最近的新能源板塊,行業(yè)穩(wěn)中向好的趨勢下,產(chǎn)業(yè)鏈上下游產(chǎn)品供不應(yīng)求,尤其是各類原材料價(jià)格快速上漲,催生了一波投資熱潮,作為關(guān)鍵核心上游資源的鋰礦自是不在話下。
跟隨市場風(fēng)向,還關(guān)注了另外兩種原材料——鈷和鎳,接下來,了解一下新能源發(fā)展史中多個
電池原料之爭的“愛恨情仇”。
磷酸鐵鋰VS三元材料
磷酸鐵鋰和三元材料之爭要從鋰電池的發(fā)展歷程講起。
公開資料顯示,1980年,鈷酸鋰材料問世;1991年,日本索尼推出首款商用鋰電池,就以鈷酸鋰作為正極材料。
但鈷酸鋰電池能量密度較高,化學(xué)結(jié)構(gòu)高溫性能卻較差,影響其安全性,同時不易做成高容量單體,只能用于手機(jī)等電子產(chǎn)品,很難用于汽車等大型物體。
1997年,磷酸鐵鋰材料問世,既解決了安全問題,不含鈷又降低了成本的磷酸鐵鋰電池被迅速應(yīng)用于電動汽車,這種人們常說的“鐵電池”,在很長一段時間內(nèi),占據(jù)著汽車動力電池的主導(dǎo)地位。
而差不多相同時間的1997年-2000年,鎳鈷錳(NCM)、鎳鈷鋁(NCA)等三元材料陸續(xù)面世,其中,鎳鈷錳三元材料以相對廉價(jià)的鎳和錳取代了鈷酸鋰中三分之二以上的鈷,采用鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn)三種材料,且三種金屬的比例可以調(diào)整。
據(jù)了解,磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)是耐高溫、安全性強(qiáng),成本低,但能量密度也低,難以滿足車輛的高續(xù)航要求;三元鋰電池則反之,特點(diǎn)是能量密度高、續(xù)航能力強(qiáng),但成本也高,安全性較低,高溫下易發(fā)生燃燒或爆炸現(xiàn)象。
各有利弊的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池開啟了長達(dá)多年的路線之爭。
2004年,磷酸鐵鋰引入中國,成為鋰電池的主流路線,2007年,比亞迪發(fā)布磷酸鐵鋰電池進(jìn)軍動力車市場。
但隨著
電動車覆蓋范圍從商用車擴(kuò)大至SUV、轎車等乘用車,磷酸鐵鋰低能量密度弊端顯露,三元材料借助特斯拉之力打開了市場大門,到2015年,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的市場份額幾乎平分秋色。
2016年,國家的精準(zhǔn)扶持政策,首次將電池系統(tǒng)能量密度納入考核標(biāo)準(zhǔn),高能量密度、長續(xù)航里程成為補(bǔ)貼重點(diǎn),三元材料更是順勢起飛,2018年,三元鋰電池在整體動力電池裝機(jī)量超越磷酸鐵鋰電池,寧德時代也憑借三元鋰電池超越比亞迪,拿下鋰電市場的半壁江山。
但隨著政策紅利退場,補(bǔ)貼逐年退坡,更具性價(jià)比的磷酸鐵鋰電池重回廠商視野,同時,受益于技術(shù)突破,磷酸鐵鋰電池能量密度大幅提升,搭乘中低端車火熱的東風(fēng),再度獲得市場青睞,今年上半年,磷酸鐵鋰上半年的累計(jì)產(chǎn)量超過三元鋰電,并出現(xiàn)在比亞迪“漢”、五菱宏光MINI、特斯拉Model3、小鵬G3i等多款車型上。
至此,談磷酸鐵鋰和三元材料之爭落幕仍為時尚早,從磷酸鐵鋰的角度看,其上游材料主要以碳酸鋰與磷酸鐵為主,供給的穩(wěn)定性強(qiáng)且成本低,回暖后引入了磷化工和鈦白粉等化工公司的入局,控成本、提升能量密度等將成為角逐重點(diǎn),如磷酸鐵錳鋰材料等。
從三元材料,尤其是鎳鈷錳三元材料來看,隨著市場對電動汽車的高續(xù)航能力視為剛需后,動力電池三元化、高鎳化的趨勢仍將代表鋰電池的較長一段時間的未來。而攻克高鎳化三元電池成本性、安全性問題的廠商,或能脫穎而出。
鈷VS鎳
