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    动力电池价格持续走高,电池原材料商迎来春天

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      技术达人

        动力电池涨价的声音几乎传遍了全行业。

        继比亚迪《电池价格上调联络函》流出后,鹏辉能源、国轩高科也先后传出调价消息。

        电子时报报道,电池模组厂已获通知,因电动汽车、储能等下游需求拉升,明年年初,圆柱形锂电池电芯将再次涨价,涨幅5%-15%。

        虎嗅向四川新能源汽车创新中心(欧阳明高院士工作站)求证了解,今年确实有电芯产品由于材料价格上涨,显著提高了采购价,往常汽车行业即使材料涨价,也会被整车厂压着不涨电芯,但今年能同意调价,说明整个上下游都认识并接受了材料上涨的事实。

        成本太高,车子也跟着涨价。特斯拉是最敢带头的,Model 3后轮驱动版一周内售价上调两次至25.5万元,Model Y也加到28万元。接着有小鹏汽车收缩车主权益,新用户下单权益将近少一半。

        不过,将价格负担转嫁给消费者始终不治本,实现电池技术突破,研发低成本的新材料才是治根。

        业内周知,锂电池技术发展缓慢,一直在量变,几乎未质变。

        从80年代的钴酸锂,到90年代的磷酸铁锂,再到当下的三元锂,二三十年间人们都没有发现更合适的替代材料,只好通过改进材料配比、添加剂和优化制作工艺来提升性能参数。

        动力电池的构成主要有正极材料、负极材料、电解液、隔膜和电池外壳五部分。其中,对性能影响最大的是正负极材料。

        正极材料微创新

        正极材料是构成动力电池的主角,好坏直接决定性能指标,在电池总成本中占比约40%。

        目前主流的动力电池也以主角来命名,比如三元锂电池和磷酸铁锂电池,区别就在正极材料。

        每种正极材料都有相应的理论能量密度,选择任何一种,就相当于选择了电芯能量密度上限和充放电功率的大体范围。

        美国地质勘探局数据显示,截至 2020 年末,全球锂资源量约 8600 万吨,但60%的锂资源分布在南美地区,中国锂资源储量仅占总量的6%,高度依赖进口。

        由于资源开发具有不确定性,新能源汽车的电池需求又成倍增长,锂价的步步攀升增加了电池厂的成本焦虑,导致厂家有充足动力研发锂的替代品。

        宁德时代就在7月发布了第一代钠离子电池,创新开发AB电池系统方案,把钠和锂集成混搭,做成锂钠电池系统。

        对此,智锂物联创始人李立国博士告诉虎嗅,钠离子电池的发布或有助于抑制上游对锂电池相关的金属矿产资源过高的垄断和囤积的预期,具有稳定资源价格的战略意义。但落实到产业化上,还涉及打通上下游链条、制造和应用规模化等环节,要达到比锂电更具竞争力和性价比还需时间。

        此前,LG化学也声称研发出NCMA四元锂电池供给特斯拉。这是一款高镍低钴的动力电池,配比含85%~90%镍材料,能量密度高,稀有金属钴的含量也减到了5%以下,可大幅降低成本。

