天下何人不叫钴
它因具有很好的耐高温、耐腐蚀、磁性性能而被广泛用于航空航天、机械制造、电气电子、化学、陶瓷等工业领域,是制造高温合金、硬质合金、陶瓷颜料、催化剂、电池的重要原料之一。
它就是“工业的味精”,用途广泛,却很稀缺!
它多伴生于铜矿、镍矿中,独立矿物极少,陆地资源储量较少,开采困难。
这就是我们熟悉又陌生的“钴”!
Very "钴”Good钴的造富神话:
2016 年下半年以来,全球电动汽车的快速发展,三元电池用钴成为钴未来增
它不仅仅可以用来造电池!
它因具有很好的耐高温、耐腐蚀、磁性性能而被广泛用于航空航天、机械制造、电气电子、化学、陶瓷等工业领域,是制造高温合金、硬质合金、陶瓷颜料、催化剂、电池的重要原料之一。
它就是“工业的味精”,用途广泛,却很稀缺!
它多伴生于铜矿、镍矿中,独立矿物极少,陆地资源储量较少,开采困难。
这就是我们熟悉又陌生的“钴”!
Very "钴”Good
钴的造富神话:
2016 年下半年以来,全球电动汽车的快速发展,三元电池用钴成为钴未来增速最快、空间最大的需求领域,钴逐渐进入了又一轮大周期。
2016-2017 年供给不足更多来源于供给端的收储、囤货、增加库存等,而 2018 年则真正进入由于需求增长带来的供不应求。
这轮离现在最近的钴业春天,
华友钴业实现了2年10倍的走势,
洛阳钼业H股2年涨幅9倍,
17年上市的次新股寒锐钴业更是一年涨幅30倍!
这就是资源稀缺性的魔力!
钴矿巨头——嘉能可
企业之间的竞争,争什么都不如拥有定价权!
你猜的没错,拥有定价权的就是嘉能可,正常的年产量在4~5万吨左右,占全球产量的五分之一。是全球最大的钴矿生产商,更是全球最大的大宗矿产生产商。
无敌就是这么寂寞!
嘉能可的钴产量主要依赖于Katanga矿,2020年—2022年的钴产量计划为2.9万吨、3.2万吨、3.2万吨。
但世间事,不可预测!
嘉能可Mutanda矿于2019年11月正式停产,预停产时间为两年。嘉能可这一停产,将大幅降低全球钴的供给,预估2020年钴供量为15-16万吨。供给减少,价格就会上升,对于其他钴业公司,这天上确实会掉馅饼。
嘉能可既神秘又低调,做金属生意,基本绕不过嘉能可这家公司,因为它控制了太多的金属资源。
作为世界最大的大宗商品贸易商,嘉能可和其他几家大宗商品前沿企业,早已在事实上超越高盛、摩根士丹利和摩根大通等大名鼎鼎的华尔街投行,而成为过去十年中最赚钱的行业群体。
“挂羊头卖狗肉的”洛阳钼业
钴产量排名全球第二的是洛阳钼业,每年生产约1.5万左右。
是的,你没听错,第二既不是华友钴业,也不是寒锐钴业,而是洛阳“钴”业。
2016年5月16日,洛阳钼业发布收购方案,拟以26.5亿美元现金对价收购自由港旗下刚果tenke fungurume铜钴矿项目。2016年11月17日,铜钴项目也完成交割。
并购完成后,洛阳钼业成为全球第二大钴、铌生产商,全球前五钼、钨生产商,巴西第二大磷肥生产商。
多元化的经营,可以分散企业的风险,但也对公司的管理能力提出了更高的要求,全球第二也要有大哥的样子。
【戴维斯双击】后的华友钴业
2017 年,受益于钴价飙涨,华友钴业成为了当年的超级黑马股,累计上涨约 130%。
2018 年初,钴价仍保持上涨态势。1 月 23 日,华友钴业又发布了一份绚丽的业绩预告,2017 年实现归属于上市公司股东的净利润 16.50 亿元至 19.00 亿元,同比增加 22.83 至 26.44 倍。
以此同时,大股东也实现了精准减持。
随之而来的便是股价和利润双双骤降,只留下小散在高高的山岗上!