可以看出,磷酸鐵鋰和三元材料之爭是鋰電池的路線之爭,而鈷鎳之爭則是三元鋰電池的路線之爭。
正如上文所言,鎳鈷錳三元電池采用了鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn)三種材料,且三種金屬的比例可以調(diào)整,目前調(diào)整的關(guān)鍵就在于鎳,鎳含量提高,能量密度提高,續(xù)航能力也隨之提高。
與此同時,三元電池高鎳化在成本更具優(yōu)勢。目前,全球鈷資源的分布和供應(yīng)高度集中在非洲的剛果(金),受當(dāng)?shù)卣吆蛧H貿(mào)易形式的影響,鈷價(jià)波動較大且價(jià)格重心常年居于高位,相比之下鎳供應(yīng)分布廣泛且更易大量生產(chǎn),價(jià)格相對穩(wěn)定。
供應(yīng)方面也是如此,國信證券研報(bào)引用美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)稱,2020年全球鎳資源儲量約8900萬噸,其中約60%是紅土鎳礦,約40%是硫化鎳礦,以2020年全球鎳礦產(chǎn)量250萬噸計(jì)算,全球鎳礦靜態(tài)可采年限在35年左右。
天風(fēng)證券研報(bào)則指出,2020年全球新能源車用鈷量達(dá)1.84萬噸,較2019年增長近20%,但由于疫情等因素的影響,2020年全球鈷礦項(xiàng)目卻凈減產(chǎn)了1.17萬噸,預(yù)計(jì)未來5年全球鈷行業(yè)將始終處于緊平衡狀態(tài),2021年到2025年鈷資源將持續(xù)短缺。
三元電池高鎳化已成進(jìn)行時,鎳鈷錳(NCM)產(chǎn)品型號從111(數(shù)字表示Ni、Co、Mn三者的比例關(guān)系),一路提升至到433、532、622,并迎來了8系的富鎳時代——811,鎳、鈷、錳含量分別占80%、10%和10%。
市場數(shù)據(jù)也顯示,2021年上半年全球NCM811電池裝機(jī)同比增長276%,帶動NCM811材料出貨量大幅增長;海外高鎳正極市場占比提升至38%,海外高鎳化趨勢愈發(fā)明顯。
同時,巨頭們紛紛布局超高鎳電池領(lǐng)域。
據(jù)報(bào)道,寧德時代、松下、LG能源、三星SDI、SKI等頭部選手已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)供應(yīng)鎳含量超過80%的NCM和NCA電池,甚至開始布局無鈷電池。
與此同時,特斯拉CEO馬斯克公開了其含鎳量100%的超高鎳終極狀態(tài)電池,并加速推進(jìn)其新型4680電池的量產(chǎn)進(jìn)程。
今年7月,長城汽車旗下的蜂巢能源宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無鈷電池的量產(chǎn),其開發(fā)的首款無鈷電池包搭載長城歐拉首款SUV車型櫻桃貓。
熟悉的“搶鎳大戰(zhàn)”
市場的主流觀點(diǎn)多認(rèn)為,在未來較長一段時間內(nèi),鐵鋰電池和三元高鎳電池將處于共存階段,但不管是哪種電池,都驗(yàn)證著鋰電領(lǐng)域的低鈷預(yù)期。
這并不妨礙當(dāng)下鈷價(jià)的起飛,受南非疫情影響物流,導(dǎo)致供應(yīng)緊張,以及新能源汽車景氣度上升,導(dǎo)致需求擴(kuò)張等因素影響,“鈷奶奶”再顯神威,價(jià)格刷新近三年新高。
今年11月以來,國內(nèi)電解鈷均價(jià)接連攀升,SMM現(xiàn)貨價(jià)格顯示,截至12月6日,電解鈷現(xiàn)貨均價(jià)449000元/噸,已升至2018年11月以來的高位。
鎳價(jià)更是如此,受全球頭部鎳廠產(chǎn)量下滑或下調(diào)產(chǎn)量預(yù)期,供應(yīng)吃緊后的鎳價(jià)一路大漲,今年10月,倫鎳大漲4.6%至20963 美元/噸,創(chuàng)下2014年5月以來的歷史新高,較之去年也幾乎翻了一番。
