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    液态锂电池能量密度接近极限,固态电池成为重要发展方向

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    火星人

      如今,固态电池被各国头部电池企业视为下一代电池技术竞争的关键点。近期关于固态电池研发突破、能量密度突破、量产等消息不断,固态电池使用高镍正极会对镍的需求形成怎样的拉动呢?市场人士认为,当前液态锂电池能量密度已逐渐接近极限,固态电池成为重要发展方向,而固态电池的正极向高镍、富锂等方向发展,这必将拉动远期对镍的需求。但是由于距离量产时间较远,固态电池对于当前镍的需求拉动有限,难以撼动镍基本面供需过剩的格局。

      低空经济推动镍基材料消费需求

      刘德勇

      近期新能源材料如镍、锂的价格有所反弹,一方面供给端经过了短期调整;另一方面下游新能源需求改善,其中包括低空经济、固态电池落地的预期强化。

      作为新质生产力,低空经济被写入今年政府工作报告,成为未来经济增长的新引擎之一。据相关机构测算,2023年我国低空经济规模已经超过5000亿元,2030年有望达到2万亿元。低空领域的主要产品有电动垂直起降飞行器、无人机、直升机、传统固定翼飞机等。低空经济有利于推动航空级别的高密度电池发展,为固态电池提供新的应用赛道,同时航空材料的研发应用也有利于拉升镍基超合金材料消费。

      伴随着低空经济的布局,今年一季度以来,新能源在汽车领域方面的渗透率不断加大。中国汽车工业协会发布的数据显示,1—3月,我国汽车销量为672万辆,同比增长10.6%。其中,新能源汽车销售为209万辆,占比31.1%。电池领域中,1—3月,三元正极材料165136吨,年累计增幅24%。由于头部企业对于高镍需求增加,带动镍元素需求持续增长。电池级硫酸镍价格企稳复苏,出现阶段性的上涨。

      当前容百科技、当升科技、华友钴业、长远锂科布局的高镍、超高镍产品已经投入使用,上汽智己推出采用高镍正极半固态电池车型L6。依据钢联消息,赣锋锂业已开发第二代固态电池,采用了锂金属负极材料,安全性达到车规要求;国轩高科半固态电池磷酸锰铁锂已进入产业化阶段;亿纬锂能的半固态电池处于装车验证阶段;宁德时代推出凝聚态电池,满足航空级的质量与安全要求。

      总体来看,当前固态电池是高密度电池领域的研究方向。相较于传统液态电池,固态电池能解决漏液、起火等安全问题,同时包容更大的能量密度,新投入的研制将继续带动三元材料的发展。镍基超合金材料在飞行器中使用提升下游对镍元素的需求,有利于扭转市场对于镍元素过剩的悲观预期。

      镍、锂元素主要在正极材料中使用。传统液态锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键要素组成,而固态锂电池将固态电解质替换成液态的电解液,其他部件保持不变,固态电池的升级对镍、锂材料的需求不会有太大冲击。固态电池和液态电池主要区别在于电解质,然而电解质形态的改变并不能改变电池的密度,只能包容密度更高的正极材料。由于固态电池的高密度属性要求,超高镍的三元材料需求将继续增加。因此,固态电池的发展将持续提升镍元素的需求。

      然而未来固态电池的发展是否会大幅拉升镍元素的需求,还需要看头部车企对三元材料技术的投入程度。正极材料主要分为两种形式:一种采用了包含镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的三元聚合物,其中包括镍、钴、锰三元体NCM,镍、钴、铝三元体为NCA。另一种采用了磷酸盐系材料,其中包括磷酸铁锂和磷酸锰铁锂。采用三元材料的电池主要需求是硫酸镍,而采用磷酸铁锂的电池主要需求是碳酸锂。从过去一年正极材料的产量来看,三元电池占比23%,而磷酸铁锂占比71%,其他材料占比低于10%。同时,新能源汽车在传统汽车市场的渗透率达到了32%。未来镍电池市场的扩张主要依靠两个方面,一个是广阔的海外市场,另一个是电池的续航能力提升。

