天津巴莫吳孟濤：多樣化三元材料路線，筑高技術(shù)壁壘
【電池中國11月11日 遂寧訊】由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會、電池中國網(wǎng)聯(lián)合四川省經(jīng)濟(jì)和信息化廳、四川省經(jīng)濟(jì)合作局、遂寧市人民政府共同舉辦的“2022中國（遂寧）國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會暨新能源汽車及動力電池國際交流會”11月9-10日在遂寧召開。
在11月10日上午舉辦的“聚焦高比能動力電池關(guān)鍵材料”主題論壇上，天津巴莫科技股份有限公司總經(jīng)理吳孟濤，就“高鎳三元材料的全球化應(yīng)用趨勢”作主題演講。
“三元”是目前鋰電池主流技術(shù)路線之一，三元材料一般指鎳鈷錳或鎳鈷鋁的含鋰氧化物。由于三元材料中鎳元素比例越高，材料能量密度越高，隨著下游市場對高比能鋰電池需求的不斷提升，促使高鎳三元與中鎳高電壓三元兩大技術(shù)路線目前已基本形成。
對于行業(yè)痛點(diǎn)，吳孟濤指出，高鎳三元電池與中鎳高電壓三元電池制備要求嚴(yán)苛，需要對傳統(tǒng)三元材料進(jìn)行更為復(fù)雜的改性工作，包括包覆、摻雜、晶界強(qiáng)化、前驅(qū)體調(diào)節(jié)、單晶化等，在生產(chǎn)工藝上需引入額外燒結(jié)工序，且存在一致性、磁性異物等難題，技術(shù)壁壘非常高。
產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀方面，“高鎳技術(shù)路線方面 Ni92產(chǎn)品已進(jìn)入量產(chǎn)；高電壓技術(shù)路線方面，Ni60-4.4V產(chǎn)品已進(jìn)入量產(chǎn)。”吳孟濤介紹道。
行業(yè)格局和產(chǎn)能方面，由于高鎳三元材料生產(chǎn)技術(shù)壁壘高，資本開支大，目前高鎳三元市場份額主要集中在天津巴莫、當(dāng)升科技、容百科技、振華、貝特瑞等少數(shù)幾家頭部企業(yè)。吳孟濤指出，“受新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期政策催化影響，目前材料體系迭代加速造成前期大量投入的低端產(chǎn)能過剩，行業(yè)產(chǎn)能利用率處于較低水平。現(xiàn)階段，在需求不斷攀升下，國內(nèi)三元正極產(chǎn)能利用率提升至 58.73%。國內(nèi)前五大企業(yè)年產(chǎn)能合計(jì)22.4萬噸，占行業(yè)總供應(yīng)量的50.83%，平均產(chǎn)能利用率達(dá) 91.02%，且通過產(chǎn)能擴(kuò)張不斷搶占市場份額，行業(yè)產(chǎn)能利用率與集中度有望同步提升。”
在此背景下，吳孟濤分享了他對三元材料產(chǎn)業(yè)化趨勢的判斷：
其一，三元材料將聚焦EV市場需求，拓展電動工具等細(xì)分市場。
“預(yù)計(jì)從2023年開始，三元正極需求量將超過百萬噸級別，2023年-2026年需求復(fù)合增速將超30%。除動力/儲能電池外，三元正極應(yīng)用領(lǐng)域還包括消費(fèi)電池、電動工具、電動兩輪車用電池領(lǐng)域等。”吳孟濤表示，未來三元仍將是鋰電池的主流技術(shù)路線，據(jù)機(jī)構(gòu)測算，到2026年三元鋰電池裝機(jī)量將達(dá)1079 GWh，占鋰電池總裝機(jī)量的51%，三元正極需求量預(yù)計(jì)將達(dá)173萬噸，2023年-2026年年復(fù)合增速為 31.3%。
其二，三元材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)為提升材料性能，降低生產(chǎn)成本，符合可持續(xù)發(fā)展理念。
材料性能上，針對不同應(yīng)用場景，提供高能量密度、高熱安全性或高倍率等不同類型的三元材料；成本上，開發(fā)新配方或材料體系，優(yōu)化工藝過程，降低三元材料的原料成本與工藝成本；可持續(xù)發(fā)展上，“零碳”工廠越來越多，未來需繼續(xù)降低三元材料生產(chǎn)過程中的能耗、工業(yè)三廢與二氧化碳排放量，開發(fā)材料回收技術(shù)。
其三，細(xì)分市場材料性能發(fā)展趨勢不同。
據(jù)吳孟濤介紹，在EV需求端，未來三元材料產(chǎn)業(yè)化趨勢仍將以高能量密度為主，提鎳提電壓：更多Ni90以上與4.4V以上三元材料將逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品能量密度將達(dá)到三元材料實(shí)際可用能量密度極限；同時(shí)三元材料的快充性能將進(jìn)一步提升，配合負(fù)極、無極耳圓柱、麒麟CTP 3.0等不同層面創(chuàng)新，助力EV提升快充性能。在電動工具需求端，低成本高功率的三元材料仍是主流方向。
其四，多種材料技術(shù)路線并存，技術(shù)創(chuàng)新精細(xì)化。
高比能體系下，未來高鎳技術(shù)路線仍將是主流，而隨著正極材料改性和電解液技術(shù)發(fā)展，高電壓技術(shù)路線將逐漸成熟，中鎳高電壓三元材料需求將進(jìn)一步提升。此外，基于三元材料混合正極技術(shù)路線將發(fā)揮其低成本高安全性優(yōu)勢，填補(bǔ)市場空白；材料改性等技術(shù)創(chuàng)新將更加精細(xì)化；低晶界/核殼/梯度單晶等新技術(shù)方案將被推廣應(yīng)用；富鋰型三元材料開發(fā)或?qū)⒂兴黄疲⑦M(jìn)入量產(chǎn)階段。
其五，低鈷/無鈷趨勢。
吳孟濤指出，“鈷元素在三元材料中起到維持層狀晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、改善材料循環(huán)及倍率性能的作用。然而由于鈷價(jià)昂貴，低鈷/去鈷成為鋰電池降本的重要途經(jīng)之一，但現(xiàn)行技術(shù)條件下，絕對‘無鈷’三元材料暫時(shí)還不能實(shí)現(xiàn)。未來幾年，高鎳低鈷化是三元材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。”
最后，吳孟濤還介紹了天津巴莫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化情況。天津巴莫在天津和四川成都、廣西玉林，浙江衢州同時(shí)建有鋰電池材料基地，具備年產(chǎn)15萬噸正極材料生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)到2023年年底總產(chǎn)能將達(dá)25萬噸/年。主要客戶涵蓋寧德時(shí)代、LG化學(xué)、億緯鋰能、孚能科技等全球頭部電池企業(yè)。目前，已通過PAS2060體系認(rèn)證，成為全球首家正極材料“零碳”工廠。
其三元材料產(chǎn)品體系完整，40余款產(chǎn)品覆蓋中高鎳不同型號，包括EV使用的長循環(huán)、高容量產(chǎn)品，以及專為電動工具設(shè)計(jì)的高功率產(chǎn)品等。
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