历经一年多的盘整与挣扎,华友钴业迎来的春天,股价节节攀升,重新回到历史高点,再造江湖地位,似乎就在眼前。
前事不忘,后事之师,当年站在山岗的你,可还曾记得冷风瑟瑟!
”难兄难弟”寒锐钴业
几乎与华友钴业的历史和走势如出一辙。
寒锐钴业主要从事金属钴粉及其他钴产品的研发、生产和销售,钴金属价格与公司业绩高度相关。
而近期特斯拉欲推出“无钴”电池的消息,也对寒锐钴业所属的钴行业形成了利空冲击。
寒锐钴业发布的2019年度业绩快报显示,公司实现营收17.8亿元,同比下降36.06%;净利润(即归属于上市公司股东的净利润,下同)为0.1亿元,同比下降98.51%。
市场虽纷纭变换,你这利润一降就是本分之九十多,真是有点不忍直视。
说句心里话,你就是亏损了,我都能接受,就是看不惯这半死不活的样子!
钴的供求博弈
作为钴产业链上游钴矿厂商,国际大宗贸易巨头嘉能可率先出手。2019年8月7日,嘉能可表示,由于钴价不具有经济性、辅料价格上升等问题,宣布自2019年底起将暂停全球第一大钴矿场Mutanda的生产。
嘉能可关停Mutanda的消息一出,钴金属价格迅速反弹。
由此可见,嘉能可缩减供给的举动,对钴金属价格、对华友钴业、寒锐钴业股价的影响是立竿见影的。
正当行业预计钴金属新一轮涨价周期开启时,突然曝出下游汽车厂商特斯拉将使用“无钴”电池。
消息一出,寒锐钴业等多只钴业公司股价应声而落。
短期来看,钴的需求受此次特斯拉使用无钴电池影响有限:新能源车用动力电池占全球钴总需求量的比例不到20%,而特斯拉汽车又只占了其中的一部分。
长期来看,“无钴”电池可能将在中低端和中短续航里程的车型中逐渐渗透,市场对于长期新能源汽车用钴量的预测可能需要进行一定的下修。
钴金属上一轮涨价潮源自三元电池的崛起,而这一轮价格上涨源自嘉能可减产。
嘉能可减产与特斯拉“无钴”电池的供求博弈,是未来钴金属价格走势的最大看点。
无辜的有“钴”者
市场总是无情的,不是不管你的悲伤,而是市场上压根就不知道你在悲伤。
钴的价格上涨也好,下跌也好,总有人赚钱,也有人赔钱。
这跟钴本身的好坏毫无关系,买任何股票过程都是一样的。
你觉得合适就买,觉得不合适就卖,别和自己过不去,因为市场上什么事情都过得去。
天下苦“钴”久矣!动力电池的未来有没有Plan B?
“能不能不要起那么大早,赶个晚集,我们把基础设施全部做完了,人家开始热卖。”此前宁德时代董事长曾毓群在某论坛上的一番言论,成功引起了行业的热议。
作为动力电池行业的巨头,当下宁德时代也正遭遇一场不小的“危局”。不只遭受着国内新能源市场萎缩的压力,其位处动力电池市场榜首的位置也摇摇欲坠,数据显示,2020年第一季度,宁德时代痛失连续3年蝉联全球动力电池出货量榜首之位,一举被LG化学反超。
而风云诡谲的市场大潮之下,其实早已是暗潮涌动,出货量之外,真正决定企业未来的,一直都是电池核心技术的较量。
宁德时代董事长助理孟祥峰
日前,在“2020中国汽车论坛”会上,宁德时代董事长助理孟祥峰介绍了宁德时代在电池方面的两个新动向:CTC技术(cell to chassis,即将电芯集成到底盘)和“无稀有金属电池”。
在这两项技术中,CTC技术属于电池结构性优化,影响力有限;但“无稀有金属电池”无疑是一枚重磅炸弹,让我们看到了“电池无钴”的梦又近了一步。
如何降低电池成本?钴又为什么让人既爱又恨?接下来我们就一起来探究这两个问题。
要解决这个问题,先要了解主流的电池种类,目前市场主要有磷酸铁锂和三元锂两种电池路线,受到能量密度的影响,市场目前选择了三元锂电池。
那么现在的问题就进一步变成了:如何降低三元锂电池的成本?答案是正极材料,原因如下。
目前三元锂电池的正极,主要采用镍钴锰(NCM)路线,例如NCM811和NCM622,后缀的数字就是这三种元素的比例。
