三元锂电池难成救星 有色钴 稀缺金属也供给过剩

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提到 ,许多人可能并不熟悉,但实际上,这种金属在我们的日常生活中扮演着极为重要的角色。事实上,钴是构成许多便携式电子产品不可或缺的一部分,因为大约的这类设备依赖于钴酸锂(LCO)作为其锂电池的正极材料。

钴主要以 伴生矿 的形式存在于自然界中,常常与铜、镍、铁等金属矿床相伴。钴产业链的起点是这些伴生矿的开采,随后通过冶炼过程,我们可以获得钴精矿、钴中间产品以及一系列含钴的衍生产品。

在钴的众多应用中,电池正极材料占据了其下游需求的绝大部分,接近。这些材料主要包括钴酸锂,它在消费电子领域扮演着核心角色,以及用于新能源汽车的三元材料。

自2022年以来,钴市场面临 供给过剩 的挑战。尽管电池作为钴最主要的下游应用领域,其需求有所增长,但这一增长并不足以抵消钴产能的快速扩张。因此,市场预计钴的产能过剩问题还需要一段时间来逐步消化。

一、稀缺金属,价格低迷

钴在我国是最具代表性的 稀缺 金属之一。钴具有优异的物理及化学性质,因此被广泛应用于航空航天、电子电气等领域,是重要的战略资源,也是不可再生资源。根据美国地质调查局的数据,截至2022年末,全球钴已探明可采储量约830万吨,刚果(金)占比接近50%。而我国钴资源占全球钴资源量的仅 不足2% ,且钴的平均品位仅为,伴生钴品位偏低。尽管资源有限,我国却是世界上 最大 的钴消费国。这一事实意味着我国在钴资源上 高度依赖进口 ,这不仅推高了生产成本,还对资源安全带来了潜在的风险。

钴虽然属于稀缺金属,却也出现了供给过剩的情况。2022年二季度以来,钴金属价格 一路下滑 ,价格低谷时接近巅峰时的1/4。虽然日前价格略有所抬头,但总体仍是颓势难改。2023年,锂电池全产业链面临严重产能过剩问题,全行业产品降价不断,叠加刚果(金)、印尼钴供应增长,导致钴价下跌行情延续。

二、电池是核心需求

从钴的消费结构来看,全球钴消费中,约70%为电池材料,其次是高温合金和硬质合金,占比分别约10%及5%。钴以其出色的物理和化学特性,在电池正极材料中扮演着至关重要的角色。它具有较低的导热性和导电性,同时在常温下展现出稳定的化学性质和优异的物理性能。这些特性使得钴成为提升电池 稳定性 、延长电池 使用寿命 以及提高电池 倍率性能 的关键元素。

电池材料应用中,又以 钴酸锂 三元正极材料 为主。其中钴酸锂主要用于3C锂电池生产,也就是主要应用于 消费电子 产品。这其中钴对锂电池的耐久性和安全性起了关键作用。随着消费电子凭借AI风口有所回暖,钴酸锂产量自然也随之增加。根据中国通信研究院数据,2024年1-5月,国内市场手机出货量1.22亿部,同比增长13.3%。根据SMM统计,1-5月我国钴酸锂累计产量4.09万吨, 同比增长22.3%

而三元正极材料正是我们熟悉的三元锂电池的正极材料,常见的如镍钴锰、镍钴铝等。前几年在钴处于高价的时候,行业内盛行高镍化的发展趋势,主要是为了降低三元锂电池的成本。而钴不断降价的背景下,或许会影响三元材料的配比。

我国三元正极材料头部企业格林美(002340)2024年上半年的年报也非常乐观,其四氧化三钴产品(钴酸锂材料)销售约10,500吨, 同比增长163% ,产能利用率接近100%。三元正极材料实现出货7,119吨, 同比增长133%

无疑,这些增长数据为市场注入了一剂强心针。随着消费电子领域和新能源汽车市场的终端需求日益增长,对电池的需求也随之攀升,进而推动了对关键原材料——钴的需求增长。这一趋势不仅反映了市场的活跃度,也似乎为钴行业的未来发展描绘了一幅乐观的图景。

