位置:首页 > 电动汽车 >

电动汽车风起云涌,钴元素稀缺难题如何解决?

作者:四川新闻 | 发布时间:2018-12-28 07

不久前,备受关注的“双积分”新政落地,徘徊了一个世纪的新能源车终于要迎来它的春天。全球汽车企业也都加入这场新能源汽车的大潮之中。

毫无疑问,新能源汽车在全球的兴起,必然会增加对动力电池的需求,而作为三元锂电池的关键构成元素,钴元素的重要性也日益凸显。

动力电池作为新能源车的“心脏”,主要构成要素是电池盖、正极(活性物质为氧化钴锂)、隔膜、负极(活性物质为碳)、有机电解液和电池壳,其中正极材料则是动力电池的灵魂。

钴元素在三元锂动力电池正极材料中扮演着重要角色。新能源汽车的发展,带动整个生产链的高速运作,社会对于钴的需求也越来越大。但作为不可再生能源,钴能否承担重任?

发展三元锂电池,钴是必需品

锂电池作为动力电池,被认作新能源车理想动力电池储能元件,根据国内外主流动力电池配套情况来看,锂电池中的三元锂成为新能源车配套动力电池的中流砥柱。

从表格来看,三元锂动力电池受众范围非常大,特斯拉、奥迪、奔驰、丰田等主流车企,均用其作为动力电池,三元锂显然已成为主流电动车企业的“宠儿”。

全国主流电池配套情况

 

国内主流动力电池配套情况

 

与其他动力电池相比,三元锂主要因其能量的高密度性而获胜。在目前,新能源汽车的续航里程是亟需解决的问题,综合市场来看,三元锂成为动力电池的主流选择。但这种电池造价极高,且含有资源紧俏、不可再生的元素——钴。

NCM三元锂电池的正极材料主要是锂镍钴锰,里面含有大量的钴元素。据了解,每1吨三元材料要消耗碳酸锂将近0.4吨,在锂、钴、镍、锰这几个金属里面,用量较多是钴。有券商据此预测,2020年全球新能源汽车三元电池对钴需求将达到3.56万吨金属。

据相关报道,动力电池占钴金属消费总量的42%,成为消费主力军。而随着新能源车的发展,车企对其需求量将会日益上升。要知道,不仅中国推出双积分政策以发展新能源,全世界都在发展新能源汽车。看看这些计划表就知道了,法国巴黎计划从2040年开始,全面停止出售汽油车和柴油车;德国提出2030年后只允许零排放汽车上路的建议;挪威的四个主要正当一致同意从2025年起禁止燃油汽车销售~~~

国内钴资源储量少,需求大

钴虽然是小金属,但却是一种非常稀缺的资源,因其不可再生因素而市场竞争激烈。

目前世界钴资源分配不均,刚果(金)是全球钴矿出口最大的国家,钴矿产量约占全球50%。根据美国地质调查局资料,刚果、澳大利亚储量之和占据全球总储量的62.86%。,而中国占全球储量的比例仅为1.14%,仅8万吨。

虽然我国钴储量较小,但却是全球最大的钴消费国。在过去几年全球钴消费的增量中,大概有60%的消费比例来自中国。

当前新能源乘用车转向三元电池已是大势所趋,国内对钴的需求量将会迎来爆发式增长。而在中国,钴的供应量远远低于需求量。为“喂饱”日益发展中的新能源汽车产业链,中国严重依赖进口来满足钴的需求。

作为钴矿产量最大国,刚果(金)成为我国钴矿最大供给地。但由于基础设施相对落后,钴矿的输出比较缓慢,抑制了钴矿的产出量。

同时钴矿的需求增长,带动了钴的价格上扬。由于其不可再生性,钴成为海外基金热捧的对象,人们一时掀起了囤货热潮,导致钴的供给量减少。

应对钴资源少,车企应从哪着手?

面对钴资源供应量少的状况,已经有企业开始前瞻性的应对措施了。

去年10月,宁德时代就和矿产巨头Glencore签署了一份长达四年的钴矿产供货协议。

今年7月份,有消息流传,矿业巨头嘉能签署了一项重大协议,向宁德时代出售高达2万吨的钴产品,这一协议意在帮助大众汽车(Volkswagen)提供性能安全的汽车电池。

而长城汽车与比亚迪股份有限公司也在联手,为了确保用于电动汽车电池的锂和钴等资源可以得到持续供给。

目前全球已探明的陆地钴矿非常少,仅为260万吨,虽然远期有千万储量吨级的钴资源还未开发,但资源都分布在海底,难以探明。

由于钴的特殊产业链,如果车企在未来仍旧以三元锂电池为主,持续这种情况,很有可能会钴原料供给不足。

应对钴原料不足的情况,车企展开了多种探索,其一是寻找更合适的动力电池替代品。磷酸铁锂电池就是目前较为合适的选择。磷酸铁锂电池不含钴元素,且原料磷、铁在世界蕴含丰富,价格低廉,不会产生供料不足的情况。它的安全性和使用寿命高于三元锂电池,但能量密度和低温性能逊于三元锂电池。

除了磷酸铁锂电池外,锰酸锂电池也是个不错的选择。锰酸锂电池具有优异的倍率性和稳定性,综合性能比较好。但相比三元锂电池,密度性较差,储电量低。

当前,为了突破动力电池密度问题,已经有人开始着手固态电池的研究制造。高密度性与安全性成为固态电池的两大卖点。但目前还尚处在发展阶段,与当前的锂离子电池竞争,并没有市场优势性,其技术性还有待加强。

另一方面,车企应从源头方面出发,加大对钴元素能源的保护,以规避供给不足风险。

首先要加大全球钴矿产资源的开发投入,寻求多国钴矿产资源的进口渠道。

其次,应该加大钴资源的回收力度,钴作为不可再生能源,应该多加回收利用。再生钴的生产工艺简单,成本低。目前国内已经有一些含钴废料回收钴,例如镇江冶炼厂、潮州冶炼厂、福州钴厂等企业。

最后,应加大钴资源的存储度。目前,很多人把钴作为一种待升值物存储起来,导致钴供应量减少。应加大钴的存储力度,以此应对短时间的钴供应不足。

习大大提出,发展新能源汽车是中国汽车由大变强的必由之路。新能源车风声水起博欢呼,钴元素暗中作梗抢风头。未来,钴元素会不会掐住新能源车未来发展的咽喉呢?这是个值得认真思考的课题。(文/宋思烨)