        据韩媒《市场经济》11月底报道的最新进展,首个搭载四元锂电池的悍马纯电车已经面世,明年上半年计划正式量产。图源:???? 搭载四元锂电池的悍马纯电车

        12月3日,印度初创公司Saturnos发布了秘密研发五年的增强型铝离子电池,这款电池跳出了现有体系,以铝、铌作为正极材料,技术跨度大,噱头很足。

        然而,不论各方如何吹捧自家技术,只要没有商业量产,始终流于概念。

        在真正的电化学意义上,要从改善跃升为颠覆,仿佛是在暗夜里走迷宫,碰对出口就可以很快看到曙光,绕错道则原地打转难见天日。

        负极材料小步跑

        相比正极的难突破,负极材料有相对实质的进展。

        负极主要用于还原态锂原子的储存释放,影响锂电池的首次效率、能量密度、循环性能、充电速度,直接关系到电池的能量密度,占电池总成本约10%。

        近年来,在传统石墨的潜力已经被充分挖掘的情况下,有助于电池容量再提高的新一代负极材料——硅,也逐步开始商用。

        硅元素在地壳中分布广泛,较石墨更价廉易得。2020年底,新三板公司贝特瑞(835185)主导制定了首个相关领域的国家标准GB/T38823-2020《硅炭》。

        但是,硅在目前应用中还受到诸多因素限制。

        由于属性是半导体,电导率低,体积变化大,多次循环后,硅容易破裂粉碎,造成电池容量急剧衰减。而且制备工艺复杂,各家企业的工艺和技术路线都不同,难以标准化和规模化。因此,现阶段的硅基负极材料还是按比例掺杂在石墨中应用。

        四川是国内硅产业发展最集中的地区,峨嵋半导体材料厂和成都有机硅研究中心积淀深厚,同时,西南也是锂矿、磷矿的主产地,丰富的低价水电、完善的新能源产业配套,加之中欧班列的交通优势,吸引了众多电池负极材料商进场布局。

        今年3月,上海璞泰来(603659)宣布投资140.8亿元在四川邛崃建产线。4月,洛阳月星新能源、河北坤天新能源在四川遂宁落户负极材料项目。6月,贝特瑞在四川宜宾动工新建的5万吨负极材料项目。8月,上海杉杉股份(600884)在四川眉山投建年产20万吨负极材料的一体化基地。

        动力电池的需求带动了负极材料出货量提升,过去未涉及该类业务的企业也加入到这一赛道。

        12月,以有机硅密封胶为主营业务的四川硅宝科技(300019)正式签约了在眉山投建1万吨/年锂电池用硅碳负极材料、4万吨/年专用粘合剂生产基地、锂电材料研发中心的项目。

        硅宝科技负责人向虎嗅表示,由于看好硅基的未来趋势,公司依凭对硅产业的多年积累选择进入负极材料领域,并将其作为新的增长曲线。2016年起,就与高校院所开展了研究,2019年建成50吨/年硅碳负极材料的中试生产线,目前已通过数家电池厂商测评实现了小批量供货。

        材料革新七分靠运气

        区别于其它硬科技产品要靠有延续性的工艺迭代调试,化学材料的革新对过往积累的依赖性不强。

        可以形象的理解成是练魔法,增删不同的元素意味着生成的法力和效果不尽相同,能否革命性的搞出新花样,就看配方怎么搭。

        这个过程或许并不复杂,关键是结果难以预测,更像比谁运气好,谁先猜对排列组合。本质上,其实是体现了创新对不同产业环节的驱动差异。

        也就是说,在化学材料领域,先发优势抢跑不了多远,即便团队和客户略胜一筹,只要技术没有实现重大突破,大家就还处于同一起跑线。

        就算坐拥了豪华工厂,但凡新出的工艺用不上,再精密的硬件设备都是累赘,对竞争对手而言,这些积累毫无意义。

        所谓,一将功成万骨枯。

        材料学被戏称“天坑专业”并非无厘头,从业者大多对这种浪漫却残酷的科研宿命抱有心理准备。

        耐住寂寞不断证伪是常态,就算翻山越岭避开了重重歧路,快要临近正解,也还需要市场这只大手默契配合,才能将实验成果推向现实应用。

        这样的周期或许是一年,是十年,甚至是几辈人。但正是这些试错和等待的接力,衍生出了人类科学史的枝蔓,拓宽了社会发展的可能,泽及后人。

        天坑需要女娲补,动力电池的“质变”需要材料研究者们再接再厉。

        本文为「 西南新能源产业 」专题策划,往期回顾:《》;《》;《》,将持续呈现西南地区能源近况,欢迎交流。出品|虎嗅驻西南编辑

        作者|雨林下

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