再来看这三者的作用,镍Ni的含量可以增加能量密度,钴Co可以稳定结构,而锰Mn则可以改善安全性和稳定性。
蜂巢能源NM无钴电
其中,锰元素是可以用其他元素来代替的,比如松下的为镍钴铝结构,但是钴元素暂时无法被取代。
而作为贵金属,钴的存量和产量都十分的有限。钴矿分布在非洲国家刚果,产量占据了全球的一半以上。
于是在全球电动化之后,由于需求陡增,钴的供给有限,供不应求的卖方市场就形成了。
一边是不断走高的市场需求所带来的降本压力;另一边是钴价不断飞涨,带来的采购成本水涨船高。此刻的钴,犹如电池制造商的在咽之鲠。
天下苦“钴”久矣!在一次次的受制,但又无可奈何之后,众多动力电池厂家也开始将“无钴化”作为自己新的发展目标。
于是,市场有了马斯克为“无钴电池”摇旗呐喊的一幕,也有了上文宁德时代为什么要发展“无稀有金属电池”。
那么,动力电池的未来有没有Plan B?答案无疑是肯定的。
比亚迪刀片电
磷酸铁锂是目前最触手可及的“无钴电池”备选。以往受制于能量密度的影响,磷酸铁锂一直不怎么受到乘用车的待见,但是随着技术的突破,诸如比亚迪的“刀片电池”技术和宁德时代、蜂巢能源等的无模组电池的推出,磷酸铁锂的能量密度终于实现了突破。在接下来的电池路线之争中,极有可能成为过渡选择。
锂硫电池同样是一种“无钴电池”,这种电池正极是硫,负极是金属锂。锂硫电池最大的好处是能量密度可以达到2000wh/kg,这对于传统意义的能量密度比拼而言,无疑是具有革命性的,但缺点就是循环稳定性较差。
还有一种全固态锂电池,固态锂电池技术采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质,取代以往锂电池的电解液,大大提升锂电池的能量密度。这种电池可以做的非常的轻薄,功率重量比也很高,是非常理想的汽车动力电池选择,但是缺点也很明显,那就是成本贵!按照目前的工艺制备一台汽车所需的全固态锂电池,成本几乎是天价。
所以综合来看,动力电池“无钴化”是新技术方向,各动力电池厂家“低估”和“无钴”的方案也在跟进,但三元锂电池依旧是当下的重点技术路线,“无钴”电池的发展仍然需要时间验证,但毫无疑问,解决动力电池供应链问题是车企们的需要攻克的重点之一。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
“无辜”的无钴电池 | 科普
撰文 | 熊宇翔?编辑 | 老司机
在经历了大起大落后,国内钴业三巨头——寒锐钴业、华友钴业、洛阳钼业的股价差不多都回到了一年前的水平。
一个月之前,当宁德时代与特斯拉的合作中亮出“无钴电池”一词,钴业三巨头股价齐齐闪崩。?事后,当更多线索指明该无钴电池是从始至终和钴扯不上关系的磷酸铁锂电池时,行业开始怀疑,这或许是一次铁锂电池对三元锂电池的“舆论偷袭”,无钴电池的概念被滥用,“被当枪使”。
而后,特斯拉发出一句阅后即焚的评论:“无钴,不一定就是磷酸铁锂”,又给众人留下无限的悬念。部分媒体将此事与特斯拉收购Maxwell公司获得的干电极生产技术与超级电容技术结合起来,认为特斯拉将再一次改变动力电池行业的技术走向。据称,今年4月特斯拉就会在其电池日上发布关于无钴电池的技术进展。
不过,考虑到特斯拉一贯的跳票传统和材料领域的客观规律,如果我们简单关注一下锂电和汽车动力电池的发展,我们就会发现,这或许又是电池领域“搞个大新闻”的传统套路。人类在锂电池不要钴的道路上已经奋战多年,并且很可能将继续奋战多年。
何为“无钴”
“无钴”一词,为何能够引起行业地震?毫不夸张地讲,在乘用车动力电池领域中,这相当于抽掉了行业的地基。
