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亚化咨询:高镍三元材料将成市场主流,锂资源企业大幅扩张氢氧化锂产能

2017-09-21

目前,中国新能源汽车主要采用三元材料电池与磷酸铁锂电池。亚化咨询资料显示,2016年,两者合计占据了95%的动力电池市场份额。近年来,国家出台多个政策鼓励更高能量密度电池发展。由于磷酸铁锂电池能量密度提升有限,三元材料电池已成为市场发展趋势。

 

20174月,工信部等印发的《汽车产业中长期发展规划》中指出,到2020年,动力电池单体比能量达到300Wh/kg以上,力争实现350Wh/kg,系统比能量力争达到260Wh/kg

 

研究发现,三元材料中,镍含量越高,三元材料电池的能量密度就越高。由于NCM111三元电池与NCM523三元电池很难实现单体能量密度300Wh/kg的目标,因此,亚化咨询认为,未来高镍三元材料将成为市场主流。

 

除政策原因外,亚化咨询《中国锂钴资源年度报告2017》研究表明,钴产品价格的大幅上涨也倒逼高镍三元材料成为市场主流。

 

钴是一种稀有金属,全球经济、供需关系、市场预期、投机炒作等因素都会对钴的价格产生影响。近年来,随着全球,特别是中国新能源汽车、智能手机等产量的大幅增长,亚化咨询《中国锂钴资源年度报告2017》数据显示,2016年,全球有近57.7%的钴资源被应用于电池领域。


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目前,海外市场钴资源的供应紧张使得钴产品的价格大幅上涨,以硫酸钴为例,数据显示,2017年初硫酸钴价格约为5.35万元/吨,而至9月初,其价格已涨至约8.75万元/吨,涨幅约63.6%钴产品价格的大幅上涨也倒逼高镍三元材料成为市场主流

 

亚化咨询《中国锂钴资源年度报告2017》显示, 2017年中国高镍三元材料技术研发和项目建设进展如下。

 

格林美

 

20172月,格林美在接受投资机构调研时表示,公司2017年会推出811型、NCA等高镍三元正极材料产品。

 

当升科技

 

20173月,当升科技发布公告,公司拟募集资金15亿元,其中11.6亿元投资江苏当升锂电正极材料生产基地三期工程,主要建设内容为1.8万吨/年的高镍多元材料生产线,生产线将按照NCM811/NCA的标准设计,同时具备生产不同类型的多元材料(NCM523NCM622NCM811NCA)的能力。

 

杉杉能源

 

20173月,杉杉能源5000/年三元811交钥匙工程产线建设在宁夏石嘴山基地启动,预计2017年内正式投产。

 

科技部

 

20174月,国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项2016年度立项项目“高比能量动力锂离子电池开发与产业化技术攻关”在高镍正极材料研发方面取得突破性进展。

 

项目研发团队在第一阶段通过基础配方实验,解决了高镍系材料放电比容量低、首效低的技术难题,结合前驱体控制结晶合成技术、富氧气氛二次固相合成技术和配方调整、包覆技术等关键技术,提高Ni2+氧化成Ni3+氧化程度,减少材料表面与电解液接触,降低材料表面残余Li量,在不提高Ni含量的前提下,将高镍系材料首次放电容量提高至≥206mAh/g,首效≥90%,振实密度≥2.1g/cm3,磁性杂质含量≤40ppbpH11.7,拥有一条20t/月中试生产线。

 

但是,值得注意的是,镍的含量提升同时也会使得电池循环寿命缩短20179月,工信部印发《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》规定:镍钴锰酸锂三元材料要求比容量>180mAh/g0.5C),循环寿命>1000圈(80%)。亚化咨询认为,中国正极材料企业仍需持续高镍三元材料的研发。

 

此外,研究表明,高镍三元材料必须使用氢氧化锂进行烧结。主要原因是高镍三元材料在烧结时要求温度不能高于800℃,若采用碳酸锂作原料,过低的烧结温度会造成分解不完全,导致碱性过强,对湿度的敏感性增强,影响电池性能。而氢氧化锂的熔点比碳酸锂更低,且首次放电容量高达172mAh/g,此外还有更好的振实密度,有更大倍率的充放电性能。因此,三元材料往高镍化方向发展的趋势,驱使全球锂盐供应商扩充氢氧化锂产能,以应对未来需求

 

亚化咨询《中国锂钴资源年度报告2017》显示,2016-2017年,全球与中国氢氧化锂产能新建/扩建情况如下表所示。

 

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