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動(dòng)力電池車(chē)廠(chǎng)商爭(zhēng)相布局無(wú)鈷電池領(lǐng)域

崔小粟中國(guó)證券報(bào)·中證網(wǎng)

  近日,寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群關(guān)于“正研發(fā)無(wú)鈷電池”的表述再次引爆業(yè)內(nèi)關(guān)于無(wú)鈷電池的討論。專(zhuān)家認(rèn)為,目前還未有新材料可替代鈷的穩(wěn)定作用,只有盡可能降低鈷用量,未來(lái)兩三年內(nèi)還無(wú)法做到完全去鈷。目前,更多企業(yè)正在布局鎳鈷錳鋁(NCMA)四元鋰電池,該技術(shù)路線(xiàn)是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素,并逐漸實(shí)現(xiàn)低鈷或無(wú)鈷電池的目標(biāo),量產(chǎn)后成本降幅可超過(guò)30%。

  寧德時(shí)代稱(chēng)有無(wú)鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備

  近日,在寧德時(shí)代召開(kāi)的2019年業(yè)績(jī)網(wǎng)上說(shuō)明會(huì)上,有投資者提問(wèn),除了磷酸鐵鋰電池,寧德時(shí)代是否有自己的無(wú)鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備?曾毓群回復(fù)稱(chēng),寧德時(shí)代有自己的無(wú)鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備,目前研發(fā)進(jìn)展順利,正在想辦法完善供應(yīng)鏈,“因?yàn)槭且粋(gè)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(wú)鈷”電池技術(shù),而此“無(wú)鈷”電池并非密度較低的磷酸鐵鋰電池。對(duì)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(shù)路線(xiàn)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。”

  一時(shí)間,對(duì)無(wú)鈷電池的討論再次引發(fā)熱議。目前動(dòng)力電池主流類(lèi)型分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。由于磷酸鐵鋰電池本身不含鈷,因此業(yè)內(nèi)所指的“無(wú)鈷”通常為三元鋰電池中的去鈷化。

  鈷作為三元電池的重要原料之一,主要起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用。東北證券在研報(bào)中指出,假設(shè)未來(lái)遠(yuǎn)期全球每年新能源汽車(chē)銷(xiāo)售5000萬(wàn)輛,按照單車(chē)鈷金屬含量10千克測(cè)算,則鈷的需求量約為50萬(wàn)噸量級(jí),而目前全球鈷金屬年開(kāi)采量不足15萬(wàn)噸。

  在三元鋰電池中,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(hào),按照三種元素的配比可生產(chǎn)出532型號(hào)、622型號(hào)、811型號(hào)電池等。由于量少價(jià)高,降低鈷用量一直是動(dòng)力電池進(jìn)化的方向之一。因此,高鎳低鈷的811型號(hào)成為三元鋰電池的發(fā)展趨勢(shì),國(guó)際上主流的動(dòng)力電池企業(yè)如LG化學(xué)、松下電池、寧德時(shí)代都在將低鈷和“無(wú)鈷化”作為下一代動(dòng)力電池技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。

  真鋰研究總裁墨柯向中國(guó)證券報(bào)記者表示,目前從技術(shù)層面暫時(shí)無(wú)法做到真正意義上的無(wú)鈷!澳壳斑找不到其他的新材料可以替代鈷的穩(wěn)定作用,也就是說(shuō)只是可能降低鈷的用量,但完全去鈷,估計(jì)未來(lái)兩三年內(nèi),放眼全球還沒(méi)有哪家電池廠(chǎng)可以做到!

  企業(yè)的去鈷化探索

  墨柯稱(chēng),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(shù)研發(fā)角度看,如果成功去鈷,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(jí)的高電壓材料,對(duì)比3.7伏級(jí)的三元材料,由于電壓增加,電量也可相應(yīng)增加。

  “但鎳錳酸鋰材料最大的問(wèn)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?yàn)殡妷翰粔?伏會(huì)被分解,電池也會(huì)隨之失效!蹦陆忉尫Q(chēng)。

  因此,更多企業(yè)將技術(shù)發(fā)展的目光投向?qū)ふ腋呷萘坎牧稀=,通用汽?chē)在EV Day宣布與LG化學(xué)合作,計(jì)劃2021年量產(chǎn)鎳鈷錳鋁(NCMA)四元鋰電池,其成本可實(shí)現(xiàn)超過(guò)30%的降幅。