    液态锂电池能量密度接近极限,固态电池成为重要发展方向

      表为海外镍企指导产量(单位:万金属吨)

      随着一季度结束,全球头部镍企今年新的镍指导产量基本确定。虽然镍价处于相对较低价格周期中,但海外大型镍企并未大幅降低产量。今年全球镍企镍指导产量维持在68.15万—77.15万金属吨,相较于去年74.32万金属吨,基本相当。而当前精炼镍价格在14万元/吨附近,较去年20万元/吨的高点,下跌近50%。在供应不变的背景下,价格大幅下跌有利于刺激下游需求。同时,在未来供给基本稳定的前提下,价格的变化也将取决于下游需求端强弱。

      当前全球镍供应过剩在不同上下游的表现各不相同。上游的过剩主要表现在印尼镍铁和中间品的放量出口,下游及终端主要集中在中国新能源电池领域新项目的投产,导致硫酸镍、电积镍的过剩。受到俄乌冲突影响,俄镍产量有所降低,但考虑到国产镍的扩张,俄镍对于全球的影响基本被抵消。一季度镍产业链上游部分镍矿产量逐渐恢复,下游精炼镍和硫酸镍的生产也逐步恢复。总体来看,镍价维持低位,短期将刺激下游需求扩张。在全球宏观通胀背景下,有色金属具有抗通胀性。同时,在地缘政治冲突不断加剧背景下,镍合金材料在军工领域的需求也将增大。

      综合来看,今年宏观环境和需求好于往年,镍供给基本与去年持平。

    液态锂电池能量密度接近极限,固态电池成为重要发展方向

      表为国产硫酸镍(单位:万金属吨)

      从硫酸镍的生产端来看,当前主要材料是印尼的湿法中间品,另一部分是高冰镍。一方面,一季度印尼湿法中间品由于受到传统淡季影响出口量减少,原料供给受限。另一方面,下游需求端在新能源汽车销售的好转以及低空经济带动下,三元材料、航空电池需求增加。当前印尼限产和下游三元前驱体需求的阶段性矛盾显现,镍价出现上涨。

    液态锂电池能量密度接近极限,固态电池成为重要发展方向

      表为印尼MHP产量(单位:万金属吨)

      由于镍价处于历史较低位置,叠加国内各地新能源电池项目持续投产,使得车企在动力电池的生产成本减少,新能源汽车出现降价潮。汽车的价格战带动下游对镍元素的需求,但未来镍价格想要走出历史低谷,仍然需要车企技术创新激发新的市场需求。

      从未来需求来看,固态电池仍然无法摆脱三元材料和磷酸铁锂的技术之争,当前各大车企的电池研发在这两个领域均有布局。综合来看,当前固态电池的改良主要关注负极材料和电解液的创新,而正极材料仍然保持着以往的技术优势,车企并不会轻易换赛道。同时,低空经济仍将推动高镍电池和镍基材料的使用,提升镍元素的需求。(作者单位:华安期货)

      分析人士:关注点仍集中在供应端

      记者 郑泉

      4月上旬,上汽新能源汽车品牌正式发布智己 L6 并开启预售,作为全球首款搭载量产级别固态电池的电动汽车,智己L6的发布引发了市场大量的关注。严格意义上来讲,“光年”其实属于半固态电池,与真正的全固态电池还存在一定的技术差距。但其续航里程已经可以达到1000公里以上,10分钟可以补能 400公里,大大缓解了新能源车主的里程焦虑。并且,与同等容量的锂硫电池相比,“光年”的价格仅高出3万元,叠加其更优的安全性和低温表现,无疑揭示了固态电池的广阔前景。

      如今,固态电池被各国头部电池企业视为下一代电池技术竞争的关键点。近期关于固态电池研发突破、能量密度突破、量产等消息不断。固态电池使用高镍正极会对镍的需求形成怎样的拉动呢?

