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鋰電池材料行業(yè)深度報(bào)告:特斯拉的下一代電池分析

 panpan研報(bào)社 2020-03-14

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1. 特斯拉:到底用什么電池?

核心結(jié)論:

1) 特斯拉采用寧德時(shí)代成熟“無鈷”電池方案,大概率是磷酸鐵鋰電池方案。國產(chǎn) 特斯拉 Model 3 基礎(chǔ)款對(duì)電池要求并不高。寧德時(shí)代的 LFP 電池過去幾年技術(shù)進(jìn) 步巨大,也相繼推出 LFP 高能型和功率型電芯,結(jié)合 CTP 降本增效,寧德時(shí)代的 CTP LFP“無鈷”電池方案能夠滿足國產(chǎn)特斯拉 Model 3 基礎(chǔ)款需求。

2) 特斯拉的“無鈷電池”不只磷酸鐵鋰,還有其他的無鈷方案。國產(chǎn)特斯拉 Model 3 長續(xù)航版本依然采用高鎳三元電池,工況條件下續(xù)航里程約為 668km,電池系 統(tǒng)能量密度約為 161wh/kg,總帶電量約為 80kwh。這些要求目前 CTP LFP 并不能 達(dá)到,因此特斯拉一定還有其他“無鈷化”方案。
3) 馬斯克的“無鈷化”主要基于其對(duì)推廣電動(dòng)車的訴求,但“絕對(duì)無鈷”三元電池 產(chǎn)業(yè)化方案暫不存在,“ 相對(duì)無鈷”三元電池存在且即將推行。受夠了電池產(chǎn)能 地獄折磨的特斯拉,不希望未來資源品“鈷”會(huì)限制著電動(dòng)車的普及,因此在科 研及產(chǎn)業(yè)推廣上不斷地尋求“無鈷”方向。特斯拉聯(lián)合三元電池科研大牛 Jeff Dahn 教授共同研發(fā)“無鈷”電池??蒲猩铣醪阶C實(shí)有無鈷化方案,但還無法產(chǎn) 業(yè)化應(yīng)用,特斯拉三元“無鈷”電池產(chǎn)業(yè)化方案目前并不存在。但是,特斯拉的 低鈷方案是存在的,且鈷的含量還在持續(xù)降低。
4) 目前鈷在特斯拉電池總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)已小于 3%,鈷在電池中的單位價(jià)值量 占比也小于 3%,短期內(nèi)還有繼續(xù)降低的可能,但絕對(duì)無鈷并不容易。鈷在三元 材料電池體系的作用依然存在,高鎳體系鈷含量低但對(duì)電池的穩(wěn)定及循環(huán)壽命等 作用暫無法證偽。我們認(rèn)為特斯拉未來 2-3 年內(nèi)很難大規(guī)模應(yīng)用絕對(duì)“無鈷”電 池,但鈷對(duì)特斯拉的牽制將大幅降低,特斯拉新一代電池的“含鈷量”顯著低于 3%,直至接近 0,做到較低的鈷含量—相對(duì)“無鈷”。
1.1. “無鈷,不代表一定是磷酸鐵鋰”
要理解特斯拉的電池選擇策略,可以首先來回顧一下農(nóng)歷年后以來圍繞著 “TSLA-CATL”體系的一系列證實(shí)與傳聞。
2020 年 1 月 30 日,特斯拉公布其 2019 財(cái)年第四季度財(cái)報(bào),隨后在電話會(huì)議中明確, 寧德時(shí)代將成為其新的合作伙伴,并稱具體的合作細(xì)節(jié)將在 4 月的“電池日”中進(jìn) 一步透露。
2020 年 2 月 3 日,寧德時(shí)代公告與特斯拉合作協(xié)議,寧德時(shí)代將向特斯拉供應(yīng)鋰離 子動(dòng)力電池產(chǎn)品,供貨有效期限為 2020 年 7 月 1 日至 2022 年 6 月 30 日,產(chǎn)品采購 量須以特斯拉后續(xù)具體采購訂單為準(zhǔn)。
2020 年 2 月 18 日,外媒報(bào)道特斯拉近期正與寧德時(shí)代商討在中國工廠使用無鈷電池 的事宜,該報(bào)道進(jìn)一步指出特斯拉將從寧德時(shí)代采購的“無鈷電池”就是磷酸鐵鋰 電池。

然而,2020 年 2 月 21 日,特斯拉在官方抖音號(hào)上回應(yīng)“采用無鈷電池意味著是磷 酸鐵鋰電池”,稱無鈷不代表一定是磷酸鐵鋰,請(qǐng)留意 4 月特斯拉的電池發(fā)布會(huì)。
從上面的傳聞與回應(yīng)中,可以推演得出以下幾條:
1) 寧德時(shí)代有成熟的可為特斯拉量產(chǎn)的“無鈷”電池方案
2) 特斯拉可能還有其他的無鈷方案,量產(chǎn)與否未知
下文將對(duì)上述推斷逐一探究。
1.2. 寧德時(shí)代的無鈷電池方案?
寧德時(shí)代有成熟“無鈷”電池方案,即磷酸鐵鋰電池方案。
在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域,寧德時(shí)代一家獨(dú)大,規(guī)模最大,質(zhì)量也是最優(yōu)之一。2019 年寧 德時(shí)代裝機(jī) 11Gwh,市占率 57%,較 2018 年 48%市占率提升;比亞迪裝機(jī) 2.8Gwh, 市占率 14%,較 2018 年 21%市占率下降;國軒高科裝機(jī) 2.8Gwh,市占率 14%,較 2018 年 11%市占率提升;億緯鋰能裝機(jī) 1.8Gwh,市占率 9%,較 2018 年 5%市占率提升, 目前 CR4 占比 94%,行業(yè)集中度進(jìn)一步提升。

寧德時(shí)代給特斯拉的“無鈷電池”方案就是磷酸鐵鋰。目前寧德時(shí)代裝機(jī)量超過 1Gwh 的成熟的“無鈷電池”方案只有磷酸鐵鋰電池,因此我們認(rèn)為寧德時(shí)代的無鈷電池 方案,基本沒太大爭議。接下來進(jìn)一步討論寧德時(shí)代給特斯拉的“無鈷電池”能否 滿足特斯拉的需求。
國產(chǎn)特斯拉基礎(chǔ)款對(duì)電池要求并不高。根據(jù)工信部推薦目錄公布的配臵數(shù)據(jù),國產(chǎn) 特 斯 拉 基 礎(chǔ)款 工 況 條件 下 續(xù) 航里 程 約 為 450km , 電 池系 統(tǒng) 能量 密 度 約 為 140-150wh/kg,總帶電量約為 52kwh。

這樣的電池需求寧德時(shí)代能滿足嗎?
顯然,寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池方案能滿足。

主要基于以下幾點(diǎn):
1) 首先是 CTP LFP 的降本提效。本質(zhì)上就是原來 LFP 電池較差的單體性能通過空 間結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使得整體電池包性能提升。在同等需求的情況下 LFP 比三元 523 便宜了至少 15-20%,同時(shí)提升了安全性和使用壽命。
2) 其次是磷酸鐵鋰電池技術(shù)本身進(jìn)步巨大。考慮到客車中 LFP 占比高,乘用車中 NCM 占比高,因此我們可以通過用客車中 LFP 與乘用車中 NCM 對(duì)比,分析推薦目 錄中 LFP 和 NCM 的平均能量密度。結(jié)論顯而易見,LFP 與 NCM 差距并不大。當(dāng)然, 客車中一般都是大電芯,乘用車一般都是小電芯,直接對(duì)比有不妥,但 CTP 本身就是倡導(dǎo)利用大電芯,所以這個(gè)結(jié)論也可以說,大電芯 LFP 和小電芯 NCM 在 目前技術(shù)水平下性能是差不多的,即 LFP CTP 方案在性能上是可行的。
3) 寧德時(shí)代有磷酸鐵鋰高能型和功率型電芯。寧德時(shí)代推出的 LFP 電池其熱失控 溫度高達(dá) 800℃,可實(shí)現(xiàn) 15 分鐘可補(bǔ)電至 80%,采用輕量化設(shè)計(jì)電池包能量密 度可達(dá) 155Wh/kg。
因此寧德時(shí)代的 CTP LFP“無鈷”電池方案能夠滿足特斯拉基礎(chǔ)款的需求。
但 CTP LFP 只能滿足基礎(chǔ)款,國產(chǎn)長續(xù)航版本依然會(huì)是高鎳三元且短期內(nèi)不會(huì)改變。

特斯拉的“無鈷電池”不只磷酸鐵鋰電池。根據(jù)工信部推薦目錄公布的配臵數(shù)據(jù), 國產(chǎn)特斯拉長續(xù)航款工況條件下續(xù)航里程約為 668km,電池系統(tǒng)能量密度約為 161wh/kg,總帶電量約為 80kwh。這樣的配臵要求短期內(nèi) LFP 電池很難達(dá)到,因此我 們覺得特斯拉的“無鈷”電池還有更深的含義。
1.3. 特斯拉有哪些無鈷化想法?
首先,我們覺得“干電極”技術(shù)和“超級(jí)電容器”技術(shù)大概率只是配角,不會(huì)是特 斯拉下一代電池的主角。“干電極”技術(shù)是省去了電極中液態(tài)的 NMP,并不會(huì)改變材 料體系,因此他屬于“有鈷”“ 無鈷”都通用的工藝,客觀上來講,提升能量密度后 會(huì)降低鈷的單耗,但本質(zhì)上和“無鈷電池”這個(gè)特定名詞無關(guān)。“超級(jí)電容器”不屬 于鋰離子電池體系,且超級(jí)電容器一般能量密度約 10wh/kg,很難想象扛著 7 噸電容 器的特斯拉在道路奔騰的畫面,客觀上來講,未來大概率會(huì)利用其優(yōu)質(zhì)的功率密度 特性作為鋰離子電池體系的補(bǔ)充,因此也不是“無鈷電池”討論的重點(diǎn)。
特斯拉現(xiàn)在并無成熟“無鈷”路線,但一直有“無鈷”想法。如果簡單定義成熟電 池方案產(chǎn)能達(dá)標(biāo)要求為 1Gwh,則結(jié)論是特斯拉沒有成熟“無鈷”電池方案,但有“無鈷”的想法、“高鎳低鈷”已量產(chǎn)和“超高鎳超低鈷”的即將量產(chǎn)的事實(shí)。
首先來看“無鈷”的想法,我們從馬斯克的表態(tài)及 Jeff Dahn 教授的研究可見一斑。

