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電池知識(shí)

決定鋰電池能量密度的是什么呢?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-18 12:54    點(diǎn)擊量:

國(guó)家激進(jìn)的產(chǎn)業(yè)政策,急不可待的各路資本,積極響應(yīng)的消費(fèi)市場(chǎng)。

雖然一切看起來(lái)那么美好,但橫在新能源車(chē)替代進(jìn)程的前面,仍然有兩條攔路虎:電池成本和能量密度。

先看電池成本:

一輛電動(dòng)新能源車(chē)的成本主要由三大關(guān)鍵部分構(gòu)成:電池、電機(jī)、電控。其中電池成本占比最高,達(dá)到3-4成。

而電池又由正極、負(fù)極、電解液和隔膜構(gòu)成,其中電池正極決定電池的質(zhì)量和性能,占成本達(dá)到3成以上。

所以,正極材料的價(jià)格變動(dòng),足以影響整車(chē)廠利潤(rùn),這意味著,正極材料是牽一發(fā)動(dòng)全身的存在,在產(chǎn)業(yè)鏈中地位關(guān)鍵。

接著是最兇猛的攔路虎:能量密度。

能量密度,指的是同樣重量的電池下,能提供的能量輸出指標(biāo)。

簡(jiǎn)單說(shuō),能量密度決定了續(xù)航里程,如果能量密度不高,你的車(chē)就跑不了多遠(yuǎn),終究是個(gè)玩具而已。

目前大多數(shù)新能源車(chē)電池的能量密度在120Wh/kg左右,續(xù)航里程大概200公里,北京往返天津一趟都實(shí)現(xiàn)不了,充一次電又要幾個(gè)小時(shí),難堪大用。

當(dāng)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)成為國(guó)家意志,政策部門(mén)很快便意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)峻性了。

于是最新的政策規(guī)定:2020年,我們的電池能量密度要達(dá)到300 Wh/kg,達(dá)不到的你就等著被淘汰!

這個(gè)硬性指標(biāo)意味著,到時(shí)候新能源車(chē)的續(xù)航里程普遍達(dá)到500公里以上,與普通汽油車(chē)相當(dāng),再加上普遍的充電樁和快速充電技術(shù),困擾新能源車(chē)普及最大的問(wèn)題——

里程焦慮,將煙消云散。

那么,決定鋰電池能量密度的是啥呢?

不用猜,正極材料是也。

電池正極主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、NCM(鎳鈷錳)、NCA(鎳鈷鋁)等。

 

由上圖可見(jiàn),有字面N、C的正極材料容量最高。

所以要實(shí)現(xiàn)高能量密度,含有N(鎳)、C(鈷)的正極材料是首選,業(yè)界稱(chēng)含有這兩種元素的電池材料為三元電池材料。

正因?yàn)槿姵夭牧系母呷萘刻匦?,在政策需求和產(chǎn)業(yè)需求的雙向壓力下,供需矛盾一下子就爆發(fā)出來(lái)了。

業(yè)界預(yù)計(jì),未來(lái)三年,三元鋰電池的年均增速將達(dá)到70%以上,到2020年90%的電池均為三元鋰電池。

動(dòng)力電池整體高速增長(zhǎng),其中三元電池一騎絕塵

歷史選擇了三元,以后的事情就一帆風(fēng)順了嗎?

No,No,No。

N是元素周期表中鎳的符號(hào),鎳在地殼中的儲(chǔ)量?jī)H次于硅,豐富的儲(chǔ)量,自然賣(mài)不上價(jià)。

而C代表的鈷就不一樣了,它在地殼中的平均含量?jī)H0.001%,儲(chǔ)量低也就罷了,還都是伴生礦,提煉難度極大。

或許你也聽(tīng)說(shuō)過(guò)了,地球上絕大部分的鈷都存儲(chǔ)在一個(gè)叫剛果(金)的國(guó)家,鬼知道那是個(gè)什么地方。

所以鈷能賣(mài)上65萬(wàn)元/噸的價(jià)格,而鎳價(jià),只能趴在10萬(wàn)元/噸的地板上。

 
 

鈷價(jià)格的高不可攀,讓三元電池高鎳化趨勢(shì)明顯。

拿NCM電池來(lái)說(shuō),其主要型號(hào)按鎳鈷錳比例有523、622、811,可以認(rèn)為,鎳是負(fù)責(zé)提高能量密度、鈷和錳是負(fù)責(zé)穩(wěn)定性。

鎳的比例越高、能量密度越高、安全性越難保證;鈷占比少,但生產(chǎn)門(mén)檻更高。

NCA811的原理相似,但A代表的鋁,元素性質(zhì)更活躍,所以NCA的技術(shù)難度最高,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、工藝水平、檢測(cè)技術(shù)都有很高的要求,目前僅有特斯拉實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)使用。

背靠礦冶院,擅長(zhǎng)玩技術(shù)的當(dāng)升,在技術(shù)趨勢(shì)的把握上自然也是行家。

還記得我們前面提到過(guò)的那個(gè)當(dāng)升的子公司么,江蘇當(dāng)升,成立于2012年,那時(shí)候正是磷酸鐵鋰電池大行其道的時(shí)候。

