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“鈷”去“鎳”危?——三元材料的降本之路

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年09月02日  

導(dǎo)語(yǔ):近期寧德時(shí)代和比亞迪正在上演神仙打架的戲碼,看似一根針引發(fā)的“血案”,實(shí)際上已經(jīng)上升到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)。然而,除了安全性能以外,三元材料的高成本也是一大問(wèn)題。今年年內(nèi),特斯拉、蜂巢等知名公司熱炒“無(wú)鈷”概念,正是瞄準(zhǔn)了三元材料成本的軟肋。


(來(lái)源:公眾號(hào)“鑫欏鋰電”ID:gh_eb7d39701dfb作者:鑫欏資訊)


01去鈷的意義到底有多大?


在三元材料體系中,雖然鈷金屬的摩爾分?jǐn)?shù)并不高,但是由于其過(guò)高的單價(jià),三元材料降鈷帶來(lái)的收益一直是市場(chǎng)的關(guān)重視點(diǎn)。近期以來(lái),隨著特斯拉等公司的大秀“無(wú)鈷”文字游戲,使得金屬鈷再度被推上市場(chǎng)的風(fēng)口浪尖。


各路言論關(guān)于鈷金屬的口誅筆伐,似乎也使得鎳金屬頗為得意,兩者似乎呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)。二十一日夜盤(pán)臨收盤(pán),滬鎳快速走低跌停,仿佛在向市場(chǎng)證明相較于鈷而言,鎳的價(jià)格優(yōu)勢(shì)真的很明顯。


不過(guò),就實(shí)際情況來(lái)看,三元材料體系降鈷增鎳的路線與降本的目標(biāo),兩者并不是嚴(yán)格的正相關(guān)性,我們認(rèn)為“降鈷≠增鎳”。


02降鈷≠降本


來(lái)源:鑫欏資訊


以811型三元材料為例,雖然811型三元材料中鈷金屬含量?jī)H為523型的一半,但其單價(jià)卻不降反升,五月二十五日8系價(jià)格在16萬(wàn)元/噸以上,比較523型價(jià)格,8系是5系的1.5倍。811型三元材料比523型三元材料貴在哪里?


簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),從原材料方面來(lái)看,811型三元材料降鈷的同時(shí)錳含量下降,且鋰鹽新增額外成本支出。高鎳三元材料的確降低的鈷金屬含量,但價(jià)格低廉的錳含量出現(xiàn)了更大幅度的減少,兩者均被鎳金屬所替代,這使得高鎳三元材料體系的降鈷增鎳不僅未能實(shí)現(xiàn)降本,反而新增了額外的支出。另外,為穩(wěn)定811型三元材料體系性能,需采用價(jià)格更高的氫氧化鋰充當(dāng)鋰源,這也帶來(lái)了額外的成本支出。


除原料外在加工方面811型三元材料要更高的加工成本。由于811型三元材料具有過(guò)高的鎳金屬含量,Li/Ni混排情況較523型三元材料更為嚴(yán)重,因此只能在氧氣氛圍下進(jìn)行燒結(jié),這新增了額外的生產(chǎn)成本。同時(shí),811型三元材料體系往往也要更長(zhǎng)的燒結(jié)時(shí)間,也就意味著高鎳三元材料在用電、人工、設(shè)備折舊等方面要更高的成本。


綜合來(lái)看,高鎳三元材料體系雖實(shí)現(xiàn)了降鈷目標(biāo),但在降本方面并沒(méi)有達(dá)到理想的效果。未來(lái)高鎳三元材料體系無(wú)論是往鎳含量更高的超高鎳三元材料體系發(fā)展,還是NCMA四元體系發(fā)展,其更重要的目標(biāo)還是在于追求更高的能量密度,以此來(lái)降低單位能量密度的使用成本。


03錳成關(guān)鍵降本因素


在三元材料體系中鎳鈷錳三種金屬元素各自有其重要用途,鈷雖貴但就目前而言,缺鈷不成三元,比較降鈷后的成本結(jié)構(gòu),我們認(rèn)為單價(jià)便宜的錳或許才是公司要更多關(guān)注的點(diǎn)。金屬錳在三元材料體系中一般起新增安全性與穩(wěn)定性的用途,但過(guò)高的錳含量會(huì)降低材料的容量和循環(huán)性能,因此在各三元材料體系中,錳的摩爾分?jǐn)?shù)一般不會(huì)太高,普遍不會(huì)超過(guò)40%。


在實(shí)際生產(chǎn)中,不少電池廠會(huì)通過(guò)其他手段來(lái)實(shí)現(xiàn)增錳降本的目的,在小動(dòng)力與低端數(shù)碼領(lǐng)域尤為流行,目前三元材料摻雜錳酸鋰材料已成為市場(chǎng)公認(rèn)的一種降本手段。


原理是因?yàn)槿牧吓c錳酸鋰材料的相性相對(duì)較好,兩者間的摻混比例并不固定,能夠根據(jù)實(shí)際的市場(chǎng)需求來(lái)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)三元材料摻雜錳酸鋰的方式,國(guó)內(nèi)不少鋰電正極材料中,鈷金屬的含量已經(jīng)能夠降低到3%以下,鎳金屬的含量也能控制在7%以下,極大程度實(shí)現(xiàn)了降本的目的。當(dāng)然,由于三元摻錳體系的能量密度與循環(huán)性能都相對(duì)表現(xiàn)不佳,因此三元摻錳體系在動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的應(yīng)用情況并不理想。


數(shù)據(jù)來(lái)源:鑫欏資訊


據(jù)鑫欏資訊了解,國(guó)內(nèi)部分正極材料公司正在積極研發(fā)動(dòng)力鋰電池可用的高電壓鎳錳二元層狀材料。相關(guān)于當(dāng)前主流高鎳三元材料體系而言,高電壓鎳錳二元材料體系中的鎳摩爾分?jǐn)?shù)一般不會(huì)超過(guò)80%,這一數(shù)據(jù)既保證了二元體系中低價(jià)金屬錳的含量,又確保了在材料的生產(chǎn)過(guò)程中,能夠規(guī)避氫氧化鋰以及氧氣等額外高成本因素的介入,這樣從兩個(gè)維度都實(shí)現(xiàn)降本的目的。


至于鎳含量相對(duì)較低導(dǎo)致的克容上限問(wèn)題,高電壓鎳錳二元體系可通過(guò)提升電壓的方式來(lái)提升能量密度。相關(guān)于高鎳三元材料而言,高電壓鎳錳二元體系在安全性與循環(huán)性能方面也有著更為優(yōu)異的表現(xiàn),這些優(yōu)勢(shì)也符合動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的發(fā)展要。


總體來(lái)看,假如是處于降本角度來(lái)看的話,無(wú)論是當(dāng)前的三元摻錳體系還是未來(lái)的高電壓鎳錳二元體系,影響的都不僅僅是鈷需求,實(shí)際上鎳金屬的需求上升預(yù)期也會(huì)受到很大程度的掣肘。


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