鉅大LARGE | 點擊量:289次 | 2023年08月24日
電動汽車風(fēng)起云涌,鈷元素稀缺難題如何解決?
不久前,備受關(guān)注的"雙積分"新政落地,徘徊了一個世紀(jì)的新能源車終于要迎來它的春天。全球汽車公司也都加入這場新能源汽車的大潮之中。
毫無疑問,新能源汽車在全球的興起,必然會新增對動力鋰電池的需求,而作為三元鋰電池的關(guān)鍵構(gòu)成元素,鈷元素的重要性也日益凸顯。
動力鋰電池作為新能源車的"心臟",重要構(gòu)成要素是電池蓋、正極(活性物質(zhì)為氧化鈷鋰)、隔膜、負(fù)極(活性物質(zhì)為碳)、有機電解液和電池殼,其中正極材料則是動力鋰電池的靈魂。
鈷元素在三元鋰動力鋰電池正極材料中扮演著重要角色。新能源汽車的發(fā)展,帶動整個生產(chǎn)鏈的高速運作,社會有關(guān)鈷的需求也越來越大。但作為不可再生能源,鈷能否承擔(dān)重任?
發(fā)展三元鋰電池,鈷是必需品
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰電池作為動力鋰電池,被認(rèn)作新能源車?yán)硐雱恿︿囯姵貎δ茉?,根?jù)國內(nèi)外主流動力鋰電池配套情況來看,鋰電池中的三元鋰成為新能源車配套動力鋰電池的中流砥柱。
從表格來看,三元鋰動力鋰電池受眾范圍非常大,TSLA、奧迪、奔馳、豐田等主流車企,均用其作為動力鋰電池,三元鋰顯然已成為主流電動汽車公司的"寵兒"。
全國主流電池配套情況
國內(nèi)主流動力鋰電池配套情況
和其他動力鋰電池相比,三元鋰重要因其能量的高密度性而獲勝。在目前,新能源汽車的續(xù)航里程是亟需解決的問題,綜合市場來看,三元鋰成為動力鋰電池的主流選擇。但這種電池造價極高,且含有資源緊俏、不可再生的元素——鈷。
NCM三元鋰電池的正極材料重要是鋰鎳鈷錳,里面含有大量的鈷元素。據(jù)了解,每1噸三元材料要消耗碳酸鋰將近0.4噸,在鋰、鈷、鎳、錳這幾個金屬里面,用量較多是鈷。有券商據(jù)此預(yù)測,2020年全球新能源汽車三元電池對鈷需求將達(dá)到3.56萬噸金屬。
據(jù)相關(guān)報道,動力鋰電池占鈷金屬消費總量的42%,成為消費主力軍。而隨著新能源車的發(fā)展,車企對其需求量將會日益上升。要了解,不僅我國推出雙積分政策以發(fā)展新能源,全世界都在發(fā)展新能源汽車??纯催@些計劃表就了解了,法國巴黎計劃從2040年開始,全面停止出售汽油車和柴油車;德國提出2030年后只允許零排放汽車上路的建議;挪威的四個重要正當(dāng)一致同意從2025年起禁止燃油汽車銷售~~~
國內(nèi)鈷資源儲量少,需求大
鈷雖然是小金屬,但卻是一種非常稀缺的資源,因其不可再生因素而市場競爭激烈。
目前世界鈷資源分配不均,剛果(金)是全球鈷礦出口最大的國家,鈷礦產(chǎn)量約占全球50%。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局資料,剛果、澳大利亞儲量之和占據(jù)全球總儲量的62.86%。,而我國占全球儲量的比例僅為1.14%,僅8萬噸。
雖然我國鈷儲量較小,但卻是全球最大的鈷消費國。在過去幾年全球鈷消費的增量中,大概有60%的消費比例來自我國。
當(dāng)前新能源乘用車轉(zhuǎn)向三元電池已是大勢所趨,國內(nèi)對鈷的需求量將會迎來爆發(fā)式上升。而在我國,鈷的供應(yīng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于需求量。為"喂飽"日益發(fā)展中的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈,我國嚴(yán)重依賴進(jìn)口來滿足鈷的需求。
作為鈷礦產(chǎn)量最大國,剛果(金)成為我國鈷礦最大供給地。但由于基礎(chǔ)設(shè)施相對落后,鈷礦的輸出比較緩慢,抑制了鈷礦的產(chǎn)出量。
同時鈷礦的需求上升,帶動了鈷的價格上揚。由于其不可再生性,鈷成為海外基金熱捧的對象,人們一時掀起了囤貨熱潮,導(dǎo)致鈷的供給量減少。
應(yīng)對鈷資源少,車企應(yīng)從哪著手?
