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“钴荒病”得尽快治!高镍NCM 811/NCA也救不了?


2018-11-30    浏览次数(182)    
“钴荒病”得尽快治!高镍NCM 811/NCA也救不了?

最近,据欧盟联合研究中心(JRC)报告,预计2020年全球钴需求量将超过供应量,届时全球将面临“钴荒”,为避免陷入“无米下炊”的窘境,动力电池企业宜未雨绸缪。

JRC预计全球电动汽车的保有量将从2017年的320万辆增长至2030年的1.3亿辆。报告显示,2017年全球钴矿产量为16万吨,需求量为10.4万吨,还算“家有余粮”,但是未来10多年内全球钴需求量将飙升,到2030年需求缺口或将超过6.4万吨,那时可就“揭不开锅了”。“钴荒病”得尽快治!高镍NCM 811/NCA也救不了?

高钴价让电池企业“不堪重负”

而在前不久,世界第一大钴矿供应商嘉能可宣布暂停钴出口,原因是在其所生产的氢氧化钴中检测到铀含量超标,预计此次暂停将从2018年第四季度持续到2019年前两个季度,嘉能可在刚果的子公司Katanga的钴销售和产出将推迟到2019年下半年。

据悉,嘉能可作为全球未来几年钴资源最大的供给增量来源,2018-2020年生产计划分别为1.1万吨、3.4万吨和3.2万吨,此次暂停销售预计将至少减少1万吨钴供应,受此影响全球钴价有望再次上涨。

据电池中国网了解,目前全球钴矿主要由嘉能可、洛阳钼业、欧亚资源、谢里特矿业、诺里尔斯克镍业等巨头控制的大型矿山供应。而在这些巨头中,嘉能可和洛阳钼业稳居钴矿供应前两名,2017年的供应量分别占全球供应量的23%和14%。

由于资源过于集中,所以全球的钴供应链异常脆弱。目前全球有超过一半的钴(12.6万吨)都在刚果民主共和国生产。而我国钴资源匮乏,却是全球第一大钴需求国,2017年我国钴需求约占全球总需求的45%。悬殊的供需缺口使我国90%以上的钴依赖进口,其中84%进口自刚果民主共和国。

电池中国网了解到,在2015至2018年间,钴的价格上涨了两倍,最高时价格达到了8万美元/吨。价格上涨影响了电池生产,动力电池成本占整车成本的30%-60%;而目前的三元电池多以NCM 523为主,电池中正极材料所使用的钴占比重量超20%,成本超10%,这让电池企业“不堪重负”。

高镍NCM 811/NCA“难解近渴”

为解决潜在的钴短缺问题,全球范围内的许多电池厂商都在探索研发低钴电池和无钴替代品电池。通过提升镍的比重,提升电池能量密度,同时降低钴的使用,在成本方面抵御三元材料价格上涨带来的成本压力。

但是高镍材料由于技术门槛高,生产难度大,对企业的科研能力和研发投入都提出了更高要求,所以这条路走起来也并不容易。

在全球范围内,目前在高镍NCM 811/NCA电池领域商业化做得最好的是松下,其应用在特斯拉Model 3上的21700圆柱型电池,通过改良高镍正极材料和硅碳负极材料的应用,电池能量密度实现20%的提升,钴的用量大大降低。松下方面表示,“钴在三元电池中的比例已经降到3%,现在我们的目标是实现无钴化,这项技术已经在研发当中。”

据电池中国网了解,除了技术比较成熟的松下外,韩国锂电巨头LG化学、SKI、三星SDI也都在积极备战高镍NCM811电池,但是目前进展并不顺利。

此前现代发布的 Kona EV 纯电动SUV,其电池曾计划由LG化学提供,采用NCM 811电芯。SKI在2017年宣布,开始量产NCM 811电池,用于能量储存系统,并计划在2018年第三季度提供用于电动汽车的电池。但后来, LG化学和SKI 的NCM 811电池量产计划都宣布推迟。而三星SDI主要的战略合作车企是宝马,根据宝马的规划,i3要在2018年才会使用NCM622,2022年才会用上NCM 811的产品。

“即便是制造工艺和质量管控水平都很先进的韩企,如三星SDI和LG化学均宣布推迟NCM 811电池的规模生产和应用,这侧面说明了该技术路线还不成熟。”某业内人士表示。

而从国内情况来看,目前包括比亚迪、宁德时代、国轩高科、天劲股份、天津力神等均在高镍NCM 811/NCA电池领域展开了布局,但是量产规模也比较小。在市场应用层面,业内预计2018年NCM 811/NCA在动力电池总量中占比只有约10%左右。“钴荒病”得尽快治!高镍NCM 811/NCA也救不了?

研发无钴“疫苗”才是出路

从全球的整体进展来看,高镍NCM 811/NCA电池路线还有许多的技术瓶颈需要突破,目前市场份额低,短期内对缓解“钴供应紧张症”还起不到“药到病除”的作用,远水不能解近渴。根据BNEF的说法,到2030年,钴含量低的高镍电池将占到电动汽车市场的57%。

除了在生产环节走低钴路线,电池企业还可以从电池回收中得到大量的钴资源。根据BNEF的报告,目前对钴的回收率仅为25%-50%,还有非常大的挖掘潜力,如果将所有乘用车电池中的钴进行回收,那么到2030年预计每年通过回收获得钴的总量将达到10万吨,数量相当可观。

但有一个问题是,随着全球范围内燃油车禁售令的出台,即便2030年高镍NCM 811/NCA电池大规模普及,钴资源回收率大幅提升,但是动力电池的总需求量也将激增。

JRC预测2030年全球电动汽车保有量的数据是1.3亿辆,钴需求缺口为6.4万吨。而据中银证券预测,保守估计2030年全球动力电池总需求量为828GWh-929GWh,钴需求缺口将更大,“钴供应紧张症”依然顽固,或许只有研发出无钴的“疫苗”才行。

来源: 电池中国网

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