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谁卡了马斯克的脖子:动力电池的原料争夺战
来源:远川科技评论 | 作者:绿促会 | 发布时间: 2021-06-24 | 6124 次浏览 | 分享到:

为了保证稳定供应和控制成本,特斯拉和松下2014年决定共同出资50亿美元,在美国内华达州的一片沙漠中建设超级工厂,为Model 3提供所需要的电池,但是规格从当初的18650变成了21700。


从名称中可以看出,新一代的电池变大了,电芯的容量达到4.8Ah左右,电池的能量密度也达到300Wh/kg左右,相比于18650提高了20%,原因在于,21700在保有高镍含量的NCA正极材料的同时,负极材料由原来的100%的石墨变成了硅碳复合材料,如此一来,相同容量的电池组所需要的电芯数量将会显著减少。


这一方面既降低了电池的管理难度,同时也因为减少了电池包里的结构件而降低成本,电池系统的成本从当初的180美元/kWh降低到170美元/kWh,从而推动了特斯拉的销量能够实现质的飞跃。


从无到有,从Roadster到Model S,再从Model S/X到Model 3/Y,特斯拉每次产品推陈出新的背后都有一次电池技术的升级,而在更新换代的过程中,存在一条清晰的路线图:更高的镍、更少的钴、更大的电池,更少的总数,以及更高的能量密度。


简单总结就是:高镍无钴化。


2012年,特斯拉Model S,单个电池能量密度为245Wh/kg,钴含量为11kg/辆,到2018年,特斯拉Model3,单个电池的能量密度已经达到300Wh/kg,钴含量却下降到4.5kg/辆,比6年前减少了60%,但这并不能满足马斯克的胃口。


特斯拉的三次电池升级

从去年开始,全球新能源汽车市场开始爆发,动力电池厂商经过多年的磨练能力也越来越强,特斯拉独步天下的电池技术优势也在被慢慢追赶,在这样的背景下,特斯拉去年举办了“电池日”,宣布推出高镍的4680电池,比在Model 3上用的21700又要大一个个头,像一个小的啤酒罐,号称成本可以降低14%,续航可以提高16%。


在发布会上,马斯克说:"如果我们最大限度地利用镍,把钴减少到零,我们可以使(电池)价格降低50%."


特斯拉的寻镍之旅也由此开始。


中国队异军突起


从总量上来说,地球上的镍并不少,根据美国地质调查局的统计,截止到2019年年底,全世界已探明的镍储量约为8900万金属吨,印尼、澳大利亚、巴西和俄罗斯的储量最为丰富,2019年,全球镍产量约为250万吨,印尼一国就占了约三分之一。


如果按照矿石性质分,镍矿主要分为硫化镍和红土镍两种。


前者主要分布在高纬度地区,冶炼技术成熟,但是储量在不断下滑,开采成本日渐升高,占总供给的39%,后者主要分布在低纬度地区,资源丰富,开采成本比较低,工艺成熟,而且因为靠海,所以运输成本也比较低,占总供给的61%。


如果按含镍量来分,又分为一级镍和二级镍,前者主要用于生产电池、电镀以及合金等产品,后者主要用来生产不锈钢,从下游消费结构来看,目前不锈钢是镍的最大下游市场,占总消费的70%,动力电池虽然增长迅猛,但只占比5%左右。


而三元锂电池所需要的镍,自然是一级镍,而一级镍的来源只有两种:硫化镍矿或者是采用湿法冶炼的红土镍矿。



如前文所述,硫化镍因为储量和开采成本的原因,产量在不断下滑。另一边,由于新能源汽车市场的增长,动力电池,尤其是高镍三元正极材料的需求也将出现指数级增长。根据Benchmark Minerals Intelligence的预测,到2030年,动力电池对镍的需求量将从2020年的13.9万吨飙升到140万吨,占镍总需求的30%。


一边是供给跟不上,一边是需求爆发,硫化镍的价格是肉眼可见的上涨。想要避免被原材料卡脖子,基本上只有两条路:一是甘心挨宰,高价买硫酸镍;二是想办法利用廉价又丰富的红土镍生产电池级原料。


作为全世界生产新能源汽车最多的企业,也是对未来规划最激进的公司(2030年产量为2000万辆),特斯拉当然感觉到了危机,所以从去年开始,马斯克就把镍视作公司前进路上最大的拦路虎。


所以,从去年下半年开始,就有消息传出特斯拉将会在印尼建立电池工厂,但却不了了之。今年3月,特斯拉瞄上了位于太平洋的新喀多尼亚岛,这座小岛上的Goro镍矿理论上每年可以生产6万吨红土镍,特斯拉获得了这些资源的供应权。


Goro镍矿原本是归巴西淡水河谷公司和日本住友商事共同所有,双方想通过湿法冶炼的方式,利用红土镍生产出动力电池所需要的硫化镍,投资巨大,但投产十年来一直没有达到设计产能,两大股东损失惨重,最后只能割肉贱卖。


毫不夸张地说,谁能在红土镍的湿法工艺上取得革命性的技术突破,谁就能拥有镍的定价权。所以过去十年,不少公司前仆后继,除了淡水河谷和住友商事,还包括全球矿业巨头必和必拓以及谢里特,但最终都以失败告终。


然而,在这场技术革命中,中国军团却实现了后发先至。


今年5月,位于印尼的力勤矿业宣布投产第一批氢氧化钴产品,这也意味着利用红土镍生产电池级产品的可行性已经得到了证实。除了力勤,中国不少企业已经加入到这场技术革命的浪潮中,包括全球不锈钢之王“青山控股”,华友钴业、格林美、洛阳钼业以及宁德时代控股的广东邦普等。