2018 年,馬斯克稱未來特斯拉要做到“無鈷”。2018 年 6 月,在預(yù)估 Model3 周產(chǎn) 5000 臺(tái)的目標(biāo)時(shí),不少人擔(dān)憂,車用電池關(guān)鍵材料鈷,供給相對(duì)稀少,或許會(huì)成為 Model3 擴(kuò)產(chǎn)的絆腳石。但此時(shí),馬斯克特地回應(yīng)表示,旗下電池的鈷使用量已低于 3%,次代電池用量還將降至零!
馬斯克的“無鈷化”主要是基于其對(duì)推廣電動(dòng)車的訴求。我們認(rèn)為馬斯克對(duì)“無鈷” 的追求更多的是因?yàn)樗麑?duì)電動(dòng)車普及開來的訴求,受夠了電池產(chǎn)能地獄折磨的特斯 拉,不希望一種資源品會(huì)限制著電動(dòng)車的普及,因此在科研及產(chǎn)業(yè)推廣上不斷地尋 求“無鈷”的方向。
鈷的供需矛盾及資源品屬性短期無法改變。假設(shè)未來遠(yuǎn)期全球每年新能源汽車銷量 5000 萬輛,按照單車鈷金屬含量 10kg 測(cè)算,則鈷的需求量約為 50 萬噸量級(jí),而目 前全球鈷金屬年開采量不足 15 萬噸,且從已探明儲(chǔ)量來看,鈷本身也較為稀有,和 鋰的邏輯也并不相同,因而馬斯克的“去鈷”想法也就不難理解了。

特斯拉聯(lián)合三元電池科研大牛 Jeff Dahn 教授共同研發(fā)“無鈷”電池。2015 年 6 月, 特斯拉與三元材料領(lǐng)域大牛 Jeff Dahn 所領(lǐng)導(dǎo)的 25 人研究團(tuán)隊(duì)簽訂了為期 5 年的獨(dú) 家合同,而雙方的正式合作于 2016 年正式啟動(dòng),Jeff 主要為特斯拉提供提高鋰電池 的能量密度和使用壽命,降低成本相關(guān)研究。從 Dahn 教授的研究中也可以窺見一些 特斯拉對(duì)“無鈷”電池的嘗試。

科研上初步證實(shí)有無鈷化方案,但還無法產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。根據(jù)過去幾年 Jeff Dahn 團(tuán) 隊(duì)發(fā)表的論文,一些與“無鈷”電池相關(guān)的結(jié)論主要是:在 NCA 類型的高鎳(Ni> 90%)材料中,Co 起的作用很小或幾乎沒有,但長時(shí)間低倍率循環(huán)過程中,正極容量 衰減嚴(yán)重,例如即使相對(duì)表現(xiàn)最好的樣品在 400 次循環(huán)后正極容量僅剩余不足 70%。
特斯拉三元“無鈷”電池產(chǎn)業(yè)化方案目前并不存在。考慮到實(shí)驗(yàn)室方案至產(chǎn)業(yè)化量 產(chǎn)一般需要較長時(shí)間,且考慮到目前實(shí)驗(yàn)室方案還有一些具體問題并未完全解決, 因此我們認(rèn)為現(xiàn)行條件下,特斯拉的絕對(duì)“無鈷”鋰離子電池暫時(shí)還不存在。
但是,特斯拉的低鈷方案是存在的,且鈷的含量還在持續(xù)降低。
1.4. 如何理解特斯拉的去鈷路線?
1.4.1. “Less than 3% cobalt in our batteriers”
首先需要知道特斯拉現(xiàn)在“含鈷量”還有多少。因此第一個(gè)問題就是來如何理解馬 斯克“We use less than 3% cobalt in our batteriers & will use none in next gen”?
我們認(rèn)為這句話的核心是理解這個(gè)“3%”的主體是誰,正極活性物質(zhì)中鈷的摩爾配 比含量?正極活性物質(zhì)中鈷的質(zhì)量比?單體電池中鈷的質(zhì)量比?還是在電池中的價(jià) 值量占比?

各大材料廠現(xiàn)有的主流高鎳方案主要包括 NCM(Ni80 體系)、NCM(Ni83 體系)、 NCA(Ni80 體系)及 NCA(Ni87 體系)等。
馬斯克所說“3%”并不是指正極活性物質(zhì)中鈷的摩爾配比。最直接的金屬摩爾比可 以直接通過各類活性物質(zhì)的分子式,可以看出鈷金屬含量最低的是 NCM(Ni83 體系), 其測(cè)算鈷含量大約為 8%,而特斯拉體系所用的 NCA(Ni8 體系)及 NCA(Ni87 體系)分別為 15%及 10%,均不及馬斯克所說的 3%含鈷量,因此其 3%含鈷量的主體并不是正極 材料活性物質(zhì)摩爾比。
馬斯克所說“3%”也不是指正極活性物質(zhì)的鈷質(zhì)量比。計(jì)算質(zhì)量百分比口徑下各類 正極活性物質(zhì)的鈷含量,即根據(jù)
鈷含量=鈷相對(duì)原子質(zhì)量*鈷摩爾比/活性物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量
則可以得出,目前鈷金屬含量最低的是 NCM(Ni83 體系),其測(cè)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)口徑下鈷 含量大約為 5%,而特斯拉體系所用的 NCA(Ni8 體系)及 NCA(Ni87 體系)分別為 10%及 6%,同樣均不及馬斯克所說的 3%含鈷量,因此其 3%含鈷量的主體可能也并不是正極 材料活性物質(zhì)中鈷的質(zhì)量百分比。根據(jù)容百科技披露的公開資料也可以看出,目前 商用的主流高鎳產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)口徑下的鈷含量約為 5-7%,距離馬斯克說的 3%還有一 定的距離。

那馬斯克所說的 3%究竟指的是啥?我們覺得有兩層含義,即電池總質(zhì)量中鈷的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)和鈷在電池中的單位價(jià)值量占比。
對(duì)于電池總質(zhì)量中鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù),有以下的測(cè)算方法:
鈷含量=鈷單位耗用(kg/kwh)*電池單體能量密度(kwh/kg)
則可以得出,目前主流的這幾種高鎳方案,其測(cè)算電池質(zhì)量分?jǐn)?shù)口徑下鈷含量除 NCA(Ni8 體系)之外均在 3%以下,因此馬斯克所說的 3%可以是指電池總質(zhì)量中鈷的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)。
對(duì)于鈷在電池中的單位價(jià)值量占比,有以下的測(cè)算方法:
鈷價(jià)值量占比=鈷單位耗用(kg/kwh)*鈷單價(jià)(元/kg)/電池價(jià)格(元/kwh) 考慮到馬斯克說的 3%含鈷量是在 2018 年 6 月左右,因此我們可以根據(jù) 2018 年 6 月 左右的各類價(jià)格進(jìn)行回溯??紤]到僅為簡單測(cè)算,我們主要用一些國內(nèi)連續(xù)數(shù)據(jù)結(jié) 合外媒報(bào)道進(jìn)行測(cè)算。根據(jù)無錫盤和 MB 報(bào)價(jià)數(shù)據(jù),2018 年 6 月,鈷粉價(jià)格約為 550 元/kg,根據(jù) BNEF 及 GGII 的數(shù)據(jù),特斯拉電池價(jià)格約為 1300 元/kwh(175-185 美元 /kwh),則對(duì)應(yīng)的 NCM811 及 NCM(Ni83 體系),其電池價(jià)值量口徑下鈷含量大約為 4% 及 3%,而特斯拉體系所用的 NCA(Ni8 體系)及 NCA(Ni87 體系)分別為 6%及 3%.因此馬斯克所說的 3%也可以是指,鈷在電池中的單位價(jià)值量占比。

1.4.2. “Will use none in next gen”
理解了前面的問題,接下來就可以進(jìn)一步思考,馬斯克所說的鈷含量降到 0 是指什 么?如何來實(shí)現(xiàn)?如果不能實(shí)現(xiàn)還能怎么做?
根據(jù)前文論述,我們認(rèn)為特斯拉未來 2-3 年內(nèi)很難大規(guī)模應(yīng)用完全“無鈷”電池, 但鈷對(duì)特斯拉的牽制將大幅降低,即特斯拉的“含鈷量”顯著低于 3%,直至接近 0,
這主要是基于以下幾點(diǎn)的考慮:
1) 鈷在三元材料電池體系的作用依然存在,高鎳體系含量低但對(duì)電池的穩(wěn)定及循環(huán) 壽命等作用暫無法證偽;
2)“超低鈷”三元電池已經(jīng)開始量產(chǎn),含鈷量將大幅降低。