面對鈷資源供應(yīng)量少的狀況,已經(jīng)有公司開始前瞻性的應(yīng)對措施了。
去年十月,CATL就和礦產(chǎn)巨頭Glencore簽署了一份長達(dá)四年的鈷礦產(chǎn)供貨協(xié)議。
今年七月份,有消息流傳,礦業(yè)巨頭嘉能簽署了一項重大協(xié)議,向CATL出售高達(dá)2萬噸的鈷產(chǎn)品,這一協(xié)議意在幫助大眾汽車(Volkswagen)供應(yīng)性能安全的汽車電池。
而長城汽車和比亞迪股份有限公司也在聯(lián)手,為了確保用于電動汽車電池的鋰和鈷等資源可以得到持續(xù)供給。
目前全球已探明的陸地鈷礦非常少,僅為260萬噸,雖然遠(yuǎn)期有千萬儲量噸級的鈷資源還未開發(fā),但資源都分布在海底,難以探明。
由于鈷的特殊產(chǎn)業(yè)鏈,假如車企在未來仍舊以三元鋰電池為主,持續(xù)這種情況,很有可能會鈷原料供給不足。
應(yīng)對鈷原料不足的情況,車企展開了多種探索,其一是尋找更合適的動力鋰電池替代品。磷酸鐵鋰電池就是目前較為合適的選擇。磷酸鐵鋰電池不含鈷元素,且原料磷、鐵在世界蘊含豐富,價格低廉,不會出現(xiàn)供料不足的情況。它的安全性和使用壽命高于三元鋰電池,但能量密度和低溫性能遜于三元鋰電池。
除了磷酸鐵鋰電池外,錳酸鋰電池也是個不錯的選擇。錳酸鋰電池具有優(yōu)異的倍率性和穩(wěn)定性,綜合性能比較好。但相比三元鋰電池,密度性較差,儲電量低。
當(dāng)前,為了突破動力鋰電池密度問題,已經(jīng)有人開始著手固態(tài)電池的研究制造。高密度性和安全性成為固態(tài)電池的兩大賣點。但目前還尚處在發(fā)展階段,和當(dāng)前的鋰電池競爭,并沒有市場優(yōu)勢性,其技術(shù)性還有待加強。
另一方面,車企應(yīng)從源頭方面出發(fā),加大對鈷元素能源的保護(hù),以規(guī)避供給不足風(fēng)險。
首先要加大全球鈷礦產(chǎn)資源的開發(fā)投入,尋求多國鈷礦產(chǎn)資源的進(jìn)口渠道。
其次,應(yīng)該加大鈷資源的回收力度,鈷作為不可再生能源,應(yīng)該多加回收利用。再生鈷的生產(chǎn)工藝簡單,成本低。目前國內(nèi)已經(jīng)有一些含鈷廢料回收鈷,例如鎮(zhèn)江冶煉廠、潮州冶煉廠、福州鈷廠等公司。
最后,應(yīng)加大鈷資源的存儲度。目前,很多人把鈷作為一種待升值物存儲起來,導(dǎo)致鈷供應(yīng)量減少。應(yīng)加大鈷的存儲力度,以此應(yīng)對短時間的鈷供應(yīng)不足。
習(xí)大大提出,發(fā)展新能源汽車是我國汽車由大變強的必由之路。新能源車風(fēng)聲水起博歡呼,鈷元素暗中作梗搶風(fēng)頭。未來,鈷元素會不會掐住新能源車未來發(fā)展的咽喉呢?這是個值得認(rèn)真思考的課題。(文/宋思燁)