但和鋰一樣,國內(nèi)的鎳也主要是依賴進(jìn)口。據(jù)了解,鎳的全球分布主要集中在新喀里多尼亞、印尼、菲律賓、澳洲等國家,我國鎳礦儲存較少,且品位低、共伴生組分多、選冶難,國內(nèi)不少相關(guān)公司選擇將目光轉(zhuǎn)向海外,拉開了“搶鎳大戰(zhàn)”。
一方面是電池廠商,延伸產(chǎn)業(yè)鏈至上游材料,有利于控制成本,如寧德時代、比亞迪、國軒高科、億緯鋰能等。
2018年4月,寧德時代通過子公司加拿大時代投資1500萬加元參股北美鎳業(yè)North American Nickel Inc,持股25.38%;9月,寧德時代通過與格林美、青山控股聯(lián)手,投資約18.5億元人民幣,用于建設(shè)印尼年產(chǎn)5萬噸高鎳動力三元材料用前驅(qū)體原料和2萬噸三元正極材料。
2018年12月,比亞迪、高軒高科、中國五礦、唐山曹妃甸投資集團(tuán)四家公司牽手,聯(lián)合推出中冶新材料項(xiàng)目,項(xiàng)目分為兩期,一期為4萬噸年產(chǎn)能的高鎳三元前驅(qū)體(NCM622),二期為6萬噸年產(chǎn)能的高鎳三元前驅(qū)體(NCM811)。
2021年5月,億緯鋰能子公司億緯亞洲擬與貝特瑞、SKI設(shè)立一家高鎳三元正極材料年產(chǎn)5萬噸的合資公司。同月,億緯鋰能又與華友鈷業(yè)、永瑞控股、Glaucous、LINDO簽訂協(xié)議,各方擬投資134億元在印尼建設(shè)年產(chǎn)12萬噸鎳、1.5萬噸鈷的紅土鎳礦濕法冶煉項(xiàng)目。
另一方面是上游材料公司,爭奪鎳礦資源更是搶占市場份額的應(yīng)有之義,如華友鈷業(yè)、洛陽鉬業(yè)、贛鋒鋰業(yè)等。
2018年10月,華友鈷業(yè)通過全資孫公司華青公司與青創(chuàng)國際、沃源控股、IMIP、LONGSINCERE簽署協(xié)議,各方在印尼建設(shè)年產(chǎn)6萬噸的紅土鎳礦濕法冶煉項(xiàng)目;2021年3月,華友鈷業(yè)在互動平臺表示,公司印尼投資建設(shè)的年產(chǎn)4.5萬噸(鎳金屬量)高冰鎳項(xiàng)目,持股70%。
2019年11月,洛陽鉬業(yè)公告稱,擬出資7410萬美元收購華越鎳鈷合共30%股權(quán),華越鎳鈷地處于印尼,持有年產(chǎn)量6萬噸鎳金屬混合氫氧化鎳鈷的紅土鎳礦濕法冶煉項(xiàng)目。
2021年5月,贛鋒鋰業(yè)通過子公司1500萬美元投資新加坡公司SRN的可交債,6個月后有權(quán)轉(zhuǎn)換為FE公司25%的股權(quán),并以額外1500萬美元對價(jià),增持FE公司股權(quán)至50%,F(xiàn)E公司持有位于印尼的全資子公司TAS紅土鎳項(xiàng)目100%的資產(chǎn),該項(xiàng)目約含有1.466億濕公噸紅土鎳礦資源。
但值得注意的是,這也并不意味著有礦在手,就能萬事不愁。磷酸鐵鋰的回暖充分反映了不管是哪種路線之爭,鋰電池原料都將由市場在性價(jià)比考慮下投票決定,如何通過技術(shù)突破,解決高鎳三元電池的安全性和成本高問題,仍將是企業(yè)的重中之重。
與此同時,正如高鎳三元電池發(fā)展引發(fā)的低鈷預(yù)期,市場也正在積極關(guān)注鎳的可替代物,如果研發(fā)和實(shí)踐證明,某種金屬在能量密度、安全性、成本方面的綜合表現(xiàn)比鎳要好,也會影響鋰電池對于鎳的需求。
而這并非毫無可能,以儲能新體系鈉離子電池為例,原理和結(jié)構(gòu)與鋰離子電池相似,負(fù)極可以用無煙煤,正極可以不含鈷、鎳等貴金屬,只含銅、鐵和錳,原料成本更低,但能量密度也偏低,今年7月,寧德時代正式發(fā)布了第一代鈉離子電池。
我們看到,所有企業(yè)都在和技術(shù)賽跑,所有技術(shù)也在和時間賽跑。
從技術(shù)到商業(yè)的轉(zhuǎn)化,有時快到我們可能會覺得面目全非、翻天覆地。
(責(zé)任編輯:子蕊)