- 动力电池车厂商争相布局无钴电池领域
- 2020年05月18日来源:中国证券报
提要:宁德时代董事长曾毓群关于“正研发无钴电池”的表述再次引爆业内关于无钴电池的讨论。专家认为,目前还未有新材料可替代钴的稳定作用,只有尽可能降低钴用量,未来两三年内还无法做到完全去钴。
近日,宁德时代董事长曾毓群关于“正研发无钴电池”的表述再次引爆业内关于无钴电池的讨论。专家认为,目前还未有新材料可替代钴的稳定作用,只有尽可能降低钴用量,未来两三年内还无法做到完全去钴。目前,更多企业正在布局镍钴锰铝(NCMA)四元锂电池,该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素,并逐渐实现低钴或无钴电池的目标,量产后成本降幅可超过30%。
宁德时代称有无钴电池技术储备
近日,在宁德时代召开的2019年业绩网上说明会上,有投资者提问,除了磷酸铁锂电池,宁德时代是否有自己的无钴电池技术储备?曾毓群回复称,宁德时代有自己的无钴电池技术储备,目前研发进展顺利,正在想办法完善供应链,“因为是一个全新的、颠覆性的产品”。
此前特斯拉透露,将在“电池日”公布最新的“无钴”电池技术,而此“无钴”电池并非密度较低的磷酸铁锂电池。对此,曾毓群表示:“马斯克告诉我,特斯拉希望自己做电池。据我了解,他们的技术路线对我们不会有冲击,双方在共同探讨如何把电池做得更好。”
一时间,对无钴电池的讨论再次引发热议。目前动力电池主流类型分为磷酸铁锂电池和三元锂电池。由于磷酸铁锂电池本身不含钴,因此业内所指的“无钴”通常为三元锂电池中的去钴化。
钴作为三元电池的重要原料之一,主要起稳定结构的作用。东北证券在研报中指出,假设未来远期全球每年新能源汽车销售5000万辆,按照单车钴金属含量10千克测算,则钴的需求量约为50万吨量级,而目前全球钴金属年开采量不足15万吨。
在三元锂电池中,根据镍、钴、锰(NCM)三者比例的不同,从而生产出不同的型号,按照三种元素的配比可生产出532型号、622型号、811型号电池等。由于量少价高,降低钴用量一直是动力电池进化的方向之一。因此,高镍低钴的811型号成为三元锂电池的发展趋势,国际上主流的动力电池企业如LG化学、松下电池、宁德时代都在将低钴和“无钴化”作为下一代动力电池技术的研发重点。
真锂研究总裁墨柯向记者表示,目前从技术层面暂时无法做到真正意义上的无钴。“目前还找不到其他的新材料可以替代钴的稳定作用,也就是说只是可能降低钴的用量,但完全去钴,估计未来两三年内,放眼全球还没有哪家电池厂可以做到。”
企业的去钴化探索
墨柯称,目前三元材料的发展方向,一是让材料具有更高电压,二是使材料具有更高容量。从技术研发角度看,如果成功去钴,三元材料镍钴锰则变成二元材料镍锰酸锂。镍锰酸锂是一种5伏级的高电压材料,对比3.7伏级的三元材料,由于电压增加,电量也可相应增加。
“但镍锰酸锂材料最大的问题是目前还找不到与之匹配的电解液体系。现有的六氟磷酸锂电解液体系因为电压不够5伏会被分解,电池也会随之失效。”墨柯解释称。
因此,更多企业将技术发展的目光投向寻找高容量材料。近日,通用汽车在EV Day宣布与LG化学合作,计划2021年量产镍钴锰铝(NCMA)四元锂电池,其成本可实现超过30%的降幅。
该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素,抑制钴元素的不稳定杂质生成。和目前的三元材料523、811、NCA相比,NCMA四元材料的镍含量逼近90%,同时钴含量进一步降低。