三元體系中,鈷主要起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用。在一般三元材料體系中,Co 含量增加能有 效減少陽離子混排,降低阻抗值,提高電導(dǎo)率和改善充放電循環(huán)性能,但隨著 Co 含 量增加,材料的可逆嵌鋰容量下降,成本增加。Ni 元素的存在有利于提高材料的可 逆嵌鋰容量,但過多的 Ni 會(huì)使材料的循環(huán)性能惡化。NCM 中的 Mn 元素不僅可以降低 材料的成本,而且穩(wěn)定結(jié)構(gòu),提高材料的穩(wěn)定性和安全性。Mn 的含量太高會(huì)出現(xiàn)尖 晶石相而破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)。NCA 中的 Al 元素增強(qiáng)了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性, 進(jìn)而提高了材料的循環(huán)穩(wěn)定性。

三元體系中,鈷主要作用還在進(jìn)一步被證實(shí)。根據(jù) 2020 年 2 月刊發(fā)于權(quán)威期刊 《Sicence》上的論文“Cobalt in lithium-ion batteries”,作者認(rèn)為:對(duì)一個(gè)高 鎳正極層狀材料體系而言,除物相本身的不穩(wěn)定性和雜相生成的可能性外,也應(yīng)該 考慮鎳具有相對(duì)強(qiáng)的自旋,Ni3 離子發(fā)生“Magnetic frustration”從而導(dǎo)致材料體 系處于不穩(wěn)定及高能量狀態(tài)。Li 離子無自旋,故有傾向于進(jìn)入鎳的晶格位降低體系 能量,但使整個(gè)材料體系中晶格錯(cuò)排,阻礙鋰的傳輸,導(dǎo)致正極的容量不可逆衰減。而這種情況下,鈷的摻雜作用就能體現(xiàn)出來,同樣因?yàn)闊o自旋,Co3 可穩(wěn)定材料體系, 抑制不需要的晶格中的鈷鋰錯(cuò)排。
作者給出的“無鈷化”的建議包括:用其他有類似作用的元素替代鈷;多個(gè)材料體 系耦合;使用陰離子氧化還原對(duì);精細(xì)調(diào)控高鎳材料。
作者對(duì)鈷的評(píng)價(jià)是,在 LNO 體系中,鈷的作用可能不像最初設(shè)想的那樣至關(guān)重要, 但通常只有在與其他組分結(jié)合起來分析,才發(fā)現(xiàn)它的重要性是顯而易見的。“無鈷“是 一個(gè)重要的研究目標(biāo),但也需要注意性能良好、成本較低、鈷含量較少的正極才是 最重要的。
從上述分析可知,無論是學(xué)術(shù)研究上,還是產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)上,LNO 體系絕對(duì)“無鈷”方 案并不成熟,但可以通過精細(xì)調(diào)控高鎳材料的組成、煅燒溫度、時(shí)間和氣氛,做到 較低的鈷含量—相對(duì)“無鈷”在學(xué)術(shù)上及實(shí)踐中是可行的。

2. 特斯拉下一代電池:鈷降至 1%以下

核心結(jié)論:
1) 特斯拉所用圓柱 21700 電池單體能量密度目前其他電池廠鮮有能及,但成組后電池系統(tǒng)能量密度一般。因此特斯拉有必要來進(jìn)一步提升電池的性能,主要的 解決方法即是“去鈷”,即未來使用能量密度更高的超高鎳低鈷電池。
2) 特斯拉電池供應(yīng)愿景就是不受制于人,極限降鈷就是以后不受制于鈷。特斯拉 前期選擇松下,主要是考慮到其電池性能優(yōu)異,之后引入 LGC 及寧德時(shí)代,則 主要是考慮電池供應(yīng)鏈安全。特斯拉目前產(chǎn)能規(guī)劃宏闊,不希望有任何阻礙其 產(chǎn)能擴(kuò)張的環(huán)節(jié)出現(xiàn),而鈷則是被視為可能的隱患。
3) 目前特斯拉的電池單體含鈷量已低于 3%,若把鈷降至 1%以下,則特斯拉對(duì)鈷 的使用將進(jìn)一步減少,未來放量增長將不受限于鈷。我們測(cè)算,若將目前的 NCA(Ni87 體系)切換為 NCA(Ni91 體系),NCM(Ni83 體系)切換為 NCM(Ni92 體 系) ,“含鈷量”將大幅下滑,下降幅度近 60%,電池體系含鈷量將降至 1%以 內(nèi)。鈷對(duì)電動(dòng)車遠(yuǎn)期產(chǎn)能的限制與馬斯克理念沖突,因此他需要降鈷,降低電 池“含鈷量”是特斯拉未雨綢繆、主動(dòng)出擊。
4) 特斯拉電動(dòng)化大勢(shì)開啟,切換成超低鈷方案后預(yù)計(jì) 2025 年將減少鈷金屬資源 使用 1.1 萬噸左右。特斯拉在歐美電動(dòng)車銷量一騎絕塵,Model 3 國產(chǎn)后在國 內(nèi)亦是“屠榜”存在。我們預(yù)計(jì) 2025 年特斯拉銷量將達(dá)到 320 萬輛,電池需 求將達(dá)到 256GWh 左右,預(yù)計(jì)到 2025 年,超高鎳超低鈷方案下對(duì)鈷金屬的需求 量將減少 1.1 萬噸左右。
5) 現(xiàn)有三元 Ni 8 系切換至三元 Ni 9 系,度電成本將下降,特斯拉對(duì)鈷價(jià)變化的 敏感性將下降,利于特斯拉預(yù)期管理。現(xiàn)有體系切換至超高鎳低鈷后,電池成 本將降低 2pct,特斯拉對(duì)鈷價(jià)變化的成本敏感性將大幅下降。未來特斯拉不會(huì) 受制于鈷價(jià)大幅波動(dòng)對(duì)整體成本造成太大影響,可以對(duì)電池及單車成本做預(yù)期 管理,降低對(duì)鈷價(jià)巨幅波動(dòng)的敏感性,“去鈷”核心在于變被動(dòng)為主動(dòng)。
2.1. 特斯拉所用電池仍可提升
目前特斯拉國產(chǎn)版已經(jīng)量產(chǎn)并交付,我們可以分析公告數(shù)據(jù)來測(cè)算特斯拉目前電池 系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)。
首先,特斯拉電池優(yōu)勢(shì)在其材料體系,從目前可量產(chǎn)的正極活性材料(LMO, LFP, LCO, NCM, NCA)角度看,高鎳體系 NCA/NCM 目前是克容量最高的材料,一般能超 200mah/g, 同時(shí)高鎳體系 NCA/NCM 的相對(duì)鋰電勢(shì)差相對(duì)于 LFP 體系更高,因此高鎳三元體系的 電池能量密度更容易做高。

特斯拉體系 NCA/NCM811 的圓柱 21700 電池單體能量密度目前其他電池廠鮮有能及。 分析動(dòng)力電池裝機(jī)數(shù)據(jù),我們可以明顯看出,松下 NCA 21700 電池單體質(zhì)量能量密 度達(dá)到 256wh/kg,其單體體積能量密度達(dá)到 733wh/L,LGC 的 NCM8 系 21700 電池單 體質(zhì)量能量密度達(dá)到 257wh/kg,其單體體積能量密度達(dá)到 718wh/L.目前寧德時(shí)代的 方形高鎳體系,其單體最高的為 79148 款方形三元電池,單體質(zhì)量能量密度達(dá)到 250wh/kg,其單體體積能量密度達(dá)到 563wh/L.而磷酸鐵鋰類電池單體能量密度相對(duì) 于三元體系差距明顯。