三、三元锂电池也是泥菩萨

然而三元锂电池目前也是 自身难保 。尽管三元锂电池在能量密度和性能上具有优势,但磷酸铁锂电池凭借其成本效益和安全性,其在国内市场的装车量已 连续三年 超越三元锂电池。根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据,2024年1-7月,我国动力电池累计装车量244.9GWh,同比增长32.8%。其中,三元锂电池累计装车量73.6GWh,占总装车量,同比增长25.7%;磷酸铁锂电池累计装车量171.1GWh,占总装车量,同比增长36.3%。

统计数据清晰地揭示了一个现实:尽管电池材料的需求呈现出增长趋势,三元锂电池和消费电子领域的增长潜力可能并不如预期那样广阔。这些领域的增长所带来的需求提升,似乎并不足以吸收之前累积的过剩钴产能。此外,考虑到全球钴资源的供应仍然充足,短期内钴市场的供给过剩问题可能难以得到有效缓解。

注:本文不构成任何投资建议。股市有风险,入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。


关于刀片电池,比亚迪还没有告诉你的几件事

“终结新能源汽车安全痛点”、“倒逼新能源汽车行业做出改变”、“三元电池过不了针刺测试,所以新国标拿掉了强制标准”……万万没想到这种“罗氏相声”般的发布会,有朝一日竟然会出现在汽车行业,而且说这话的,还是向来以“理工男”形象示人的比亚迪。

这一切,都是因为一款电池——比亚迪刀片电池。

比亚迪为了这款“刀片电池”,不仅仅只是DISS友商而已,更是拿出了“掀桌子不吃了”的勇气。 要知道,除了还没上市的汉EV,比亚迪其他车型可也都搭载的是三元锂电池。

这种狠起来,连自己的命都革的做派,真的值得么?

■为了安全,的确值得

刀片电池最大的优势就是安全,甚至比一般磷酸铁锂电池的针刺实验结果还要出色,更别说三元锂电池。 这也是为什么,发布会一开始王传福就疯狂地DISS现有的三元电池体系。

的确,过去几年国内对三元锂电池的能量密度非常看重。 从NCM523到NCM622,再到NCM811,三元电池中镍的含量越来越高,能量密度越来越高,热稳定性则越来越差。 另一边,消费者对续航的需求,也在水涨船高——从400km到500km,再到600km,小鹏P7甚至到了700km。 很难讲是谁影响了谁,但结果就是各家都在攀比新车的能量密度和续航里程,消费者看到一辆新车的电池能量密度太低或者续航里程不高,也会下意识的认为这是一辆“完蛋玩意儿”。

刀片电池的横空出世,或许真的能做到“修正”行业现状,“更正”消费者观念。 以磷酸铁锂电池为基础的刀片电池,通过改变电池包结构,提升包内空间利用率,从而达到提高续航的目的。 需要注意的是,刀片电池并没有提升磷酸铁锂电池单体能量密度。 以比亚迪汉EV为例,工信部申报信息中,77kWh的电池包,能量密度却只有140Wh/kg,依旧比不上三元锂电池。

可是,它安全!

上面这张三元锂电池、普通磷酸铁锂电池和刀片电池分别做针刺实验的图片,充分说明了刀片电池在安全性方面的优势。 同样的针刺试验后,刀片电池不仅无烟、无名火,而且表面升温幅度小(仅30℃-60℃),说是吊打友商一点都不夸张。 欧阳明高院士解释说,这是因为刀片电池散热面积大,而且由于电池短路的回路很长,产热速率比较小,所以升温慢。 比亚迪自己则总结,磷酸铁锂电池有4个优点:

1、放热启动温度高

2、放热慢

3、产热少

4、不释氧

此前,比亚迪也曾向媒体透露,刀片电池不仅电极材料使用更加稳定的磷酸铁锂材质,而且还使用了高温陶瓷涂层,来降低电芯内短路概率。

■刀片电池会成为电池安全的救星吗?

