三元取代钴酸锂之“路漫漫”

2018-12-26      891 次浏览

正极材料钴酸锂经过多年的发展,已经占据锂电池应用市场的半壁江山。作为后起之秀的三元材料,乘着Tesla的春风,也在慢慢侵入整个应用市场。“三元材料何时取代钴酸锂?”一时间成为锂电行业所热议的话题。

事实上,在业内人士看来,鉴于目前钴酸锂的市场地位,三元材料取代钴酸锂之路仍然任重道远。“钴酸锂最大的优势在于它找到了适合自己的领域。它虽有缺陷,但在3C领域得到了很好的掩盖,高容量的小型3C锂电池对于安全性、耐过充性都没有什么苛刻的要求,所以钴酸锂的主流地位短期内无法撼动。”青岛新正锂业有限公司总经理孙玉城如此说道。

市场更青睐钴酸锂

三元首先冲击的是钴酸锂的核心应用领域——数码产品市场。据高工锂电产业研究所(GBII)数据显示,在2013年的正极材料市场,中国市场对于三元材料的需求,已经达到15600吨,其中80%用于笔记本电脑、平板电脑、手机等数码产品。三元材料如此大举措地进攻钴酸锂的“要害”,其来势汹汹的态势,不禁让业内人士猜测技术路线风向正在逆转。

但需要注意的是,相比于三元材料,钴酸锂具备一系列性能与技术优势,更受市场青睐。因此,大部分业内人士对目前的钴酸锂市场依然持积极态度,他们认为三元材料能否成功取代钴酸锂,市场取向起决定作用。

三元材料中,钴的质量分数通常控制在20%左右。虽然三元材料达到“少钴化”的要求,成本也得到显着的降低,但是其在压实密度、高电压、高容量、耐高温等性能方面仍与钴酸锂有一定的差距。

数码设备日趋轻薄化设计,对电池容量的要求也日益提升。正极材料的压实密度作为影响锂电池容量的因素之一,钴酸锂的单晶颗粒状形态,目前可以做到4.2g/cm3的压实密度,是作为小颗粒二次团聚体的三元材料无法想象的高难度挑战,成为三元材料拓展蓝图的“硬伤”。

对比三元材料与钴酸锂的特性,孙玉城认为,三元材料在不断发展过程中,需要在原有钴酸锂的性能上取得一定突破性进展,才有取代的可能性。

事实上,目前能够满足移动设备待机要求的成熟电池也只有钴酸锂电池,在消费类数码产品领域,钴酸锂电池仍然处于主导地位。

虽然三元材料市场需求有所增长,但比起钴酸锂而言,其市场份额仍然不可同日而语。GBII数据称,2013年中国正极材料市场规模达73亿元,镍钴锰酸锂与锰酸锂市场规模总和为23.6亿元,远低于钴酸锂46.1亿元的规模。

综观国内锂电行业的发展进程,钴酸锂作为最早国产化的锂离子电池材料,现如今不仅在国内应用领域占绝对优势,在国际高端数码产品市场也是独占鳌头。近年来,钴酸锂大量出口韩国三星、LG,日本三洋、索尼等企业,已形成稳定的供应链。

2014年第一季度中国出口正极材料数据显示,钴酸锂出口量持续稳增趋势,目前已达到2088吨;三元材料镍钴锰酸锂出口量则只有293吨,仅为钴酸锂七分之一的量。单从出口量来看,钴酸锂仍然占据正极材料市场出口的绝对优势。

此外,结合今年上半年的市场数据来看,终端应用需求增速放缓,钴酸锂价格下降,更是延缓了三元材料的替代进程。“市场之所以看好三元材料取代钴酸锂,主要是因为钴价高、镍价低,如果钴价与镍价能基本持平,单从钴酸锂的性能来看,三元材料在高端数码领域根本没有替代的价值。”孙玉城说道。

企业谨慎对待三元材料

近年来,大部分企业都是走钴酸锂、三元材料发展兼顾的道路,依据2012年至2013年的数据显示,钴酸锂应用市场规模从2012年的占比46%上升为2013年的51%,钴酸锂的市场规模仍然在不断扩大。由此可见,正极材料企业并没有放弃钴酸锂市场,走向单一发展三元材料的道路。

天津斯特兰能源科技有限公司销售副总李积刚表示,我国是正极材料市场产能大国,国内大的钴酸锂企业市场布局广、摊子大,退出钴酸锂生产领域需要长期的发展战略跟进。因此,国内正极材料企业,多采用钴酸锂、三元材料并驾齐驱的企业发展战略,针对不同的市场开发应用潜能。

企业看好钴酸锂在软包电池市场的应用,发展钴酸锂适合于现阶段应用市场的供应需求。与此同时,企业考虑到钴酸锂市场的逐渐饱和趋势、三元材料用作动力电池的极大潜能等因素,将三元材料纳入未来发展的备选方案,也是为未来市场做好两手准备。但现阶段的三元材料仍然处于慢慢摸索的生存状态,企业发展战略依然紧靠钴酸锂市场密步前行。

然而,随着三元材料成为“热炒”的话题,激进的企业也越来越多,这些“无头绪”的企业缺乏对三元材料的技术积累与研发经验,在生产工艺和应用领域将面临较大的局限,三元材料研发技术的不成熟,致使低端的动力电池几乎没有机会打入新能源汽车领域。

“正极材料市场竞争激烈,企业毛利率低,而三元材料在成本上较钴酸锂更具优势,盲目跟风的企业误认为三元是大势所趋,下饺子般涌入三元材料市场。”GBII分析师高小兵针对三元材料投资乱象的情况分析道,也正因为这些企业急功近利,在技术不到位的情况下,大量提升镍含量以增加成本优势,却忽略了镍含量的提升会影响电池的性能,当镍含量达到一定比例时,电池的安全性能也无法得到保证。

一位业内资深人士认为,国内三元材料的研发以小型科学院所或企业自身为主,研发方向纷纷瞄准动力电池应用领域。但国内技术的滞后与疾速的新能源汽车推行政策的失衡,阻碍了三元材料的研发进程。企业发展三元材料需要政府的牵头与推动,形成锂电行业内的规模群体性发展,才有可能将三元材料推上正极材料首要地位。

国内三元材料的技术突破需要一定的时间,而在未来的三元材料发展进程中,将同样面临镍资源短缺、镍价高等根本性问题,大型企业布局市场需谨慎对待,不可盲从。

目前钴酸锂的应用市场广阔,企业不可能轻易放弃钴酸锂这片“森林”,走上三元材料“独木桥”式的道路。孙玉城则建议正极材料企业应该三思而后行,“三元材料目前仍然存在很多不确定的因素,这也是很多企业谨慎对待三元材料的原因。从企业的长期发展利益来看,目前还是介于对三元材料的积极研究探索与钴酸锂的广泛应用状态比较保险。”

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