但成組后電池系統(tǒng)能量密度,特斯拉體系目前處于中上等水平。考慮到松下及 LGC 均為圓柱形電池,相比與寧德時(shí)代的方形電池,在單體性質(zhì)上有優(yōu)勢(shì),但成組效率 并不高。國產(chǎn)特斯拉基礎(chǔ)款電池系統(tǒng)能量密度約為 150wh/kg,而國產(chǎn)長續(xù)航款電池系統(tǒng)能量密度約為 161wh/kg,而寧德時(shí)代方形 811 體系電池系統(tǒng)能量密度可超過 180wh/kg.
目前特斯拉體系的電池單體性能近乎無敵,而成組成系統(tǒng)后性能一般,因此特斯拉 有必要來進(jìn)一步提升電池的性能。解決此問題,要么換用成組后能量密度滿足要求 但更便宜的方案,要么繼續(xù)提升單體能量密度從而提升成組能量密度。目前看,主 要的解決方法均是走的“去鈷”路線,即低配版采用寧德時(shí)代“LFP CTP”電池方案, 高配版未來使用克容量更高的高鎳低鈷電池?!?CTP LFP”方案前文已討論,后續(xù)的 重點(diǎn)將是討論特斯拉的高鎳超低鈷方案。
2.2. 特斯拉的超低鈷方案
前面討論了特斯拉為何要“去鈷”,可以怎樣“去鈷”,接下來我們從特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈 如何,來一步步挖掘特斯拉去鈷的進(jìn)度,并引申出我們對(duì)其電池路線的猜想和對(duì)行 業(yè)影響。
2.2.1. 特斯拉電池供應(yīng)愿景:不求于人
首先來看特斯拉電池供應(yīng)鏈,目前特斯拉體系的電池主要是由松下及 LGC 供應(yīng),2020 年將引入寧德時(shí)代進(jìn)入其電池供應(yīng)鏈,而在 2019 年之前的十年則由松下獨(dú)供。2009 年,找不到穩(wěn)定電池供應(yīng)商的特斯拉遇到了當(dāng)時(shí)汽車動(dòng)力電池中的領(lǐng)軍企業(yè)松 下,雙方逐步開啟了長達(dá)十年的合作。
2010 年,松下投資 3000 萬美元,收購了特斯拉 141.8 萬股股票。2011 年,雙方又 簽訂了 6.4 億顆 18650 電芯供應(yīng)的協(xié)議。
2013 年,雙方再次續(xù)簽協(xié)議,將供應(yīng)量提升至 18 億顆。雙方從普通的供應(yīng)關(guān)系發(fā)展 到獨(dú)家供應(yīng)關(guān)系。
2014 年 7 月,特斯拉與松下共投資 50 億美元在美國內(nèi)華達(dá)州建立“超級(jí)工廠” Gigafactory1,項(xiàng)目中,松下主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)圓柱形鋰電池,供給特斯拉 Model 3。
2016 年,Model 3 預(yù)定量達(dá)到 32.5 萬輛。馬斯克表示到 2018 年自家工廠能夠生產(chǎn) 滿足 50 萬輛汽車使用的電池,而此前特斯拉卻并未與松下對(duì)提前的任務(wù)達(dá)成一致。
2017 年,電池產(chǎn)能不足使 Model 3 遭遇量產(chǎn)瓶頸。
2018 年特斯拉與松下關(guān)系開始轉(zhuǎn)折。2018 年下半年,Model 3 的產(chǎn)能終于達(dá)到 5000 輛/周,同時(shí),特斯拉在第三季度實(shí)現(xiàn)盈利,但松下卻為了增加 Model 3 產(chǎn)能進(jìn)行了 遠(yuǎn)超預(yù)期的固定資產(chǎn)、人工投資,最終導(dǎo)致自己在兩個(gè)季度虧損 84 億日元。
2019 年 1 月 21 日,豐田與松下宣布,計(jì)劃 2020 年年底前成立合資公司。與此同時(shí), 松下為特斯拉提供電池業(yè)務(wù)的營業(yè)虧損已超過 200 億日元,2019 年第一季度特斯拉 交付量也大幅下跌。2019 年 9 月,松下 CEO 津賀一宏在采訪中直言自己后悔幾年前 投資特斯拉超級(jí)工廠。
2020 年 1 月,特斯拉開始穩(wěn)定盈利,但與松下卻漸行漸遠(yuǎn)。特斯拉在財(cái)報(bào)電話會(huì)中 表示,公司電池供應(yīng)商將增加 LGC 和 CATL。
特斯拉對(duì)松下獨(dú)供的反思:成之性能,敗之產(chǎn)能。特斯拉前期選擇松下,主要是考 慮到其電池性能優(yōu)異,有利于特斯拉電動(dòng)汽車的推廣,之后引入 LGC 及寧德時(shí)代, 則主要是考慮電池供應(yīng)鏈安全,2018 年產(chǎn)能瓶頸最終讓特斯拉決定在上海工廠電池 供應(yīng)中增加供應(yīng)商。
特斯拉目前產(chǎn)能規(guī)劃宏闊,不希望有任何阻礙其產(chǎn)能擴(kuò)張的環(huán)節(jié)出現(xiàn)。從公司未來 產(chǎn)能規(guī)劃上看,主要可以分成三塊,即美國 Fremont 工廠、上海工廠及德國工廠, 目前各自的規(guī)劃和進(jìn)度是:
1) Fremont:Model Y 在 2020 年 1 月開始量產(chǎn)爬坡。目前 Mode 3/Y 的總產(chǎn)能是每 年 40 萬輛。由于將在各個(gè)生產(chǎn)車間增加量產(chǎn)機(jī)器,因此 Model Y 量產(chǎn)爬坡將逐 漸釋放。到 2020 年年中完成擴(kuò)建后,Model 3 和 Model Y 的總產(chǎn)能將達(dá)到每年 50 萬輛。另外將在 2020 年第一季度末開始交付 Model Y。
2) Shanghai:自 2019 年第四季度末以來,一直在逐步增加本地電池 pack 組的產(chǎn) 量。Model 3 的制造在符合預(yù)期的推動(dòng)。由于中國市場(chǎng)對(duì) Model 3 反響良好,因 此目標(biāo)是進(jìn)一步利用現(xiàn)有設(shè)施增加 Model 3 的產(chǎn)能,二期工程已經(jīng)破土動(dòng)工。鑒于 SUV 車型的受歡迎程度高,因此計(jì)劃推出 Model Y 的產(chǎn)能不小于 Model 3。
3) Berlin-Brandenburg:正在柏林附近進(jìn)行準(zhǔn)備工作,考慮到德國有很強(qiáng)的制造和 工程能力,因此選擇了柏林作為合適的地點(diǎn)來為歐洲市場(chǎng)生產(chǎn)汽車。該工廠的 首批交貨預(yù)計(jì)在 2021 年。
從特斯拉—電池廠—材料廠穿透,來看特斯拉在高鎳去鈷上可能的方向,考慮到寧 德時(shí)代目前給特斯拉的方案大概率為方向 LFP 電池,不是三元體系,因此我們暫不 討論。
LGC 及松下電池業(yè)務(wù)體系中,有大量布局及量產(chǎn)高鎳正極的公司。在 LGC 的正極供應(yīng) 體系里,包括了 LG 化學(xué)、L&F、POSCO ChemTech、日亞化學(xué)、優(yōu)美科、格林美、天 津巴莫、華友樂金、當(dāng)升科技、湖南中偉等,目前各家均已布局高鎳。在松下的正 極供應(yīng)體系里,包括了住友金屬、戶田工業(yè)、廈門鎢業(yè)、優(yōu)美科、芳源環(huán)保、湖南 中偉等,同樣的目前各家也都已布局高鎳。目前主要的高鎳前驅(qū)體及正極材料包括 Ni8 系和 Ni9 系,其中 8 系是指鎳金屬的摩爾比超過 80%的三元材料,包括 Ni80、Ni83、 Ni88 等,市場(chǎng)上規(guī)?;瘧?yīng)用的多為 Ni83 產(chǎn)品。9 系是指鎳金屬的摩爾比超過 90%的 三元材料,包括 Ni90、Ni92、Ni95 等。
LGC 及松下電池業(yè)務(wù)龐雜,除了動(dòng)力電池業(yè)務(wù)還有大量的小動(dòng)力業(yè)務(wù),動(dòng)力電池業(yè)務(wù) 中除了特斯拉還有大量其他整車廠,因此從分析特斯拉的角度看,更需要分析對(duì)應(yīng) 的材料廠是否是穿透到了特斯拉這一層級(jí)。
2.2.2. 特斯拉 Ni9 系電池:極限降鈷以不求于鈷
幸運(yùn)的是,確實(shí)有這樣一個(gè)為“松下-特斯拉”體系供應(yīng) NCA 前驅(qū)體的 A 公司,其股 東之一為與松下-特斯拉體系有多年合作的 B 公司。A 公司與松下-特斯拉體系的合作 時(shí)間軸如下:
1) “2015 年 3 月,特斯拉和松下在 B 公司的陪同下到我司參觀考察,公司總經(jīng)理 和高層領(lǐng)導(dǎo)在會(huì)議室接待了客人,并簡要介紹了公司在三元前驅(qū)體的整體實(shí)力。隨后,在相關(guān)部門負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下,客戶先后參觀了我司生產(chǎn)車間、研發(fā)中心 和檢測(cè)測(cè)試中心,公司副總經(jīng)理重點(diǎn)向客戶介紹了 NCA 生產(chǎn)能力和品質(zhì)性能,并解答客戶提出的疑問?!?/span>
2) “2016 年 9 月,A 公司規(guī)劃投資 3 億元,將建成年產(chǎn) 3.6 萬噸高品質(zhì) NCA/NCM 前驅(qū)體、三元鋰電正極材料的新生產(chǎn)基地?!?/span>
3) “2017 年 7 月和 8 月,A 公司分別通過了松下集團(tuán)對(duì)公司產(chǎn)品供應(yīng)鏈體系品質(zhì) 審核的初審和復(fù)審,而本次《基本交易合同》的簽署是公司通過松下品質(zhì)審核 的具體落實(shí)。預(yù)期供貨數(shù)量和產(chǎn)品為每月 1000 噸的三元材料 NCA 前驅(qū)體?!?/span>
4) 2017 年,公司對(duì)口松下收入約為 6300 萬元,占當(dāng)期三元前驅(qū)體業(yè)務(wù) 69%,占當(dāng) 期全公司總收入 36%;2018 年公司對(duì)口松下收入進(jìn)一步提升至 1.73 億元,占當(dāng) 期三元前驅(qū)體業(yè)務(wù) 76%,占當(dāng)期全公司總收入 64%。
5) 2018 年半年報(bào),A 公司表示“現(xiàn)階段,公司正在持續(xù)加大 NCA、NCM 前驅(qū)體產(chǎn)品 比重,轉(zhuǎn)型成為鋰電池三元正極材料生產(chǎn)企業(yè),根據(jù)公司目前的客戶維護(hù)及市 場(chǎng)拓展情況,松下目前成為公司 NCA 前驅(qū)體產(chǎn)品的主要銷售客戶,導(dǎo)致公司對(duì) 松下產(chǎn)生一定的依賴。”
根據(jù) A公司官網(wǎng)產(chǎn)品介紹,目前松下-特斯拉體系的NCA產(chǎn)品主要包括鈷摩爾比為15% 的普通 NCA 及鈷摩爾比為 9%作用的所謂 NCA ,根據(jù)前文測(cè)算及特斯拉對(duì)電池及鈷含 量的定義,我們認(rèn)為,鈷摩爾比為 15%的普通 NCA 大概率為 model S/X 所使用,鈷摩 爾比為 9%左右的所謂 NCA 大概率為新款 model 3 所使用。目前從商用化量產(chǎn)角度看, NCA(Ni87/88,即把鈷摩爾比降到 10%以內(nèi))以及 NCM8 系(Ni83,鈷摩爾比大約 8%) 已經(jīng)是非常高的水平.
那是否還有鈷含量更低的高鎳正極體系量產(chǎn)呢?
答案是肯定的,例如格林美公告寫道“2020—2026 年,ECOPRO BM 向公司采購總量 不低于 10 萬噸的高鎳 NCM8 系、9 系前驅(qū)體”,但具體摩爾配比數(shù)據(jù)并不可知,幸運(yùn) 的是,我們?cè)诘胤秸倬W(wǎng)上找到了 A 公司的相關(guān)項(xiàng)目審批公告。
A 公司公告高端三元鋰電前驅(qū)體(NCA/NCM)項(xiàng)目信息在 2019 年 11 月公示,公司項(xiàng) 目總共分兩期進(jìn)行,一期為 12 個(gè)月,2 期為 8 個(gè)月,預(yù)計(jì)建成后形成高鎳 NCA 前驅(qū) 體產(chǎn)能 25000 噸,高鎳 NCM(8 系及 9 系)前驅(qū)體產(chǎn)能 11250 噸。目前地方監(jiān)管部門 已批復(fù)該項(xiàng)目的能耗及環(huán)保。
A 公司該項(xiàng)目中最引人注意的是兩個(gè)超高鎳極低鈷的前驅(qū)體項(xiàng)目,與其官網(wǎng)上已披露 產(chǎn)品對(duì)比可知,NCA(Ni91 系)和 NCM(Ni92 系)均為新增量產(chǎn)項(xiàng)目。目前 A 的前驅(qū)體 主要客戶為松下和 B 公司,松下為特斯拉供應(yīng)商,B 公司為日韓電池廠正極高鎳供應(yīng) 商。A 公司對(duì)松下及 B 公司的總銷售額,在 2017 年及 2018 年上半年分別占 A 公司前 驅(qū)體收入的 82%和 82.5%。因此該項(xiàng)目中超高鎳體系的 NCA(Ni91 系)和 NCM(Ni92 系) 前驅(qū)體終端主要客戶大概率為松下-特斯拉體系及 B 公司對(duì)口的日韓電池廠。
2.3. 超高鎳超低鈷對(duì)特斯拉有何意義
2.3.1. 擺脫銷量增長對(duì)鈷的依賴
首先是意味著對(duì)鈷依賴的大幅下降,根據(jù)前文測(cè)算,我們知道,目前特斯拉的電池 單體含鈷量已低于 3%,若把鈷降至 1%以下,則特斯拉對(duì)鈷的使用將進(jìn)一步減少,未 來放量增長將不再受限于某一環(huán)節(jié)。