先说结论:恐怕很难。 因为想让如此多的车企和电池供应商,彻底放弃现有三元电池体系,无异于痴人说梦。 况且你有张良计,我有过墙梯,宁德时代的CTP技术也并非等闲之辈。

我们知道,刀片电池的一大优势是体积比能量密度高,甚至能与NCM811电池持平。 然而,对三元锂电池而言,CTP技术不仅能提升体积比能量密度,还能显著提高重量比能量密度。 它能够最大程度的减少电池Pack内部,各个模组之间的侧板、底板、连接线束、固定件、非必要的横梁,纵梁等零部件,对于电池的轻量化非常有帮助;以宁德时代CTP技术为例,新产品的重量比能量密度能达到200Wh/kg,比现在NCM811的整包重量比能量密度,又高出一个档次。

我们大胆假设,当比亚迪的刀片电池为消费者建立起“电池安全”的观念后,宁德时代们能否通过CTP技术,让已经非常成熟的NCM523和NCM622的整包能量密度再次上升一个台阶,同时还能满足对于电池安全的需求?

答案是肯定的!

因此客观的讲,刀片电池能够复苏一部分磷酸铁锂电池的市场份额,但主流还是三元锂电池。 根据GGII的分析预测,2020年磷酸铁锂动力电池市场占比有望超过30%,磷酸铁锂材料出货量占比将超过25%。

老话说:小孩子才做选择,大人全部都要。 或许未来不算短的时间内,比亚迪会坚持磷酸铁锂和三元锂齐头并进的市场策略。 毕竟,没人说弗迪系只能生产刀片电池——长安e-Rock,一款NEDC续航605km的紧凑型纯电SUV,搭载的就是比亚迪的三元锂电池。

我猜测,这或许也是发布会上,王传福表示目前只有比亚迪汉EV将会搭载刀片电池,而其他车型暂无规划的原因。

■刀片电池还有哪些需要回应的质疑?

1、低温性能

磷酸铁锂电池是个怕冷不怕热的家伙。 低温环境下,磷酸铁锂电池正极材料活性下降,能够发生移动带来放电电流的锂离子数量下降,导致电池容量下降。 数据表明,0°C时磷酸铁锂电池的容量保持率约60~70%,-10°C时为40~55%,-20°C时为20~40%。

因此,磷酸铁锂电池的低温性能,是其绕不开的一个质疑。 遗憾的是,发布会上比亚迪并未提及。

2、维修成本

刀片电池的另一个特点是:电芯既是能量体,又是结构件。 因此,100多个电芯直接用胶水粘在底壳托盘上。 那么问题来了,如果某块儿电芯出了问题,是否需要更换整块电池PACK?由此产生的维修成本,显然要比单独更换一个模组高得多,谁来为此买单?

解决方式很简单,比亚迪为消费者提供电池PACK的终身质保就行。然而,对比亚迪来说,能够接受吗?

3、电压测量不稳定

这是理想汽车CEO李想回答网友评论时提出的一个质疑。 李想表示,磷酸铁锂电压测量不稳定,对EREV和PHEV也是个灾难,因为会扰乱控制策略。

我们知道,给电池测量电压的目的,是为了精准的估算电池的剩余容量,也是为了保证单个电芯不过充、不过放,延长电池的使用寿命。那么,刀片电池是否如李想所说,无法应用在EREV和PHEV车型上?

比亚迪自家的汉DM似乎说明了答案——的确不能。

上图是比亚迪汉DM的工信部申报信息,明确写到汉DM车型使用的是“镍钴锰酸锂电池”,而非“磷酸铁锂电池”。

那么,新的问题来了——为什么纯电动车型使用磷酸铁锂电池就不受电压测量不稳定的影响?我们也期待日后比亚迪的答案。

以上三点,其实远远谈不上“质疑”,充其量只是大家对刀片电池的“好奇”罢了!希望日后,比亚迪能够透露更多关于刀片电池的技术资料。

■邦点评

我非常认可比亚迪对于新能源汽车安全的重视,也很期待比亚迪能够在三元电池体系的包围下,在乘用车领域重塑磷酸铁锂电池的昔日荣耀。只是,三元锂电池的安全性真像比亚迪说的那样不堪一击么,刀片电池又真的如比亚迪说的那么完美无缺么?

或许站在比亚迪的角度是的,但电动邦的读者一定不要偏听偏信。 关于刀片电池,咱们今年冬天一测便知;关于三元锂电池的高能量密度同安全性的关系,要知道它们向来是彼此依存,且呈现出螺旋上升的趋势。

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