      宏源期货有色金属分析师吴金恒告诉期货日报记者,由于固态电池具有安全性好、能量密度高、循环性能强的优点,全球范围内大量头部企业、研究机构、高校皆致力于其研发中,其主要应用于新能源汽车、低空飞行器、可穿戴设备等场景。当前液态锂电池能量密度已逐渐接近极限,固态电池成为重要发展方向,而固态电池的正极向高镍、富锂等方向发展。像清陶能源、卫蓝新能源、国轩高科、锋锂能源、蔚来汽车的相关专利中均提及使用三元正极材料。固态电池正极高镍化必然将拉动对镍的需求。

      “同时,固态电池的材料成本高、生产工艺复杂、电解质电导率偏低等导致生产成本高的问题,也阻碍了固态电池得到广泛应用,制约固态电池的大规模商业化。”吴金恒表示,只有技术不断进步与成本降低,固态电池才能实现产业化,这仍然需要时间进行研发。因此,全球企业公布的固态电池量产时间大致在2026—2030年之间。

      信达期货有色金属分析师楼家豪表示,固态电池当前仍有一些绕不开的问题存在,例如固态电解质中离子间相互作用力强导致电导率低、锂枝晶生长机制、多场耦合下的失效失控机制等技术难题尚未完全解决,叠加部分原材料成本相对较高,导致量产难度较大,短期对三元正极的需求拉动较小,因此尚无力改变镍元素过剩的局面。

      “整体来看,虽然固态电池发展势必会拉动对镍的需求,但是由于距离量产时间较远,固态电池对于当前镍的需求拉动有限,难以撼动镍基本面供需过剩的格局。”吴金恒说。

      记者了解到,目前新能源汽车产销量逐步增加,渗透率节节攀升。中汽协数据显示,4月上半月新能源渗透率超过50%,市场占比首次超过燃油车,前景可期。而从电池角度看,今年以来,动力电池装车量和出口量同环比均有明显的增加,而其中三元电池同比增速又高于磷酸铁锂电池。从市场占比角度看,三元电池1月以来占比也有所抬升。市场数据显示,3月我国动力电池装车量35.0GWh,同比增长25.8%,环比增长94.6%。其中三元电池装车量11.3GWh,占总装车量32.4%,同比增长29.7%,环比增长62.9%;磷酸铁锂电池装车量23.6GWh,占总装车量67.6%,同比增长24.1%,环比增长114.6%。

      “事实上,镍属于有色金属中基本面相对较弱的品种,目前供应端仍显宽松,但需求侧边际好转。特别是新能源一侧,春节后需求和电池价格均转好。”国联期货有色金属分析师李志超表示,从硫酸镍和三元前驱体的角度看,硫酸镍春节后价格重心抬升。这与硫酸镍企业开工率、产量下降有关,但也有需求旺盛的原因。4月,硫酸镍排产小幅回升,资源偏紧或逐步缓解,市场普遍预计该技术线条的成本线在12万元/吨上下,但近期不宜过度看空。排产与需求同增,生产利润小幅修复,给产业链带来积极意义。近期美联储对于利率政策偏鹰,美国经济表现韧劲,美联储降息时间节点或再度延后。沪镍本轮上涨虽有金属情绪推高的影响,但也不乏基本面好转的支持。在基本面没有显著恶化的情况下,沪镍或仍有向上空间。

      楼家豪分析称,近期镍产业链基本面的主要关注点仍集中在供应端。一方面,这半个月来印尼没有进一步批复RKAB,镍矿预期存在变动,低品镍矿价格进一步回落,国内港口库存持续累积。另一方面,近期市场流传镍铁收储的消息,叠加五一节前备库,使得部分不锈钢厂急于储备原料,抬高中高品镍铁价格,强化不锈钢价格的成本支撑。但从盘面的跟进来看,该消息在被证实之前,影响相对有限。镍豆自溶技术方面亏损扩大,对电解镍需求有所下降,叠加不锈钢厂利润偏弱,存减产可能,镍元素总体需求维持偏弱,预计沪镍维持震荡偏弱运行。

      本文源自:期货日报

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