將目前的 NCA(Ni87 體系)切換為 NCA(Ni91 體系),“含鈷量”將下降 60%。目前特斯 拉使用松下的依舊是 NCA 正極材料電池,若將目前的 NCA(Ni87 體系)切換為 NCA(Ni91 體系),金屬鈷單位耗用將從原來的約 0.08kg/kwh 降低至 0.03kg/kwh,下降幅度近 60%,正極材料中鈷含量質(zhì)量比將從原來的約 6.2%降低至 2.6%,下降幅度近 60%,正 極活性物質(zhì)鈷的摩爾比將從原來約 9-10%降低至 4%,下降幅度近 60%,電池單體含鈷 量將從原來的約 2.1%進(jìn)一步降低至 0.9%,下降幅度近 60%.

將目前的 NCM(Ni83 體系)切換為 NCM(Ni92 體系) ,“含鈷量”也將下降 60%。目前特 斯拉使用的 LG 電池正極體系為 NCM 8 系,目前商業(yè)化應(yīng)用最普遍的即為 NCM(Ni83 體系),若將目前的 NCM(Ni83 體系)切換為 NCM(Ni92 體系),金屬鈷單位耗用將從原 來的約 0.07kg/kwh 降低至 0.02kg/kwh,下降幅度近 60%,正極材料中鈷含量質(zhì)量比 將從原來的約 5.2%降低至 1.9%,下降幅度近 60%,正極活性物質(zhì)鈷的摩爾比將從原 來約 8%降低至 3%,下降幅度近 60%,電池單體含鈷量將從原來的約 1.7%進(jìn)一步降低 至 0.7%,下降幅度近 60%.
以上兩種超高鎳極低鈷體系,相較于傳統(tǒng)三元電池 NCM5 系及 6 系,“含鈷量”將下 降近 90%。其中鈷金屬單位耗用 0.22kg/kwh 降低至 0.02kg/kwh,下降幅度近 90%,正極材料中鈷含量質(zhì)量比將從原來的約 13%降低至約 2%,下降幅度近 80%,正極活性 物質(zhì)鈷的摩爾比將從原來約 20%降低至 3%,下降幅度近 80%,電池單體含鈷量將從原 來的約 4.6%進(jìn)一步降低至 0.7%,下降幅度近 80%.
含鈷量的大幅下降,對(duì)特斯拉首先也是最重要的意味著產(chǎn)能將不會(huì)受限于鈷。 鈷對(duì)電動(dòng)車遠(yuǎn)期產(chǎn)能的限制與馬斯克理念沖突,因此他需要降鈷。對(duì)于馬斯克及特 斯來來說,最核心的想法是把電動(dòng)車在全世界推廣,最終達(dá)到完全替代燃油車,遠(yuǎn) 期銷量千萬量級(jí),顯然他并不希望有什么關(guān)鍵環(huán)節(jié)始終阻礙著他,限制著特斯拉和 電動(dòng)汽車的推廣。
降低電池“含鈷量”也是特斯拉未雨綢繆、主動(dòng)出擊。早前特斯拉與松下的矛盾, 并不是由于松下電池的質(zhì)量問題,相反松下電池的質(zhì)量非常好,目前來看也是最好 的動(dòng)力電池之一。兩者的核心矛盾是特斯拉對(duì)松下電池產(chǎn)能,不能滿足特斯拉的產(chǎn) 能爬坡需求的矛盾。顯然在馬斯克及特斯拉的眼里,鈷也是這樣的一種存在,雖然 鈷未來可以大量的重復(fù)循環(huán)使用,但目前對(duì)馬斯克及特斯拉而言,最優(yōu)先的是要主 動(dòng)出擊,降低電池“含鈷量”。

目前特斯拉銷量火爆,未來增長可期。
特斯拉的主要量產(chǎn)車型包括 Model S、Model X、Model 3,隨著 Model Y 量產(chǎn)下線并 交付,特斯拉將正式完成“S.E.X.Y”系列平圖。Model S 在 2012 年開始生產(chǎn),當(dāng)年 二季度開始交付,Model X 則是在 2013 年的三季度開始交付,Model 3 則是從 2017 開始量產(chǎn)及交付爬坡,目前 Model S 及 Model X 投產(chǎn)都已超過 7 年增長已相對(duì)疲軟, 而 Model 3 交付量則是持續(xù)創(chuàng)新高,Model Y 已經(jīng)開始量產(chǎn)并將于 2020 年一季度開 始交付。
特斯拉在 2019 年的產(chǎn)量和交付量均超過了 36 萬輛,創(chuàng)下新高,同比增長均超過了 40%,實(shí)現(xiàn)了全年 36 萬輛到 40 萬輛的交付量目標(biāo)。特斯拉實(shí)現(xiàn)交付量目標(biāo),主要是 得益于 Model 3 產(chǎn)量的大幅提升。Model 3 在 2019 年生產(chǎn) 30.2276 萬輛,向消費(fèi)者 交付 30.06 萬輛,產(chǎn)量占到了特斯拉全年的 82.8%,交付量占 81.9%。同 2018 年相比,Model 3 的產(chǎn)量在 2019 年增長 97.6%,交付量增長 106.4%。
特斯拉在歐洲市場(chǎng)已經(jīng)開始直接挑戰(zhàn)傳統(tǒng)燃油車巨頭。分市場(chǎng)看,2019 年歐洲的新 能源汽車達(dá)到了 56.42 萬臺(tái),在 2018 年 40.7 萬臺(tái)的基礎(chǔ)上增長了 38.9%,其中特斯 拉 Model 3 在歐洲的量為 9.524 萬臺(tái),這占到了增量的 60%。

從歐洲分季度銷量來看,特斯拉 Model 3 自 2019 年大規(guī)模進(jìn)入歐洲市場(chǎng)以來,其銷 量持續(xù)攀升,目前已達(dá)到同類型燃油車競(jìng)爭對(duì)手如奧迪 A4、寶馬 3 系、奔馳 C 系等 銷量水平,從銷量趨勢(shì)上看,奧迪 A4、寶馬 3 系、奔馳 C 系等已呈現(xiàn)銷量下臺(tái)階的 疲態(tài),而特斯拉 Model 3 銷量則是穩(wěn)定提升。
在美國,特斯拉一騎絕塵,Model 3 冠絕美國。2019 年美國純電汽車銷量增長了 3%, 接近 24 萬輛左右,約占同年美國汽車銷量的 1.4%。美國的純電市場(chǎng)是由特斯拉主導(dǎo) 的,特斯拉占了大部分的銷量。特斯拉 Model 3 連續(xù)第二年登上純電銷量冠軍的位 臵,交付量增長了 14%,約 16 萬輛。Model 3 不僅創(chuàng)造了特斯拉自身的銷量紀(jì)錄, 同時(shí)也創(chuàng)造了純電車型的銷量巔峰。Model 3 的銷量也是排第二 Model X 的 8.5 倍, 可謂是一騎絕塵。