  該技術(shù)路線(xiàn)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(shí)鈷含量進(jìn)一步降低。

  在布局NCMA電池材料方面,國(guó)內(nèi)主要有寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科、格林美、容百科技等企業(yè)。業(yè)內(nèi)對(duì)NCMA的主流觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,現(xiàn)階段鎳和鈷含量保持甚至優(yōu)于NCA同等水平的替代方案,主要是采用三元向四元甚至更多元的電池進(jìn)階,并逐漸實(shí)現(xiàn)低鈷或無(wú)鈷電池的目標(biāo)。

  由長(zhǎng)城汽車(chē)剝離而獨(dú)立發(fā)展的動(dòng)力電池企業(yè)蜂巢能源近日宣布,將在5月18日發(fā)布全新無(wú)鈷電池品類(lèi)。對(duì)此,蜂巢能源市場(chǎng)總監(jiān)郝雷明向中國(guó)證券報(bào)記者介紹,蜂巢能源無(wú)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(shí)現(xiàn)去鈷,鈷含量為0。”她解釋稱(chēng),技術(shù)原理可以理解為把鈷去掉后,用與鈷相近的那一族元素實(shí)現(xiàn)替代并起到摻雜作用,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(wú)鈷電芯產(chǎn)品在2020年5月完成材料體系的進(jìn)一步優(yōu)化,8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(yīng)帶來(lái)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(dòng)車(chē)的風(fēng)向標(biāo),特斯拉長(zhǎng)期飽受電池成本之苦,公司CEO馬斯克也一直有著“無(wú)鈷”的想法。2018年6月,對(duì)于有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為鈷供給稀少將成為Model 3擴(kuò)產(chǎn)的絆腳石,馬斯克回應(yīng)稱(chēng),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(shí)上,2012年,特斯拉Model S上每輛車(chē)的鈷使用量為11千克,而到了2018年的特斯拉Model 3上,在同樣規(guī)格尺寸下進(jìn)行比對(duì),鈷使用量只剩下4.5千克。東北證券預(yù)計(jì),到2025年,高鎳超低鈷方案下,特斯拉對(duì)鈷的需求量將從現(xiàn)有體系測(cè)算的1.82萬(wàn)噸下降到0.74萬(wàn)噸左右,減少鈷資源使用1.1萬(wàn)噸左右。

  5月15日,馬斯克表示,將再次推遲原計(jì)劃在5月第三周舉辦的“電池日”活動(dòng)。此前,特斯拉在投資者電話(huà)會(huì)議上透露,將在“電池日”上發(fā)布公司在電池技術(shù)方面的最新進(jìn)展,并稱(chēng)“這將是特斯拉歷史上最激動(dòng)人心的日子之一”。

  業(yè)內(nèi)人士預(yù)期,除了介紹其電池供應(yīng)體系,也可能宣布自主研發(fā)鋰電池,并展示其部分研究成果與方向,但預(yù)計(jì)穩(wěn)定裝車(chē)最快要到2022年,短時(shí)間還是以外購(gòu)為主。

  據(jù)墨柯推斷,特斯拉在“電池日”上或?qū)l(fā)布的信息有如下幾種可能:一是宣布和松下聯(lián)合開(kāi)發(fā)的電池進(jìn)展情況;二是宣布其將使用磷酸鐵鋰電池;三是宣布其干電極技術(shù)。

  今年2月18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(dāng)時(shí)市場(chǎng)預(yù)計(jì),特斯拉所指的無(wú)鈷電池為在中國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)應(yīng)用多年的磷酸鐵鋰電池。該消息發(fā)布后的第二天,鈷板塊公司股價(jià)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電池概念股開(kāi)盤(pán)大漲,隨后幾個(gè)交易日繼續(xù)攀升走高。目前猜測(cè)可能性比較大的是特斯拉在2019年5月收購(gòu)的全球干電極技術(shù)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)——Maxwell的超級(jí)電容與干電池技術(shù)。

  “干電極技術(shù)的主要作用是簡(jiǎn)化工藝流程從而降低成本。干電池本身并不是新技術(shù),有日本的電池廠(chǎng)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(shù)到底有多成熟,也并不十分清晰。如果特斯拉的干電極能夠做到完完全全的‘干’,則確實(shí)屬于技術(shù)方面的突破!蹦卤硎。

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