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特斯拉产业链梳理以及锂离子电池材料全解读

2017-07-25 09:23来源:海通证券关键词:锂电池锂离子电池特斯拉收藏点赞

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正极材料

正极材料决定了锂离子电池的主要性质,如能量密度、循环稳定性、安全性等。正极材料目前主要包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。目前来看,锂电池正极遵循着从二元材料向三元材料的发展趋势。松下NRC18650B的正极材料是镍钴铝三元材料,俗称NCA。

通过引入Ni含量可提高材料的容量,而松下NRC18650B正是提高了Ni含量(摩尔分数80%)从而使电池从原来的2.9Ah提高到了3.3Ah左右,能量密度大大提升。同时受益于三元协同效应,NCA正极材料综合了LiNiO2和LiCoO2诸多优点,性能比使用单一材料优越。而且,该材料用钴量较少,成本较低。

从目前市场角度上看,磷酸铁锂和三元材料为国内最主流的两种正极材料,由于新能源客车对磷酸铁锂电池的需求量较大,磷酸铁锂的市场占有率更高一些,但三元材料以较为迅猛的势头逐渐发展,成为未来的趋势。

无论是磷酸铁锂正极材料还是三元正极材料,都离不开碳酸锂。以特斯拉ModelS为例测算一辆新能源汽车的碳酸锂当量需求:松下NCR18650电池单体重量44g,松下官网说明18650电池中正极材料重量占比20~35%,假设其正极材料在30%左右,则重量为15克左右。NCA化学式Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)xO2,经过测算x=0.845,分子量为87.5;碳酸锂分子式Li2CO3,分子量为74。按锂元素一比一,两者重量比是74:(87.5×2)=0.423:1。

可知其中1克锂钴镍铝三元正极材料需要0.423克碳酸锂。则生产一节18650NCA三元电池正极材料需要15×0.423=6.345g碳酸锂。一辆ModelS使用了7104节18650电池,折合碳酸锂当量=7104×6.345g=45.1kg,再加上电解液六氟磷酸锂对碳酸锂的需求和工业耗损,预计一辆ModelS对碳酸锂当量需求在60kg左右,折合耗用量为0.73kg/kWh。

按照同样的思路进行计算,我们估计松下三元电池的镍元素耗用量约为0.53kg/kWh。

此外,钴元素也是NCA和NCM三元材料必不可少的上游原料,随着三元材料对碳酸铁锂的替代趋势越来越明朗,钴需求也随之水涨船高。NCA三元材料中钴元素需求量约为0.14kg/kWh。

原标题:特斯拉产业链梳理以及锂离子电池材料分解
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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