對(duì)比各車型單季度銷量,比歐洲市場(chǎng)更明顯的是,目前特斯拉 Model 3 與同類型燃 油車競(jìng)爭對(duì)手如奧迪 A4、寶馬 3 系、奔馳 C 系等銷量優(yōu)勢(shì)持續(xù)保持,目前已超過三 者總和,即使加上其他如凱迪拉克 CT5、TLX 等競(jìng)爭對(duì)手銷量,特斯拉 Model 3 銷量 依然沒有太多劣勢(shì)。從趨勢(shì)上看,目前特斯拉 Model 3 增長勢(shì)頭良好,而同級(jí)別燃 油車競(jìng)爭對(duì)手銷量則在持續(xù)下滑。
隨著美國工廠升級(jí)改造,不斷提升產(chǎn)能;上海工廠正式量產(chǎn)開啟,產(chǎn)能不斷爬坡, 二期即將開啟;德國工廠開始準(zhǔn)備動(dòng)工;Model Y 正式量產(chǎn)并交付。特斯拉量產(chǎn)大周 期開啟,全球電動(dòng)化快速增長趨勢(shì)確定,我們預(yù)計(jì) 2025 年國內(nèi)及海外新能源汽車銷 量分別為 700 萬輛及 600 萬輛,特斯拉市占率分別為 20%及 30%,合計(jì) 320 萬輛。

我們預(yù)計(jì)到 2025 年當(dāng)特斯拉銷量達(dá)到 320 萬輛時(shí),其電池需求將達(dá)到 256GWh 左右, 年復(fù)合增速將超過 40%,將帶動(dòng)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈,對(duì)于其所用鈷也可以簡單測(cè)算。

我們根據(jù)特斯拉可能選用的四種量產(chǎn)高鎳三元電池做極端測(cè)算:
1) NCA(Ni87 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.08kg/kwh,則可以測(cè)算遠(yuǎn)期 2025 年鈷 金屬需求約為 2.10 萬噸;
2) NCA(Ni91 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.03kg/kwh,則可以測(cè)算遠(yuǎn)期 2025 年鈷 金屬需求約為 0.85 萬噸;
3) NCM(Ni83 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.07kg/kwh,則可以測(cè)算遠(yuǎn)期 2025 年鈷 金屬需求約為 1.75 萬噸;
4) NCM(Ni92 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.02kg/kwh,則可以測(cè)算遠(yuǎn)期 2025 年鈷 金屬需求約為 0.63 萬噸.
從以上的分析我們可以看出,在繼續(xù)以使用三元電池為大前提的假設(shè)條件下,未來 特斯拉對(duì)鈷的需求將有兩個(gè)需求通道:
1) 沿著現(xiàn)有 NCA(Ni87 體系)及 NCM(Ni83 體系),隨著特斯拉汽車銷量而不斷增加 對(duì)鈷的需求;
2) 從 2020 年開始慢慢將正極材料體系不斷向新的“高鎳低鈷” NCA(Ni91 體系) 及 NCM(Ni92 體系)三元方向切換。
預(yù)計(jì)到 2025 年,高鎳超低鈷方案下對(duì)鈷的需求量將從現(xiàn)有體系外推的 1.82 萬噸下 降到 0.74 萬噸左右,減少鈷資源使用 1.1 萬噸左右。若從目前材料體系切換到“高 鎳超低鈷”的節(jié)奏,2020-2023 年分別是 17%,33%,67%及 100%,根據(jù)我們的測(cè)算, 特斯拉在 2020 年至 2023 年并不需要每年增加太多鈷金屬的需求,這顯然短期內(nèi)是 可以緩解特斯拉對(duì)鈷的依賴。同時(shí)我們也需要注意的是,測(cè)算結(jié)果提示到 2023 年切入“高鎳超低鈷”之后,特斯拉對(duì)鈷的需求又將繼續(xù)上升,雖然斜率已遠(yuǎn)不如之前, 但還是會(huì)隨著特斯拉銷量的提升而不斷增長。因此可以猜測(cè),隨著實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證及產(chǎn) 業(yè)化不斷完善,2023 年前后有可能將真正意義上開始量產(chǎn)使用“絕對(duì)無鈷”電池, 進(jìn)入下一個(gè)“無鈷化”階段。
2.3.2. 降成本、控預(yù)期:被動(dòng)變主動(dòng)
其次是意味著成本的進(jìn)一步降低。客觀上來講,電池中鈷成本的下降并不意味電池 成本一定下降,因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)需要方方面面的配合。此處我們以測(cè)算方便,假設(shè)其 他成本和條件均保持不變,測(cè)算不同正極體系鈷含量不同而造成的電池成本變化。
考慮到目前鈷金屬價(jià)格約為 250-300 元/kg,我們?nèi)?300 元/kg 作為測(cè)算標(biāo)準(zhǔn),探究 不同單車帶電量,不同正極體系電池對(duì)鈷金屬需求的成本變化。

測(cè)算可知,對(duì)于不同的單車帶電量體系,
1) NCA(Ni87 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.08kg/kwh,則可以測(cè)算 30 度電時(shí)鈷金 屬成本約為 738 元,120 度電時(shí)鈷金屬成本約為 2953 元,度電鈷成本約為 25 元;
2) NCA(Ni91 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.03kg/kwh,則可以測(cè)算 30 度電時(shí)鈷金 屬成本約為 298 元,120 度電時(shí)鈷金屬成本約為 1193 元,度電鈷成本約為 10 元;
3) NCM(Ni83 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.07kg/kwh,則可以測(cè)算 30 度電時(shí)鈷金 屬成本約為 617 元,120 度電時(shí)鈷金屬成本約為 2467 元,度電鈷成本約為 21 元;
4) NCA(Ni92 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.02kg/kwh,則可以測(cè)算 30 度電時(shí)鈷金 屬成本約為 220 元,120 度電時(shí)鈷金屬成本約為 882 元,度電鈷成本約為 7 元.
顯然,從現(xiàn)有三元 Ni 8 系切換至三元 Ni 9 系,度電成本將顯著下降。
假設(shè)電池成本未來 2-3 年到 100 美元/kwh,即 700 元/kwh,則鈷含量的降低,將為電 池成本降低 2 pct。
以特斯拉目前約 70kwh 平均帶電量來簡單測(cè)算,NCA(Ni87 體系)切換至 NCA(Ni91 體 系)后,單車鈷成本將節(jié)省 1000 元以上,NCM(Ni83 體系) 切換至 NCM(Ni92 體系)后, 單車鈷成本將節(jié)省約 1000 元。假設(shè)特斯拉單車穩(wěn)態(tài)平均售價(jià)為 25 萬元,毛利率 20%, 則對(duì)應(yīng)單車毛利 5 萬元,凈利率 5%,對(duì)應(yīng)單車凈利 1.25 萬元,鈷含量的降低將會(huì)增厚單車凈利約 8%。
考慮到目前特斯拉單車帶電量范圍約為 50-100 kwh,我們?nèi)?70 kwh 作為測(cè)算標(biāo)準(zhǔn), 探究不同鈷金屬價(jià)格情況下,不同正極體系電池對(duì)鈷金屬需求的成本變化。

測(cè)算可知,對(duì)于不同的單車帶電量體系,
1) NCA(Ni87 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.08kg/kwh,則可以測(cè)算當(dāng)鈷價(jià)為 200 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 1148 元,700 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 4019 元;
2) NCA(Ni91 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.03kg/kwh,則可以測(cè)算當(dāng)鈷價(jià)為 200 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 464 元,700 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 1624 元;
3) NCM(Ni83 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.07kg/kwh,則可以測(cè)算當(dāng)鈷價(jià)為 200 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 959 元,700 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 3358 元;
4) NCA(Ni92 體系):目前鈷金屬單耗約為 0.02kg/kwh,則可以測(cè)算當(dāng)鈷價(jià)為 200 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 343 元,700 元/kg 時(shí)鈷金屬成本約為 1200 元.
顯然,從現(xiàn)有三元 Ni 8 系切換至三元 Ni 9 系,特斯拉對(duì)鈷價(jià)變化的成本敏感性將 大幅下降。
假設(shè)未來鈷價(jià)修復(fù)到 350-400 元/kg,我們?nèi)?400 元/kg 來簡單測(cè)算, NCA(Ni87 體系) 切換至 NCA(Ni91 體系)后,單車鈷成本將節(jié)省 1300 元以上,NCM(Ni83 體系) 切換 至 NCM(Ni92 體系)后,單車鈷成本將節(jié)省約 1200 元以上。假設(shè)特斯拉單車穩(wěn)態(tài)平均 售價(jià)為 25 萬元,毛利率 20%,則對(duì)應(yīng)單車毛利 5 萬元,凈利率 5%,對(duì)應(yīng)單車凈利 1.25 萬元,鈷含量的降低將會(huì)增厚單車凈利約 10%。
最核心的一點(diǎn)在于,未來特斯拉不會(huì)受制于鈷價(jià)大幅波動(dòng)對(duì)整體成本造成太大影響, 如前所述,對(duì)于 NCA(Ni87 體系)切換至 NCA(Ni91 體系)后,當(dāng)鈷價(jià)發(fā)生極端巨幅波 動(dòng),例如從 200 元/kg 波動(dòng)至 700 元/kg 時(shí),特斯拉對(duì)其單車成本敏感性將從原來 2400 元大幅降低至 850 元;對(duì)于 NCM(Ni83 體系) 切換至 NCM(Ni92 體系)后,當(dāng)鈷價(jià)發(fā)生 極端巨幅波動(dòng),例如從 200 元/kg 波動(dòng)至 700 元/kg 時(shí),特斯拉對(duì)其單車成本敏感性 將從原來 2900 元大幅降低至 1160 元.整體上從現(xiàn)有三元 Ni 8 系切換至三元 Ni 9 系 后,對(duì)單車凈利的傷害將從原來 24%大幅下降至 8%左右。
客觀上來講,特斯拉對(duì)電池正極材料體系的改變,對(duì)其絕對(duì)成本的降低意義其實(shí)并不大,且正極材料體系的變化也會(huì)牽涉到電池設(shè)計(jì)的方方面面,未來一定是降低成 本。但核心點(diǎn)就在于特斯拉可以對(duì)電池及單車成本做預(yù)期管理,降低對(duì)鈷價(jià)巨幅波 動(dòng)的敏感性,“去鈷”核心在于變被動(dòng)為主動(dòng)。