眼下,电动汽车的动力电池主要使用两种体系的正极材料——磷酸铁锂与三元锂,而在乘用车市场,三元锂又占据了绝对的主导地位。并且,以特斯拉和其他车企为代表,三元锂体系下又分出了一对孪生兄弟:特斯拉使用NCA(镍钴铝酸锂),其他车企则基本使用NCM(镍钴锰酸锂)。
可以看到的是,这两个孪生兄弟可以在Mn(锰)和(Al)铝之间切换,但Ni(镍)和Co(钴)的位置却动不得。要理解镍和钴的重要性,需要看一下三元锂材料发挥作用的基础——层状结构。层状结构的稳定,是电池得以有序运行的前提,也是其性能与寿命的保障。
在三元锂材料构成的层状结构中,镍的使命是形成可以嵌入锂离子的“骨架”,来提高电池的能量密度。而当电池充电时,锂离子会从正极中脱嵌,留下的空洞可能会导致镍离子擅离岗位,挤占原本属于锂离子的空间。
当锂离子在电池放电过程中回到正极时,被鸠占鹊巢的它只能去到属于镍的那一层,由此引发“镍锂混排”,如进一步引发连锁反应,造成的后果便是层状结构垮塌。当电池材料在微观层面陷入混乱时,宏观的结果便是电池循环寿命缩短,电池容量下降,乃至引发安全隐患。
而钴的作用,就是使得这层骨架更加稳固,抑制镍锂混排,让三元锂正极材料的层状结构尽可能得以维持。
不幸的是,钴又是动力电池中价格最高的材料。锂的价格,尚且算是贵重,而钴的价格大约是锂的六倍。并且,由于钴的主要产地在政局极不稳定的刚果(金),存在减供、断供的风险。因此,无论是出于降低成本的考虑,还是从保证供应链安全的角度出发,寻找少钴乃至无钴的电池材料方案,都有现实意义。
其实,动力电池行业一直走在“去钴化”的道路上。特斯拉是这条道路上的先锋。
早年推出首款车Roadster时,特斯拉使用的电池正极材料是钴酸锂。钴酸锂可以说是锂电池业界的长者。上世纪80年代,当索尼率先实现锂电池商用时,选用的便是钴酸锂路线。钴酸锂循环寿命不错,在各种材料中有最高的体积能量比,尤其适合用在消费电子产品中(事实上,在今天的笔记本电脑、手机、充电宝等产品的电池中,钴酸锂仍被广泛使用)。
但由于实际能量密度不高、安全性能不突出,以及用钴量大,钴酸锂并不适合车用动力电池。
在自家的第二代动力电池中,特斯拉便将正极材料切换为NCA,在保障电池容量与安全性的前提下,降低电池成本。2018年,马斯克在其推特上称,当时特斯拉动力电池中钴的用量已经减少到不足3%,其最终目标是将钴从自家电池中抹掉。
而在NCA的兄弟材料NCM这边,业界也在沿着减少用钴量的路径前行——镍、钴、锰的材料配比,从1:1:1,来到5:2:3,并在这两年开始应用8:1:1。
但在特斯拉之前,无人敢喊出“无钴”的口号。因为没人能预料,彻底去掉钴以后,蓬勃发展的三元锂材料究竟会不会在性能上垮塌。而特斯拉的这一嗓子,牵出了业界在无钴电池上的种种努力。
无钴的四条路
虽然“无钴”听上去很颠覆,但从具体路径而言,并没有把锂电池的技术体系进行底朝天的更改。
一方面,对无钴的追逐引发了铁锂电池的文艺复兴。原本,铁锂电池由于理论能量密度上的限制,失去了在乘用车市场的竞争力。但去年以来,比亚迪与宁德时代相继推出刀片电池与CTP(Cell To Pack)电池技术,在不对电池材料动刀的前提下,通过结构的改变提高了电池系统的能量密度,基本达到三元锂5:2:3材料的水平。
这一工程方法而非材料体系上的创新,很好地结合了磷酸铁锂在电池循环寿命、安全性、成本上的优势,让磷酸铁锂焕发出了新的活力。比亚迪据此推出全新旗舰车型“汉”,而宁德时代也凭此拿到了特斯拉Model 3标准续航版的电池供应订单。
1、“只要锰”的尖晶石锰酸锂LiMn2O4、富锂锰基Li2MnO3。
2、“只要镍”的镍酸锂LiNiO2。
3、“要锰也要镍”的尖晶石镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4。
