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2.2新能源汽车带动需求,正极材料向三元高镍发展
2.2.1高能量密度——新能源汽车发展重中之重
新能源汽车取代燃油汽车的核心是提高性价比,所谓性价比就是里程成本比,及性能上提高续航里程,价格上降低材料成本和配套系统质量。这就需要在保持系统重量的基础上大幅提高整车电池容量,即能量密度。国家政策方向明确,在2020年整车能量密度达到260Wh/kg,几乎比目前翻了一番,成本也要降低到1元/Wh。
新版双积分政策落地,各大车企对高能量密度的电池需求被放大。而高能量密度电池现有的最大短板便是正极材料,目前市场主流的正极比容约为130-140mAh/g,远低于石墨负极的330-340mAh/g的比容。镍元素含量的多少,决定了正极材料的活性分子数量,以及正极材料的比容。正极材料由磷酸铁锂转向三元材料,由低镍三元转向高镍三元以及NCA发展,正是大势所趋。据中汽协和电动汽车资源网的数据显示,我国新能源汽车上半年累计产量20.4万量,同比增加13.3%;销量达到19.5万辆,虽然和全年80万辆销量的预计稍有差距,但仍同比大幅增长。随着商用车补贴的退坡、对三元正极的解禁和针对能量密度和续航里程的一系列补贴政策的实施,根据高工锂电数据显示三元正极在动力电池领域的占比由16年的22%激增到17年预期超过一半。而不同的三元材料对硫酸镍需求各异。从分子式上测算NCM333、523、622、811以及NCA对硫酸镍的需求分别为0.9、1.36、1.63、2.16以及2.03吨,可见同样为硫酸镍为原料的三元正极,单吨高镍三元对硫酸镍的需求是低镍NCM333的2.4倍。目前动力电池领域三元仍以NCM333和523为主,高镍材料供应严重不足,低端产能释放竞争加剧。高端材料供给严重短缺,去年国内高端三元正极材料NCA、811/622产量占比仅为三元正极材料总量的1%。未来需求可期。
2.2.2钴价大涨加速镍对钴的替代
钴价相比年前涨幅超过100%,大大提高了三元材料成本,压缩厂商利润空间。镍替代钴不仅可以节约成本,还可以进一步提高能量密度。目前受限于技术壁垒等原因,镍钴比例仍以NCM333、NCM523为主,根据高工锂电数据2016年NCM622和NCA占比5%左右,未来这一比例有望大幅提升。
2.2.3特斯拉引领高镍三元NCA潮流
ModelS所用18650电池是松下产的型号为NCR18650B三元材料电池,正极材料正是高镍NCA(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2),电容量约3.3Ah,电压达到3.6V,能量密度高达243Wh/kg。而最新的Model3采用21700电池,正极材料仍选择NCA,能量密度更是提高到了300Wh/kg左右。
特斯拉引领的NCA潮流对硫酸镍的需求影响巨大。首先测算一辆特斯拉ModelS的硫酸镍需求量:根据电池节数和单体电池容量和正极材料的能量密度我们可以测算出一辆P85D的ModelS所需正极材料NCA质量为120.8kg。1kgNCA所需硫酸镍原料2.03kg,所以一辆ModelS所需硫酸镍245.2kg,即2.88kg/kWh。据此计算一辆75kWh的Model3所需硫酸镍216.4kg。而2020年特斯拉Model3预计产量达到100万辆,这同时会为全球带来21.6万吨的硫酸镍需求,而这已经是目前全球硫酸镍下游需求的近一半。而特斯拉的示范效应或带动更多车企采用NCA正极材料,预计未来几年全球硫酸镍需求端或迎来爆发。
2.3总需求测算:年复合35.2%的硫酸镍增长率
以下根据三个方面测算并预计硫酸镍总需求:目前主流的三元正极材料(包括消费锂电和动力锂电)、传统的镍氢电池原料球镍以及电镀工业。
由电动汽车网数据显示,2016年全国正极材料产量16.16万吨,同比2015年增长43%;其中三元材料产量5.43万吨,同比增长49%。据高工锂电数据我国目前正极材料仍以NCM为主,2016年NCM333占比20%,NCM523占比75%,NCM622、NCA占比5%,其中NCA占比不足1%,按照每吨不同三元材料所需硫酸镍计算,对应的电池级硫酸镍总需求为6.99万吨;球镍产量为1.5万吨与15年几乎持平,球镍含镍量为60%,据此可推算出消耗电池级硫酸镍4.1万吨;传统电镀行业硫酸镍需求稳定,根据安泰科资讯2016年需求7.6万吨,16年国内硫酸镍总需求合计18.7万吨。预计17年传统电池仍维持原状,长江有色金属网预计电镀工业每年会有5%的同比增速;电池级硫酸镍受新能源汽车带动,安泰科预计2017年全年动力电池出货量36GWh,而三元材料有望占比50%左右即18GWh,是16年的近三倍。预计17年全年三元材料产量10.0万吨,再结合三元占比趋势(高镍化发展)可估算17年硫酸镍需求总量,年均复合增长率达35.2%。
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