3. 行業(yè)影響:正極高鎳化趨勢(shì)開啟

核心結(jié)論:
1) 正極行業(yè)需求大,需求量增加確定性高。預(yù)計(jì) 2019-2021 年對(duì)應(yīng)正極需求分別 為 39/52/65 萬噸,復(fù)合增長率超 30%以上。
2) 高鎳材料綜合優(yōu)勢(shì)明顯,將是未來主流路線。高鎳三元是提升長續(xù)航里程需求 最可行的鋰電池方案,高鎳三元能進(jìn)一步滿足乘用車小型化的需求,高鎳三元 是在鈷資源的匱乏而必須降鈷的一個(gè)好選擇,高鎳三元綜合成本優(yōu)勢(shì)相對(duì)普通 三元 NCM 更顯著。
3) 正極高鎳切入國際大客戶將占得先機(jī)。目前中日韓主要電池廠及材料廠均加入 到這場(chǎng)高鎳三元材料競(jìng)爭中,需要密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)。
3.1. 正極需求大,總量增長很確定
從正極的主要需求來看,消費(fèi)以及動(dòng)力都總量增長。我們測(cè)算 2019-2021 年,消費(fèi) 鋰電需求分別為 60/65/70GWh;動(dòng)力電池需求分別為 119/178/241GWh;考慮儲(chǔ)能、 小動(dòng)力等領(lǐng)域,其他鋰電池需求分別為 37/49/62GWh。合計(jì) 2019-2021 年鋰電池需 求分別為 215/292/372GWh,對(duì)應(yīng)正極需求分別為 39/52/65 萬噸。

3.2. 未來看高鎳,切入國際大客戶將占得先機(jī)
三元高鎳電池在解決乘用車的高續(xù)航里程、輕量化需求等方面綜合優(yōu)勢(shì)明顯,三元 高鎳化趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。
1) 高鎳三元是提升長續(xù)航里程需求最可行的鋰電池方案。目前,制約電動(dòng)車發(fā)展 的一個(gè)重要原因就是里程焦慮,可能的解決途徑包括更長的續(xù)航里程、密集的 補(bǔ)能網(wǎng)點(diǎn)、快速的補(bǔ)能方式。但現(xiàn)有技術(shù)水平及實(shí)踐情況來看,布局密集的補(bǔ) 能網(wǎng)點(diǎn)需要大規(guī)模的基建,快充技術(shù)問題有待攻克,快充設(shè)施較為昂貴。同時(shí) 我們也看到,特斯拉通過電池硬件及系統(tǒng)軟件的不斷升級(jí)來提升續(xù)航里程,這 也正說明了從電池及材料環(huán)節(jié)以及車廠設(shè)計(jì)研發(fā)環(huán)節(jié)可以改善續(xù)航里程。在現(xiàn) 有技術(shù)條件下,通常 LFP 和常規(guī)三元 NCM 很難滿足上述要求,只有 NCM811、NCA 及更高鎳的材料能滿足需求。

2) 高鎳三元能進(jìn)一步滿足乘用車小型化的需求。高鎳型電池還可有效解決電池輕 量化的問題,且在節(jié)省空間等方面優(yōu)于磷酸鐵鋰電池和常規(guī)三元鋰電池。對(duì)于 乘用車而言,車內(nèi)空間的大小會(huì)對(duì)舒適度、購買決策有很大影響。高鎳三元電 池的體積能量密度明顯高于 LFP 和常規(guī) NCM,車企更傾向于使用體積能量密度更 高的高鎳三元?jiǎng)恿﹄姵亍?/span>

3) 高鎳三元是在鈷資源的匱乏而必須降鈷的一個(gè)好選擇。中國是全球最大的鈷資 源消費(fèi)國家,國內(nèi)鈷消費(fèi)量在全球消費(fèi)量占比達(dá) 46%,鋰電池行業(yè)則是國內(nèi)鈷消 費(fèi)的主要領(lǐng)域。隨著電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展,預(yù)計(jì)電池行業(yè)的鈷消費(fèi)規(guī)模及占比將 會(huì)進(jìn)一步提升。在全球范圍內(nèi),鈷金屬的礦產(chǎn)資源相對(duì)匱乏且市場(chǎng)供應(yīng)集中度 高,供應(yīng)狀況不確定因素較多。常規(guī)三元材料對(duì)鈷金屬需求量較高,勢(shì)必將會(huì) 加劇鈷金屬原材料的價(jià)格上漲,進(jìn)一步增加鈷金屬供應(yīng)的不穩(wěn)定性。

4) 高鎳三元綜合成本優(yōu)勢(shì)相對(duì)普通三元 NCM 更顯著。高鎳三元目前成本上的劣勢(shì) 在于生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié),而隨著高鎳三元材料生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,生產(chǎn)控制技術(shù) 持續(xù)改進(jìn),高鎳三元材料生產(chǎn)成本將不斷降低。同時(shí)由于高鎳三元材料鈷含量 低,原材料成本優(yōu)勢(shì)將愈發(fā)突出,例如 NCM811 相比 NCM523 的正極鈷含量由 12.21%降至 6.06%,折算到動(dòng)力電池每 kwh 單耗從 0.2kg 降至 0.1kg,由此在鈷 價(jià)巨幅波動(dòng)時(shí),NCM811 的材料成本優(yōu)勢(shì)將越發(fā)明顯。
因此高鎳材料綜合優(yōu)勢(shì)明顯,將是未來主流路線。三元正極材料目前已從早期的 NCM333 材料進(jìn)步到 NCM523 和 NCM622,并逐漸升級(jí)到 NCM811 和 NCA。

