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特斯拉要开发无钴电池,谁受益?

作者:中国储能网新闻中心 来源:格隆汇 发布时间:2020-02-20 浏览:
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作者 | hank

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2月18日盘后,有消息称特斯拉与宁德时代进行了电话会议,特斯拉表示将和宁德时代合作开发无钴电池,自己也将开发无钴电池,并用于外供,相关材料成分将于4月份投资人会议上公布。受此消息影响,特斯拉股价继续上涨10%,19日A股开盘后,华友钴业、寒锐钴业、洛阳钼业等钴概念股跌停,德方纳米、湘潭电化、丰元股份、光华科技等无钴概念股涨停,比亚迪、国轩高科等磷酸铁锂概念股大涨。

特斯拉为什么要采用无钴电池?含钴的三元电池能量密度一再攀高峰,宁德时代最新的NCM811电芯能量密度超过300Wh/kg,远高于市场平均180-200Wh/kg,而且还有提升空间。三元电池一直是特斯拉御用电池,也是我国政府重点补贴对象。特斯拉作为新能源汽车的弄潮儿,采用无钴电池无疑对动力电池产业冲击巨大。市场的猜测是特斯拉要降低电池成本和提高安全性。

钴作为一种稀有金属,价格比较昂贵,但是对于稳定三元电池层状结构和提高循环次数有重要作用。在2017-2018年,由于新能源汽车迅速放量,而上游钴产能没跟上,价格出现暴涨,价格一度超过60万元/吨。后来随着产能扩产,价格出现回落,现在价格也有28万元/吨。钴作为稀缺资源,其价格波动将很大程度上影响三元材料的价格。如果新能源汽车产量进一步增长,意味着钴价可能重新暴涨。宁德时代、松下、LG化学等电池厂商都在努力推行电池无钴化,不过还未实现。

三元电池由于其高镍的特性,热稳定性比较差。在电池出现超温的时候,如果没有得到很好的控制,电池放电性能下降,导致温度迅速上升,最终导致电池起火自燃。我国电池厂商对于三元电池安全性已经做过很多研究,相对是比较安全的。但是随着电池技术的发展,特斯拉等车厂希望能够进一步提高电池安全性,而采用其他技术路线。

因此市场预计极有可能是磷酸铁锂。磷酸铁锂的成本比三元低得多,现在三元平均成本0.83元/Wh,而磷酸铁锂仅0.6元/Wh。相比于三元电池,磷酸铁锂热稳定性好很多,三元热失控温度仅为200多度,而磷酸铁锂在500度以上。

磷酸铁锂经过多年的发展已经非常成熟。比亚迪、国轩高科等曾一直致力于主推磷酸铁锂,但是无奈磷酸铁锂能量密度低于三元太多,乘用车采用磷酸铁锂则车太重,不是理想的乘用车电池材料。不过现在出现了转机,宁德时代的CTP技术、比亚迪的刀片电池技术都可以提高电池能量密度。磷酸铁锂如果能提高能量密度,则可以用在乘用车上。

宁德时代在去年10月份发布了CTP(Cell to Pack)技术,即电池无模组化。当前,国内外电池企业和车企的电池包基本都采用从单体——模组——电池包的成组方式,CTP即省去电池模组,直接将电芯集成到电池包。这样,CTP电池包体积利用率提高了15-20%,电池包能量密度提高10-15%,还将大幅降低动力电池制造成本。蜂巢新能源、比亚迪等电池企业也在研发CTP技术。

刀片电池技术为比亚迪所开发。电芯较传统电芯不同,呈现扁平和长条状,故称为刀片电池。刀片电池PACK能量密度较原先提升30%以上,成本下降30%以上,散热性能也更好。比亚迪2020年上市的全新一代旗舰车型“汉”将是首款搭载刀片电池的车型,Pack能量密度达到140Wh/kg,而主流的三元电池Pack密度也是在150Wh/kg左右,劣势已经不明显。

不过特斯拉采用的无钴电池也可能不是磷酸铁锂。2019年长城汽车旗下的蜂巢新能源研发成功无钴材料,是三元材料的去钴版本。据蜂巢能源介绍,无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,但电池材料整体成本会下降5-10%,而且原材料的供应更加稳定、有保障。无钴化的技术主要有两个:一是掺杂特定元素,减弱电子的超交换现象,降低Li/Ni,提高点性能;二是掺杂M-O键能大的元素,减缓晶体在充放电过程的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。

长城的无钴材料虽然已经完成技术攻关,但是还只是概念性的产品,预计在2020年下半年完成体系定型,三季度实现无钴电芯商品化量产。无钴电池能量密度也能达到265Wh/kg,循环次数能达到2000周,可媲美宁德的三元电池。特斯拉有可能受长城汽车研发成功的影响,决定开发无钴电池。

无钴化电池一直是各大电池厂商努力的方向,特斯拉加入其中,或意味着电池无钴化在加速。特斯拉是开发磷酸铁锂还开发长城的二元材料,还需要时间验证。

特斯拉目前是打算和宁德合作开发无钴电芯。如果自己开发电芯,则意味着其将完成彻底的产业一体化。开发电芯一个是性能上的考虑,另一个是降低成本。松下由于电池盈利性不佳未给上海特斯拉供货,特斯拉采用LG化学和宁德时代的产品。特斯拉本身盈利压力也较大,有自建电池厂的需要。不过现在全球动力电池市场还被中日韩企业占领,特斯拉即使进入这个行业能否颠覆电池巨头还有待观察。

这次事件最大的冲击对象是钴,当全球新能源汽车龙头特斯拉也决定要电池无钴化时,可能意味着电池产业会向无钴化转型。我们不知道特斯拉要开发哪种产品,市场预计最可能的是磷酸铁锂。相关受益股包括比亚迪、国轩高科,以及正极材料厂商德方纳米、中国宝安、湘潭电化、丰元股份、光华科技等。

关键字:蜂巢电池

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