電動汽車續航里程困擾難題將解決?電動車能否拉動電池材料革命?

續航里程不足是電動車推廣最主要的障礙之一,解決這一問題的根本就是要技術創新,提升電池的能量密度比。而電池四大材料中,唯一能大幅提升密度的就是正極。鎳含量決定了正極材料的比容量,數值越高,能量密度比越大,也因此,鎳被認為可能是下一個鋰或者鈷。

鎳和鋰鈷有相同的邏輯,都是源於下游電動車興起以及供給端短時間難以大規模擴產導致的供需失衡,進而引發價格暴漲。從需求端看,硫酸鎳的增長主要有兩個方向,一是三元電池佔比提升;二是三元電池結構性升級,高鎳系成為主流。二者未來兩年將拉動數十萬噸硫酸鎳需求增長。

從供給端看,全球鎳礦供給擴張有限,2018年五大鎳礦巨頭產出繼續持平,同時紅土礦因印尼和菲律賓政策限制,進口量將下行;而硫化礦國內主流廠商雖有擴產計劃,但遠遠趕不上需求端增長,而且受限於環保壓力,新建產能週期拉長,市場進入壁壘提高。

電動車拉動需求暴增

硫酸鎳是三元電池中鎳元素的原材料,一般而言商品硫酸鎳多為六水硫酸鎳(含鎳量約22%),因此下文硫酸鎳等同於六水硫酸鎳。

鎳下游的運用主要在兩個方面,一是電鍍領域,二是動力電池,包括高鎳三元電池和鎳氫電池。2017國內電鍍級硫酸鎳消耗量約為6萬噸,鎳氫電池消耗約為4萬噸,二者需求量與2016年基本持平。而高鎳三元電池由於電動車銷量爆發,成為拉動鎳需求暴增的主要源動力,2017年高鎳三元電池所用硫酸鎳上升至27萬噸,同比增長超50%。

鋰電池正極材料大致有五種,鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰(NCA),其中三元鋰電池主要使用的是最後兩種材料。當前國內主要用的三元電池為NCM,從類型看,NCM材料主要包括NCM111、NCM424、NCM523、NCM622和NCM811等,後面的數值就是鎳鈷錳的比例,數值越高,表面鎳的含量就越多,能量密度越高。

可以清晰的看到,硫酸鎳需求端上漲來自於兩點,一是三元電池佔比提升,2017年三元電池佔比僅有45%,磷酸鐵鋰目前最高也只能到180Wh/Kg,而三元電池單芯能量密度比可以達到300Wh/Kg,隨著乘用車續航里程提升,未來幾年三元電池佔比肯定會提升,據測算,2020年所需三元材料將由2017年12.09萬噸增加至34.23萬噸。

二是三元電池內部結構性升級。目前國內三元電池主要還是以523為主,2017年佔比高達40%。622去年也開始放量,預計今年有望提升至30%以上。而NCM811,無論是國際鋰電巨頭的LG、SDI和SK,還是國內的力神、比克等專注三元電池的鋰電標杆企業,都還沒有量產的產線。獨角獸寧德時代最快也要到2019年才會量產。

儘管NCM811電池面世時間未定,但電動車未來向高鎳發展趨勢未變,而其對鎳需求的消耗也是顯而易見的。根據海通證券的測算,單噸NCM333、523、622和811以及NCA對硫酸鎳的需求量分別為0.9噸、1.36噸、1.63噸、2.16噸和2.03噸,高鎳NCM811對硫酸鎳的需求是低鎳NCM333的2.4倍。至於NCA,單單特斯拉一輛75度電的model 3所需硫酸鎳就高達245千克,按照特斯拉的2020年100萬輛的產量計算,將拉動全球21.6萬噸的硫酸鎳需求。預計到2020年全球動力電池消耗硫酸鎳75萬噸,如果加上電鍍領域和鎳氫電池領域的硫酸鎳用量,數值將提升至91萬噸,是2017年三倍有餘。


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