4、“掺点别的”流派则是NiAl/NiMg等,这是特斯拉的路线。
这一路线的工作,主要由与特斯拉长期合作的“三元锂之父”Jeff Dahn团队所做,将镍作为主体材料的基础上(占比95%),掺杂镁、铝或者锰元素,完全替代正极材料中的钴。根据Dahn团队发表的论文,实验结论显示镁与铝有类似钴的作用,可以稳定层状结构。
不同方案各有各的烦恼。比如镍酸锂安全性不行;富锂锰基太短命;尖晶石锰酸锂能量密度太低;尖晶石镍锰酸锂解决了这些问题,但生产起来又充满了困难。总的来说,由于动力电池行业对高能量密度的追逐,高镍体系更被业界看好,但无钴电池把起稳定结构基础作用的钴抹去后,电池安全性与寿命问题变得更加突出。
而Jeff Dahn团队似乎找到了解题良方,能够在特斯拉既有的电池技术路线和解决无钴电池种种难题中实现平滑过渡。
然而需要注意的是,磷酸铁锂借助刀片电池与CTP技术再度登上乘用车舞台,并一度成为无钴电池的代表时,三元体系衍生的无钴电池技术,则大多停留在实验室阶段。
从实验室到商业化的鸿沟
正如上文所言,无钴电池不仅仅是特斯拉努力的方向,也是全球各地的电池实验室攻关的热门课题。
但很显然的是,一项技术要从实验室走到商用,从来都有一条鸿沟要跨越。
在特斯拉的无钴电池勾起行业关注之时,某主机厂的电化学工程专家、知乎大V“弗雷刘”就公开质疑,特斯拉的无钴电池技术并没有即将投入商业化的表现。他认为,Dahn团队的实验结果是在小电池、少量充放电循环的条件下获得的,与电动汽车实际使用条件完全不同,不应将实验结论直接套在大规模商用的技术上。
另一方面,他也认为特斯拉收购的Maxwell干电极技术,并无直接证据表明能够比传统湿法电极获得更好的性能与寿命。
与此同时,也有行业人士认为,特斯拉或许会采用一种综合优化的方法,即在材料革新与工程方法上同时发力——具体路径是,使用无钴电池,但在电池材料的镍含量环节做妥协,在牺牲一定能量密度性能的前提下,提升电池的安全性与循环寿命。而电池能量密度的短板,则可通过应用干电极结合预锂化技术(即在电池负极中事先充入更多的锂,以补充电池后续使用可能的容量损失)予以解决。
事实上,这种综合优化的方法,的确符合马斯克一向的风格——即在尊重第一性原理的基础上,使用工程方法上的创新,打造出行业中新的解决方案。无论是第一代Model S上8000多枚圆柱电池组成的电池包,还是SpaceX可以回收的一级火箭,都是以第一性原理为出发点,在工程方法上逆向思维取得的成就。
不过,这种思维过去的成功并不代表可以在“无钴电池”上完美复制。正如行业人士所言,如果以为过去的成功代表着未来的成功,那么多年来无钴电池走不出实验室的现实,也能推导出无钴电池只是空中楼阁。
结语:
回到文章开头,国内钴业三巨头被特斯拉“无钴电池”绯闻击碎股价,其实并非全然是行业惨状。而是此前一段时间,因为资本对钴的热炒,钴的地位已经上升到一个脱离市场需求的程度。而这与整个动力行业在进行的去钴化工作背道而驰。
特斯拉“无钴电池”的大新闻,只是市场规律发挥作用的一个突破口,促使钴“价值回正”。
同样,电池领域素来容易传出“突破性发展”、“颠覆性发现”。但其中绝大多数突破,事后往往被证明,只是口头突破而已。事实上,人类社会的电池技术水平,始终呈现的是平缓进步的景象。
无钴电池是否能够成为现实,这很难确定;但可以确定的是,电池的发展不存在奇迹,只有一条路——材料的渐进发展与工程应用的创新。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
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