其中三元电池的正极材料使用锂、镍、钴等金属
分类:工程材料

俄罗斯矿业公司——俄罗斯诺里尔斯克镍业公司日前表示,电动汽车电池使用量的增加可能会使得镍需求自21世纪20年代开始强劲。

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Nornickel表示,到2025年电池行业每年将会使用超过50万吨的镍。

锂离子电池技术获得诺贝尔化学奖可说是实至名归,锂电池是3C设备、电动汽车与储能系统的重心,未来需求量也会逐年攀升,不过锂、钴、镍电池必要金属材料够用吗?许多电动汽车厂已开始考虑到这项问题,开始慢慢改变电池的材料比例。

Nornickel称,这相当于当前Class 1镍消费量的一半左右。Class 1镍指的是最高品质的镍,目前主要是用作生产不锈钢的一种原料。

根据能源顾问公司Wood Mackenzie先前的资料,随着电动汽车崛起,愈来愈多车厂增加电动汽车产量,车用电池关键材料可能会在2020年中旬出现紧缺现象。因此有些车厂考量到钴的地球含量低、成本高与毒性问题,决定提高地球含量较多的镍比例、减少钴含量。

Nornickel有望从电动汽车的崛起中受益,该公司亦开采可用于电池生产的钴。

锂电池分很多种,整体来说可以分为钴酸锂(LCO)、磷酸铁锂(LFP)与三元材料(NMC),其中三元电池的正极材料使用锂、镍、钴等金属构成,依照调配比例的不同而来,而现在则有不少厂商想提高镍的比例,将镍:钴:锂的比例改成8:1:1,也就是“811电池”。

2017年Nornickel销售镍215,000吨。 2017年公司销售钴3,000吨,低于2016年销售的5,000吨,指因其品质出现了问题。Nornickel表示目前问题已经修复。并称,公司不久可能会削减钴库存。

中国电池厂宁德时代(CATL)在今年初已经研发出811电池原型并成功商业化,比容量更达到每公斤304Wh,根据矿产咨询公司艾达马斯(Adamas Intelligence)资料,在8月份中国车用电池销售中,约有13%是811电池,相较之下1月的比例只有少少的1%。

而有鉴于宁德时代在中国的市占第一,以及在全球也有不错的成绩,Adamas Intelligence指出,随着宁德时代持续出货,其他电池制造商的富镍电池开始商业化,预计811电池的市占与销售范围将在一年半到两年内大幅增加。

高镍比例的电池不只有811电池,特斯拉已在电池中提高镍、降低钴比例,以达到更高续航力,象是特斯拉在2018年5月初指出,Model3锂电池已经在大幅减少钴用量状况下达到高能量密度,且虽然电池镍含量增加,但还能维持良好热稳定性。

特斯拉电池供应商Panasonic(松下)也先前表示,因应钴价上涨及未来钴供应短缺可能性,公司已经开始研发无钴电动汽车电池。

目前全球开采的镍矿有70%用来制造不锈钢,只有少部分用在车用电池,而随着高镍电池需求增加,情况将会有所改变,瑞银集团分析也指出,高镍电池现在愈来愈受市场欢迎,因为镍在高温下仍能稳定,且能对抗过度充电。

不过也不是每种锂电池都会用到钴,象是磷酸铁锂电池就不含钴等贵重元素,性能不错,原料价格低且磷、锂、铁在地球的含量也非常丰富,不会有供料问题,是目前产业界认为较符合环保、安全和高性能要求的锂离子电池,只可惜其能量密度还无法超越三元电池,压实密度相对较低,但足以用在其他装置领域。

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