃土的最佳工具。

后语

总的来看,相当多企业的产品体系,其产品生产对钴有着高度的依赖性,在技术尚未革新的情况下,在现有技术基础上升级、拓展成为现实选择,“无钴”很美好,但终究要面对市场的一个实际情况,多种体系的锂离子电池高低搭配,将是新能源市场的一个常态。全球的锂电企业真正在做的便是立足当下、触摸未来,技术的发展必定不会停歇,期待新能源产品被每个人所认可。


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