在布局NCMA电池材料方面,国内主要有宁德时代、比亚迪、国轩高科、格林美、容百科技等企业。业内对NCMA的主流观点认为,现阶段镍和钴含量保持甚至优于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电池进阶,并逐渐实现低钴或无钴电池的目标。
由长城汽车剥离而独立发展的动力电池企业蜂巢能源近日宣布,将在5月18日发布全新无钴电池品类。对此,蜂巢能源市场总监郝雷明向记者介绍,蜂巢能源无钴电池的正极材料为自主研发,其主材为镍锰。“可以完完全全实现去钴,钴含量为0。”她解释称,技术原理可以理解为把钴去掉后,用与钴相近的那一族元素实现替代并起到掺杂作用,并努力将掺杂物的比例降至7%以下甚至更低。
根据蜂巢能源此前规划,无钴电芯产品在2020年5月完成材料体系的进一步优化,8月体系定型,2021年下半年量产,量产后成本可下降10%-15%,相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%,且材料不受战略资源影响。
“特斯拉电池日”猜想
作为全球新能源电动车的风向标,特斯拉长期饱受电池成本之苦,公司CEO马斯克也一直有着“无钴”的想法。2018年6月,对于有观点认为钴供给稀少将成为Model 3扩产的绊脚石,马斯克回应称,旗下电池的钴使用量已低于3%,次代电池用量还将降至零。
事实上,2012年,特斯拉Model S上每辆车的钴使用量为11千克,而到了2018年的特斯拉Model 3上,在同样规格尺寸下进行比对,钴使用量只剩下4.5千克。东北证券预计,到2025年,高镍超低钴方案下,特斯拉对钴的需求量将从现有体系测算的1.82万吨下降到0.74万吨左右,减少钴资源使用1.1万吨左右。
5月15日,马斯克表示,将再次推迟原计划在5月第三周举办的“电池日”活动。此前,特斯拉在投资者电话会议上透露,将在“电池日”上发布公司在电池技术方面的最新进展,并称“这将是特斯拉历史上最激动人心的日子之一”。
业内人士预期,除了介绍其电池供应体系,也可能宣布自主研发锂电池,并展示其部分研究成果与方向,但预计稳定装车最快要到2022年,短时间还是以外购为主。
据墨柯推断,特斯拉在“电池日”上或将发布的信息有如下几种可能:一是宣布和松下联合开发的电池进展情况;二是宣布其将使用磷酸铁锂电池;三是宣布其干电极技术。
今年2月18日,特斯拉表示将自主研发新电池,这种新电池的含钴量可能为零。当时市场预计,特斯拉所指的无钴电池为在中国市场已经应用多年的磷酸铁锂电池。该消息发布后的第二天,钴板块公司股价遭遇重挫,华友钴业、寒锐钴业双双跌停,而比亚迪等磷酸铁锂电池概念股开盘大涨,随后几个交易日继续攀升走高。目前猜测可能性比较大的是特斯拉在2019年5月收购的全球干电极技术领域的龙头企业——Maxwell的超级电容与干电池技术。
“干电极技术的主要作用是简化工艺流程从而降低成本。干电池本身并不是新技术,有日本的电池厂一直在做,但不完全是干电极,也有‘湿’的成分。因此目前干电极的技术到底有多成熟,也并不十分清晰。如果特斯拉的干电极能够做到完完全全的‘干’,则确实属于技术方面的突破。”墨柯表示。
版权及免责声明:
1. 任何单位或个人认为南方企业新闻网的内容可能涉嫌侵犯其合法权益,应及时向南方企业新闻网书面反馈,并提供相关证明材料和理由,本网站在收到上述文件并审核后,会采取相应处理措施。
2. 南方企业新闻网对于任何包含、经由链接、下载或其它途径所获得的有关本网站的任何内容、信息或广告,不声明或保证其正确性或可靠性。用户自行承担使用本网站的风险。
3. 如因版权和其它问题需要同本网联系的,请在文章刊发后30日内进行。联系电话:01083834755 邮箱:news@senn.com.cn