界面新聞?dòng)浾?| 王勇
2023年，新能源汽車迎來降價(jià)潮。隨著銷售端競(jìng)爭(zhēng)加劇及國(guó)家補(bǔ)貼的退出，電動(dòng)汽車不得不將成本壓力逐漸向上游傳導(dǎo)。
鋰電池主要由四大材料構(gòu)成，分別是正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜。此外，還有銅箔、鋁箔和鋁塑膜等輔材。
目前，多種材料價(jià)格也已出現(xiàn)下滑。上海鋼聯(lián)數(shù)據(jù)顯示，截至3月10日，三元正極材料NCM811每噸均價(jià)為31萬元，較年初降21.5%；磷酸鐵鋰均價(jià)為13.9萬元/噸，較年初下降約24%。
負(fù)極材料方面，3月10日，人造石墨負(fù)極均價(jià)4.5萬元/噸，較年初下降約一成。
上海鋼聯(lián)數(shù)據(jù)顯示，截至3月10日，磷酸鐵鋰電解液、三元常規(guī)型電解液均價(jià)分別為4萬元/噸、6.2萬元/噸，分別較年初下跌了約20%和15%。
降本增效、材料和技術(shù)創(chuàng)新，成為上游企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化不得不做的選擇。
在此背景下，鋰電材料端會(huì)有哪些新技術(shù)或創(chuàng)新產(chǎn)品有望今年實(shí)現(xiàn)“從0到1”的突破？又有哪些企業(yè)率先布局從而搶占先機(jī)？
從正極材料新方向看，考慮到能量密度、成本、安全性等多個(gè)因素，M3P相關(guān)材料或成為2023年的熱門賽道。
根據(jù)正極材料的不同，鋰電池可分為錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池。
其中，磷酸鐵鋰電池和三元電池是當(dāng)前鋰電池的兩大主流。M3P體系則是在磷酸鐵鋰基礎(chǔ)上形成了新型的磷酸鹽系三元材料。
該體系以磷酸鐵鋰橄欖石結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)晶格結(jié)構(gòu)，通過摻雜鎂、鋅、鋁等金屬元素中的兩種，在部分鐵元素點(diǎn)位上形成替代，從而生成磷酸鹽體系的三元材料。
在去年7月的世界動(dòng)力電池大會(huì)上，寧德時(shí)代(300750.SZ)首席科學(xué)家吳凱表示，寧德時(shí)代M3P電池已經(jīng)量產(chǎn)，2023年將推向市場(chǎng)運(yùn)用。
寧德時(shí)代將其稱為“磷酸鹽體系的三元”，成本顯著低于高鎳三元，與原本的磷酸鐵鋰電池相比，能量密度更高，且擁有更好的充放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性。寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群公開表示，M3P電池電芯能量密度提升了20%。
根據(jù)頭部電池企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃看，僅有寧德時(shí)代布局了M3P電池。但多家企業(yè)布局了基于磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)的磷酸錳鐵鋰電池，例如比亞迪(002594.SZ)、國(guó)軒高科(002074.SZ)、欣旺達(dá)(300207.SZ)、億緯鋰能(300014.SZ)等。
據(jù)界面新聞不完全統(tǒng)計(jì)，包括德方納米(300769.SZ)、當(dāng)升科技(300073.SZ)、容百科技(688005.SH)等上游公司，已布局磷酸鹽體系的正極材料。
去年8月，曲靖市德方納米科技有限公司年產(chǎn)11萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產(chǎn)基地項(xiàng)目進(jìn)入試生產(chǎn)；當(dāng)升科技和中偉股份(300919.SZ)共同在貴州地區(qū)，擬建設(shè)30萬噸磷酸鹽系正極產(chǎn)能。
2023年，負(fù)極材料企業(yè)關(guān)注重點(diǎn)是降本技術(shù)。中泰證券指出，石墨化成本在石墨負(fù)極材料加工成本占比約一半，是負(fù)極材料加工的核心工序及成本控制的突破點(diǎn)。
石墨化是利用熱活化將熱力學(xué)不穩(wěn)定的碳原子實(shí)現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化 。簡(jiǎn)單而言，就是將碳轉(zhuǎn)化為石墨。
從石墨化工藝看，未來箱式爐、連續(xù)石墨化爐將逐漸興起。石墨化主要包括間歇式和連續(xù)式兩種加工工藝，間歇式工藝主要采用艾奇遜爐和內(nèi)熱串接式石墨化爐，連續(xù)式工藝則主要采用連續(xù)式石墨化爐。
該機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，艾奇遜石墨化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、容易維修等，但能量有效利用率僅30%左右，單位電耗達(dá)4000-4800kWh/t，且需要大量的冶金焦作為電阻料，污染比較嚴(yán)重；內(nèi)串式石墨化爐較艾奇遜石墨化爐電耗下降20%-35%，但一般只適用于電極的生產(chǎn)，不適用于顆粒料的負(fù)極石墨化生產(chǎn)。
為了進(jìn)一步降低能耗、控制成本，負(fù)極企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向新技術(shù)，目前主要的方向分為兩種，一種是在傳統(tǒng)的艾奇遜爐基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的箱式爐，另外一種是連續(xù)石墨化爐。
箱式爐以艾奇遜石墨化爐為基礎(chǔ)，在爐內(nèi)設(shè)置炭板箱體，利用箱體及物料發(fā)熱，節(jié)省了保溫電阻料的用量，理論成本更低。根據(jù)璞泰來(603659.SH)公告，其子公司箱式爐產(chǎn)品單位耗電量較坩堝法降低40%-50%。但箱式爐也有缺點(diǎn)，其更大的箱體使得爐內(nèi)溫度分布不均，物料均勻性較差。