目前中日韓主要電池廠及材料廠均加入到這場(chǎng)高鎳三元材料競(jìng)爭中。
中國:
寧德時(shí)代:
1) NCM811 已解決安全性能問題,可滿足客戶需求,NCM 811/石墨體系電芯在 2019 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上市。單體能量密度 245wh/kg,相應(yīng)的系統(tǒng)能量密度可達(dá) 180wh/kg,產(chǎn)品將覆蓋 500KM 左右的主流車型。300Wh/Kg 的高鎳/硅碳 體系技術(shù)開發(fā)進(jìn)展順利,具體上市時(shí)間將隨車型上市時(shí)間而定。
2) 2019 年 3 月,寶馬 X1 插電式混合動(dòng)力里程升級(jí)版上市。寶馬宣稱搭載了全球 首款量產(chǎn)的 NCM811 電池。在循環(huán)壽命方面,寶馬 X1 使用的 NCM811 電池在 2500 次循環(huán)之后,還能保持 80%以上容量。
3) 寧德時(shí)代憑借配套廣汽 Aion S、蔚來 ES6、吉利幾何 A、小鵬 P7、合眾 U、金 康 SF5、廣汽 Aion LX、寶馬 X1 等多款新車型,成為國內(nèi) NCM811 電池裝機(jī) 量最大的電池企業(yè)。
容百科技:
1) 國內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)高鎳產(chǎn)品(NCM811)量產(chǎn)的正極材料生產(chǎn)企業(yè),NCM811 產(chǎn)品 技術(shù)與生產(chǎn)規(guī)模均處于全球領(lǐng)先,公司在華東、華中、西南及韓國設(shè)立多處先 進(jìn)生產(chǎn)基地,并圍繞正極材料回收再利用布局循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。
2) 公司于 2016 年率先突破并掌握了高鎳三元正極材料的關(guān)鍵工藝技術(shù),于 2017 年成為國內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)高鎳 NCM811 大規(guī)模量產(chǎn)的正極材料企業(yè),并在全球范 圍內(nèi)率先將高鎳 NCM811 產(chǎn)品應(yīng)用于新能源汽車動(dòng)力電池。目前,公司 NCM811 產(chǎn)品技術(shù)與生產(chǎn)規(guī)模均處于全球領(lǐng)先地位。
3) 公司所開發(fā)的單晶系列與高鎳系列三元正極材料,已進(jìn)入技術(shù)穩(wěn)定的規(guī)模化量 產(chǎn)階段,并已同寧德時(shí)代、比亞迪、LG 化學(xué)、天津力神、孚能科技、比克動(dòng) 力等客戶建立了合作關(guān)系,為該等國內(nèi)外主流動(dòng)力電池廠商的前沿高能量密度 產(chǎn)品,配套提供產(chǎn)品性能穩(wěn)定、制備技術(shù)成熟的三元正極材料,處于國際領(lǐng)先 水平。
國軒高科:2019H1 公司已開發(fā)出三元 811 軟包電芯,能量密度達(dá)到 302wh/kg,循 環(huán)次數(shù)超過 1500 周,三元 811 軟包電池預(yù)計(jì) 2020 年實(shí)現(xiàn)裝車。
天津力神:力神電池預(yù)計(jì)到 2022 年,乘用車高鎳電芯比能量將達(dá)到 350Wh/kg。力 神電池研發(fā)的 NCA電芯能量密度超過 300 Wh/kg,并且動(dòng)力型 NCM811 電池技術(shù) 也不斷取得突破并裝機(jī)。
比克電池:比克電池在 2018 年 5 月就開始大規(guī)模量產(chǎn)使用高鎳 NCM811 材料的 18650-3.0Ah 動(dòng)力電池電芯。同年 11 月,比克電池量產(chǎn)了 21700-4.8Ah 的 811 圓柱 電芯。
遠(yuǎn)景 AESC:遠(yuǎn)景 AESC 早在 2017 年就開始布局 NCM811 電池,經(jīng)過兩年的研發(fā), 目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟。遠(yuǎn)景 AESC 新一代 Gen5-811 AIoT 動(dòng)力電池產(chǎn)品,電芯能 量密度超過 300Wh/kg,同時(shí)通過多項(xiàng)安全測(cè)試。
蜂巢能源:蜂巢能源在 2019 年上海車展期間亮相了其研發(fā)的 86Ah 2C 快充電芯, 正極材料采用 NCM811 體系,該電芯預(yù)計(jì)將于 2020 年量產(chǎn)。此外,蜂巢能源開發(fā) 的 126Ah 高能量方形電芯,正極材料為 NCM811,能量密度超過 250Wh/kg。同時(shí), 蜂巢能源正在開發(fā)的 64.5Ah 軟包 NCM811 電池,能量密度已達(dá)到 300Wh/kg。
鵬輝能源:2018 年,鵬輝能源動(dòng)力用圓柱電池新增 NCM811 產(chǎn)能,其中以 2.8Ah 為主,采用 811 搭配石墨負(fù)極方案,能量密度達(dá) 220Wh/kg。
塔菲爾:塔菲爾也將推出 NCM811 產(chǎn)品,能量密度達(dá) 255Wh/kg,2021 年將量產(chǎn)能 量密度達(dá) 300Wh/kg 的 NCM811 產(chǎn)品,負(fù)極采用硅碳材料。
捷威動(dòng)力:2019 年年底量產(chǎn) NCM811 電池,能量密度 270Wh/kg,2020 年能量密度 達(dá)到 300Wh/kg。
當(dāng)升科技:當(dāng)升科技 NCM811 產(chǎn)品已于 2018 年實(shí)現(xiàn)大批量供貨
杉杉能源:2017 年底寧鄉(xiāng)基地高鎳 NCM811 產(chǎn)線投產(chǎn)
天津巴莫:已向國際大客戶批量供貨高鎳系(NCM811)材料
韓國:
Ecopro BM:公司于 2016 年從母公司 Ecopro 重組獨(dú)立,主要產(chǎn)品為 NCA和高鎳 NCM,是全球第二大 NCA 生產(chǎn)商,核心客戶包括三星 SDI、村田和 SKI 等。
1) 三星 SDI 宣布與韓國正極材料供應(yīng)商 ECOPRO BM 公司簽署協(xié)議,共同成立一 家合資公司生產(chǎn)下一代正極材料。同時(shí),三星 SDI 還計(jì)劃投資 ECOPRO BM 以 建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。根據(jù)協(xié)議,ECOPRO BM 將向合資公司投資 720 億韓 元( 4.6 億元人民幣)持股 60%,三星 SDI 將投資 480 億韓元(2.8 億元人民幣) 持股 40%。兩家公司計(jì)劃在年底之前在慶尚北道浦項(xiàng)市完成一條正極材料生產(chǎn) 線的建設(shè),在 2022 年第一季投產(chǎn),建設(shè)完成后將具備年產(chǎn) 5 萬噸的生產(chǎn)能力。
2) 2020 年 2 月,SKI 與 EcoPro BM 簽訂了一份為其 4 年的采購協(xié)議:EcoPro BM 將在 2023 年 12 月底之前向SKI 供應(yīng)價(jià)值23.2 億美元(約合人民幣161 億元)(另 有報(bào)道稱是 20.8 億美元,約合人民幣 146 億元)的正極材料。EcoPro BM 在一 份監(jiān)管文件中表示,它將為 SKI 的國內(nèi)外電動(dòng)汽車電池提供高鎳 NCM 正極材 料,鎳含量達(dá) 80%。此外,EcoPro BM 還將為 SKI 建設(shè)一座年產(chǎn)能 26000 噸的正極材料工廠,以支持 SKI 在中國、美國和歐洲擴(kuò)充電池產(chǎn)能。2018 年 12 月 22 日,ECOPRO 在 2019 年到 2023 年期間,從公司總計(jì)采購 17 萬噸高鎳 NCA 三元前驅(qū)體,其中 2019 年 1.6 萬噸,2020 年 2.4 萬噸,2021 年 4 萬噸,另行 協(xié)商 2022--2023 年的年度采購量。
3) 2020 年 1 月 31 日,格林美與 ECOPRO BM 公司就新能源動(dòng)力電池用 NCM8 系、 9 系高鎳前驅(qū)體材料的采購及合作簽署了備忘錄:2020—2026 年,ECOPRO BM 將向公司采購總量不低于 10 萬噸的高鎳 NCM8 系、9 系前驅(qū)體。據(jù)悉, ECOPRO BM 是 ECOPRO 的子公司,公司產(chǎn)品主要涉及 NCA及 NCM 等動(dòng)力 電池材料,目前是全球核心的高鎳正極材料生產(chǎn)商,核心客戶包括三星 SDI、 村田和SKI 等。產(chǎn)品事業(yè)領(lǐng)域包括正極材料和前驅(qū)體,產(chǎn)品側(cè)重于NCA和 CsG。
SKI:SKI 主打軟包電池,目前材料體系以 NCM622 為主,量產(chǎn)的單體電芯能量密 度可達(dá) 260Wh/kg。與此同時(shí),SKI 也正在推出更高能量密度的電池。此前,SKI 曾 計(jì)劃從 2019 年第三季度開始正式生產(chǎn) NCM811 電池,不過由于種種原因未能實(shí)現(xiàn)。此外,SKI 還計(jì)劃在研發(fā)鎳含量為 90%、鈷和錳各占 5%的新一代動(dòng)力電池 “NCM9/0.5/0.5”,最早將從 2021 年開始實(shí)現(xiàn)商用化。
LG 化學(xué):韓國現(xiàn)代發(fā)布 Kona EV 純電動(dòng) SUV,采用 LG 化學(xué)生產(chǎn)的 NCM 811 軟 包電池。2020 年將推出第三代動(dòng)力電池,單體電芯能量密度目標(biāo)為 270-280Wh/kg。目前 LG 的 NCM 8 系 21700 圓柱電池已批量供應(yīng)特斯拉上海工廠。
三星 SDI:韓國電池巨頭三星 SDI,在小型電池中使用了 NCM811,而在動(dòng)力電池 領(lǐng)域,三星 SDI 目前給車企供應(yīng)的電池主要是 NCM622,而 NCM811 則要到 2021 年以后。根據(jù)寶馬的規(guī)劃,2022 年將會(huì)用上 NCM 811 的產(chǎn)品。
日本:
住友金屬:
1) 2018.9.20:NCA正極材料的月產(chǎn)能將在今年晚些時(shí)候達(dá)到 4550 噸。起初,松 下推出的是18650 型 NCA電池,之后又和特斯拉聯(lián)合推出21700 的 NCA電池。目前,特斯拉 Model 3 使用的21700 的 NCA電池單體能量密度達(dá)到340Wh/kg, 是當(dāng)前市場(chǎng)中能量密度最高的電池。在過去四年,住友金屬已經(jīng)花費(fèi) 370 億日 元(約合 22.69 億人民幣)提高鎳鈷鋁(NCA)的產(chǎn)量,主要為豐田汽車和松下作正 極材料配套。豐田和松下是住友金屬的前兩大客戶,另豐田擁有住友金屬 3.8% 的股權(quán)。
2) 2019.5.21:日本礦業(yè)和冶煉廠住友金屬礦業(yè)有限公司(SMM)的目標(biāo)是在 2028 年 3 月之前將其用于汽車電池的陰極材料的生產(chǎn)能力提高一倍以上。SMM 總 裁 Akira Nozaki 今日對(duì)外公開表示,未來 9 年,公司將把陰極材料的產(chǎn)能提高 到每月 10000 噸,而現(xiàn)在每月為 4550 噸。目前 SMM 還沒有透露具體的投資規(guī) 模和擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。Nozaki 表示,該公司現(xiàn)已全力滿足松下和豐田汽車公司等主要 客戶的需求。根據(jù)截至 2022 年 3 月的長期計(jì)劃,SMM 還計(jì)劃將其全球礦藏的 年產(chǎn)量提高至 30 萬噸銅精礦和 15 萬噸鎳金屬。Nozaki 表示,最近收購的智利 Quebrada Blanca 銅礦 25%股權(quán)將有助于實(shí)現(xiàn)銅目標(biāo),但需要尋找鎳的新機(jī)會(huì)。SMM 與鎳礦公司 PT Vale Indonesia 正在進(jìn)行可行性研究,以在印度尼西亞東南 蘇拉威西的 Pomalaa 建立鎳加工廠,目的是在 2020 年 3 月底之前做出最終投資 決定。
松下:圓柱形動(dòng)力電池主要為 NCA 硅碳負(fù)極的化學(xué)體系,NCA材料 18650 電池最高單體能量密度達(dá)到 250Wh/kg。隨著單體容量和單體電壓的提升,能量密度由 NCR 18650B的 245.1Wh/kg 提升至 21700NCA 的 260Wh/kg,后續(xù)可以提升到 300Wh/kg, 在體積能量密度方面 21700 遠(yuǎn)高于 18650。
三元高鎳大趨勢(shì)已逐步展開,切入國際大客戶將占得先機(jī)?;谀芰棵芏雀?、放電 容量大、綜合成本低等優(yōu)勢(shì),高鎳材料綜合優(yōu)勢(shì)明顯,將是未來主流路線,需要密 切關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)。

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