當(dāng)升卻沒(méi)有選擇跟進(jìn),而是一上來(lái)就瞄準(zhǔn)了三元。

雄厚的技術(shù),加上早早落子,讓當(dāng)升在2016、2017年成功抓住了三元電池的爆發(fā)機(jī)會(huì),業(yè)績(jī)反轉(zhuǎn)。

接著,當(dāng)升集中力量繼續(xù)猛攻高端技術(shù)。

2017年,當(dāng)升國(guó)內(nèi)第一家實(shí)現(xiàn)NCM622量產(chǎn);

2018年初,又率先實(shí)現(xiàn)NCM811的量產(chǎn);

此外,技術(shù)難度最大的NCA材料,當(dāng)升也在測(cè)試中,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)指日可待。

產(chǎn)品技術(shù)好,客戶(hù)聞風(fēng)而來(lái)。

目前,當(dāng)升已成為了包括CATL和比亞迪前兩大巨頭在內(nèi)的6家企業(yè)的供應(yīng)商。

 

尤其是和杉杉相比,當(dāng)升緊抱寧德時(shí)代CATL這根大粗腿,未來(lái)的前景不可限量。

4

抓住了大客戶(hù),當(dāng)升忽然發(fā)現(xiàn)自己的產(chǎn)能有點(diǎn)不夠用了。

為滿(mǎn)足訂單需求,當(dāng)升今年春節(jié)連假都不放,要求各車(chē)間火力全開(kāi),加班加點(diǎn)的生產(chǎn)。 

產(chǎn)能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),真是一件讓人甜蜜的煩惱,但煩惱也沒(méi)用,頭等大事還是要抓緊時(shí)間擴(kuò)產(chǎn)。

根據(jù)規(guī)劃,當(dāng)升在江蘇海門(mén)分別進(jìn)行生產(chǎn)基地二期、三期高鎳三元材料的建設(shè)。

到2020年,將比現(xiàn)在新增1.8萬(wàn)噸NCM811和NCA的產(chǎn)能,除了搶占市場(chǎng),規(guī)模效應(yīng)還能有效降低產(chǎn)品成本。

公司努力擴(kuò)大高鎳三元的生產(chǎn)規(guī)模客戶(hù)拿到材料,股東收獲鈔票。

當(dāng)升能成為高鎳三元電池的技術(shù)龍頭,除了礦冶院打下的底子,還與它的人才戰(zhàn)略有關(guān)。

除了研發(fā)投入接近營(yíng)收的6%外,當(dāng)升的各種資源高度向人才傾斜。

不過(guò)跟其他企業(yè)僅僅重視買(mǎi)設(shè)備,砸錢(qián)做研發(fā)不同,當(dāng)升對(duì)于人才的出身要求極高。

比如說(shuō),在校園招聘上,當(dāng)升只聚焦于清華、北大、北京科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)冶金材料專(zhuān)業(yè)的頂級(jí)學(xué)府。

當(dāng)升科技的校園招聘目標(biāo)院校

寧缺毋濫,來(lái)自名校王牌專(zhuān)業(yè)的碩士比例在80%以上,這便是當(dāng)升與眾不同的人才精英思想。

于是光2017年一年,當(dāng)升在鋰電正極材料領(lǐng)域就拿到了15項(xiàng)專(zhuān)利,其中發(fā)明專(zhuān)利12項(xiàng),累計(jì)專(zhuān)利130項(xiàng),相比于對(duì)手杉杉,要高出一籌。

經(jīng)歷了最近幾年的技術(shù)積累,當(dāng)升的技術(shù)護(hù)城河正越挖越深,畢竟當(dāng)年在手機(jī)鋰電池的賽道上痛過(guò),因此深深的知道:

你跟對(duì)手的技術(shù)差距有多遠(yuǎn),你就有多安全。

目前,當(dāng)升新的技術(shù)研究院正在籌備,下一代技術(shù)產(chǎn)品也正緊鑼密鼓的儲(chǔ)備著,讓我們看看下面這個(gè)表。

公司在研項(xiàng)目領(lǐng)先市場(chǎng)

看到如此多的技術(shù)新品在推出,是不是吃飯也香了,睡覺(jué)也安穩(wěn)了呢?

尾聲

研究是一個(gè)持續(xù)不斷深入的過(guò)程,是一個(gè)不斷篩選、精挑細(xì)選、枯燥并花費(fèi)大量時(shí)間精力的過(guò)程。

我們每個(gè)工作日發(fā)布一篇上市公司的分析報(bào)告,一篇報(bào)告就要花費(fèi)我們團(tuán)隊(duì)里兩名以上分析師一周的時(shí)間,這樣耗費(fèi)巨大成本的研究也僅僅是達(dá)到一個(gè)目的:

讓我們能夠在3500家的海量公司里,找到那些在未來(lái)一兩年里具有相對(duì)較好投資機(jī)會(huì)的頭部10%的公司。

十分之一的海選過(guò)程。

這些公司真的每一家都完美無(wú)瑕,閉著眼買(mǎi)入就能大漲嗎?

顯然還不是的,我們還需要進(jìn)一步的精挑細(xì)選。

拋棄題材股,真正以?xún)?yōu)秀業(yè)績(jī)說(shuō)話的好公司,具有長(zhǎng)期持續(xù)業(yè)績(jī)爆發(fā)能力的好公司,這個(gè)市場(chǎng)上不會(huì)超過(guò)20家。

這又是一次十分之一機(jī)會(huì)的淘汰與晉級(jí)賽。

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