近日来国际原油价格持续走低,目前纽约轻质原油已降至80美元/桶水平以下;而且,未来一两年内上涨空间可能也有限。路透社(Reuters)最近的调查显示超过三分之一受访者认为2013年北海布兰特原油将低于100 美元(目前在91美元/桶附近),近半数受访者认为2014年北海布兰特原油均价低于100美元。
如果分析师们的预测准确, 那么未来一段时间内油价将维持在较低的水平。 这无疑会给电动汽车的发展增添困难,因为电动汽车相对燃油车的经济性将因此打上折扣。作为最被看好的锂电池未来爆发性增长源,电动汽车的发展前景无疑也牵动着锂电池以及上游材料行业的发展。
当然,目前锂电池产业的主体还是消费类产品。本文对近期我国锂电池上游材料行业的发展动态做一些简要的分析。 众所周知,正极材料、负极材料、电解液和隔膜是锂电池最重要的四大原材料,它们一直在锂电池产业的发展中起着重要的作用。
这四大材料不但是锂电池技术创新和性能提高的重点,也是国内外厂家激烈竞争的领域。 三元材料渐成明星 在钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂四种主要的锂电池正极材料中,今年上半年三元材料(镍钴锰酸锂占绝对多数)无疑是最大的明星。
高工锂电研究所此前的调研表明,过去几年中,曾经占据绝对多数的钴酸锂在正极材料中的占比逐年下降,而包括三元材料在内的其他正极材料占比逐渐提升,如图1所示。
调查统计,2012年上半年我国三元材料的产量达到5300 吨,比去年同期增长20%。
在镍钴锰酸锂三元材料中,我国厂家大部分选择了5:2:3的配比(即镍 : 钴 : 锰 = 5:2:3)。利用三元材料制成的锂电池除了由于具有成本优势,取代部分钴酸锂用于消费类电子品外,也被大量用于电动自行车。
预计从2014年起,三元材料将取代钴酸锂成为正极材料占比最大的一种,如表1所示。另一方面,前几年的明星材料磷酸铁锂的生产厂商最近两年经营较为艰难,由于磷酸铁锂整体需求较小而生产厂家众多,许多产商近期几乎没有销量。
相对磷酸铁锂,三元材料的主要优势在于其克容量高和生产一致性好。 新型负极材料应运而生 传统的锂电池负极材料主要包括天然石墨和人造石墨, 两者合占我国负极材料总产量95%以上的份额。
我国负极材料两巨头–深圳贝特瑞和上海杉杉各自在天然石墨和人造石墨领域拥有优势,两家公司去年负极材料的产量分别为7100吨和5100吨,合占国内负极材料市场66%左右的份额。 由于现在生产的碳负极材料克容量已经达到360mAh/g, 接近372mAh/g的理论克容量,提升的空间很小。在这种背景下,克容量高达4000mAH/g左右的硅基负极材料(硅掺在石墨中)应运而生。
目前上海杉杉正处于百公斤级的中试阶段。同时,南京安普瑞斯(Amprius,总部位于美国加州)公司研发成功了硅纳米线负极材料,全单体电池测试的能量密度达到 640Wh/L, 循环寿命大于550次,2014年预计能量密度达到800Wh/L。 相对于硅碳负极材料,硅负极的成本更加高昂。不过,安普瑞斯宣称,对电池厂家而言硅负极的成本将与高等级的石墨负极相当。 另一方面,由于具有“零应变性”,即钛酸锂晶体在嵌入或脱出锂离子时晶格常数和体积变化都很小,小于1%,钛酸锂也成为理想的负极材料。
在充放电循环中,这种“零应变性”能够避免由于电极材料的伸缩而导致的结构破坏,从而提高电极的循环性能和使用寿命,减少循环带来的比容量衰减,具有非常好的耐过充、过放特征。
浙江长兴微宏动力系统开发的钛酸锂材料,据称可以达到6C倍率下,循环2万次的水平。但是钛酸锂的高成本成为主要的制约因素,相比天然石墨6-10万元/吨和人造石墨8-10万元/吨的价格,钛酸锂售价要超过20万元/吨。 随着人们对锂电池材料性能的要求不断提高,各种新型负极材料必将日益受到重视,不断被研发并推向市场。 六氟磷酸锂始终是焦点
我国电解液的主要生产厂家包括江苏国泰华荣、天津金牛、东莞杉杉、新宙邦和广州天赐等。 其中产量排名第一的国泰华荣2011年产量为4300多吨,其电解液的50%左右是出口。目前电解液行业国内外竞争激烈, 新进厂家较多。