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“鈷”去“鎳”危?——三元材料的降本之路

鉅大LARGE  |  點擊量:97次  |  2020年09月02日  

摘要
“鈷”去“鎳”危?——三元材料的降本之路,導語:近期寧德時代和比亞迪正在上演神仙打架的戲碼,看似一根針引發的“血案”,實際上已經上升到行業標準之爭。然而,除了安全性能以外,三元材料的高成本也是一大問題。今年年內,特斯拉、蜂巢等知名企業熱炒“無

導語:近期寧德時代和比亞迪正在上演神仙打架的戲碼,看似一根針引發的“血案”,實際上已經上升到行業標準之爭。然而,除了安全性能以外,三元材料的高成本也是一大問題。今年年內,特斯拉、蜂巢等知名公司熱炒“無鈷”概念,正是瞄準了三元材料成本的軟肋。


(來源:公眾號“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數并不高,但是由于其過高的單價,三元材料降鈷帶來的收益一直是市場的關重視點。近期以來,隨著特斯拉等公司的大秀“無鈷”文字游戲,使得金屬鈷再度被推上市場的風口浪尖。


各路言論關于鈷金屬的口誅筆伐,似乎也使得鎳金屬頗為得意,兩者似乎呈現此消彼長。二十一日夜盤臨收盤,滬鎳快速走低跌停,仿佛在向市場證明相較于鈷而言,鎳的價格優勢真的很明顯。


不過,就實際情況來看,三元材料體系降鈷增鎳的路線與降本的目標,兩者并不是嚴格的正相關性,我們認為“降鈷≠增鎳”。


02降鈷≠降本


來源: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僅為523型的一半,但其單價卻不降反升,五月二十五日8系價格在16萬元/噸以上,比較523型價格,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?


簡單來說,從原材料方面來看,811型三元材料降鈷的同時錳含量下降,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,但價格低廉的錳含量出現了更大幅度的減少,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現降本,反而新增了額外的支出。另外,為穩定811型三元材料體系性能,需采用價格更高的氫氧化鋰充當鋰源,這也帶來了額外的成本支出。


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型三元材料具有過高的鎳金屬含量,Li/Ni混排情況較523型三元材料更為嚴重,因此只能在氧氣氛圍下進行燒結,這新增了額外的生產成本。同時,811型三元材料體系往往也要更長的燒結時間,也就意味著高鎳三元材料在用電、人工、設備折舊等方面要更高的成本。


綜合來看,高鎳三元材料體系雖實現了降鈷目標,但在降本方面并沒有達到理想的效果。未來高鎳三元材料體系無論是往鎳含量更高的超高鎳三元材料體系發展,還是NCMA四元體系發展,其更重要的目標還是在于追求更高的能量密度,以此來降低單位能量密度的使用成本。


03錳成關鍵降本因素


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構,我們認為單價便宜的錳或許才是公司要更多關注的點。金屬錳在三元材料體系中一般起新增安全性與穩定性的用途,但過高的錳含量會降低材料的容量和循環性能,因此在各三元材料體系中,錳的摩爾分數一般不會太高,普遍不會超過40%。


在實際生產中,不少電池廠會通過其他手段來實現增錳降本的目的,在小動力與低端數碼領域尤為流行,目前三元材料摻雜錳酸鋰材料已成為市場公認的一種降本手段。


原理是因為三元材料與錳酸鋰材料的相性相對較好,兩者間的摻混比例并不固定,能夠根據實際的市場需求來進行調整。通過三元材料摻雜錳酸鋰的方式,國內不少鋰電正極材料中,鈷金屬的含量已經能夠降低到3%以下,鎳金屬的含量也能控制在7%以下,極大程度實現了降本的目的。當然,由于三元摻錳體系的能量密度與循環性能都相對表現不佳,因此三元摻錳體系在動力鋰電池市場的應用情況并不理想。


數據來源:鑫欏資訊


據鑫欏資訊了解,國內部分正極材料公司正在積極研發動力鋰電池可用的高電壓鎳錳二元層狀材料。相關于當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數一般不會超過80%,這一數據既保證了二元體系中低價金屬錳的含量,又確保了在材料的生產過程中,能夠規避氫氧化鋰以及氧氣等額外高成本因素的介入,這樣從兩個維度都實現降本的目的。


至于鎳含量相對較低導致的克容上限問題,高電壓鎳錳二元體系可通過提升電壓的方式來提升能量密度。相關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性能方面也有著更為優異的表現,這些優勢也符合動力鋰電池市場的發展要。


總體來看,假如是處于降本角度來看的話,無論是當前的三元摻錳體系還是未來的高電壓鎳錳二元體系,影響的都不僅僅是鈷需求,實際上鎳金屬的需求上升預期也會受到很大程度的掣肘。


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