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不含镍和钴的电池是电动车的下一个阶段

商业密码6月2日(邵峰)消息,上周财政部、税务总局发布部分乘用车车辆购置税减征政策,对购置日期在2022年6月1日至2022年12月31日期间内且单车价格(不含增值税)不超过30万元的2.0升及以下排量乘用车,减半征收车辆购置税。另外,上海、深圳、湖北、长春等多地都出台了有关新能源汽车的消费刺激政策,如发放消费券、给与购置补贴、增加牌照数量等。在政策利好下,新能源汽车销售明显环比提升,更有多家企业销售环比实现翻倍增长。

在新能源汽车销售大涨的同时,电池的销售价格也在同比上涨。由于需求量越来越大,造成原材料短缺,迫使改价格上涨传导到整车企业上。电池价格上涨从2021年开始表现较为明显,但其实原材料上涨是从2020年开始,但制造厂商一直抗住了上涨的压力,但在2021年该压力让电池厂家承受不了,造成最终向下游传导。一时间出现了很多锂电池概念股票大涨。

21 年前,Bart Riley 和联合创始人将他们的短命公司 A123 Systems 押注在不含镍和钴的电池上。他们认为,电池技术为当时新兴的电动汽车领域的汽车制造商带来了诸多好处。

莱利回忆说,这家总部位于马萨诸塞州的初创公司在 2008 年至 2011 年间向特斯拉推销其电池,但他表示该汽车制造商不想要它们。(特斯拉没有回应置评请求。)A123 Systems 试图为雪佛兰 Bolt 销售通用汽车的电池。但通用汽车选择了依赖镍和钴的 LG 电池。最终,A123 Systems从未盈利。该公司于 2012 年申请破产。破产引起了当时的共和党总统候选人米特·罗姆尼的愤怒,并且是保守派批评奥巴马的几项失败的可再生能源投资之一。

虽然他的公司输了,但莱利押注的电池——磷酸铁锂,称为 LFP——却越来越赢。

近年来,对镍和钴的需求激增,汽车制造商正在采取策略来对冲动荡的市场。特斯拉改变了态度,并在 4 月份表示,今年前三个月销售的近一半汽车不包含镍或钴。

随着汽车制造商越来越有兴趣避免镍和钴,莱利设想的电池越来越受欢迎,镍和钴是稀有、难以从地球上提取的。

赖利只能看着其他公司从他所看到的潜力中获利。

磷酸铁锂电池的增长

特斯拉和中国的比亚迪等其他汽车制造商已经转向了 LFP 电池,这种电池是 90 年代在美国开发的,但后来在美国电动汽车中大多被抛弃。专家表示,这项技术可能会让特斯拉比没有使用它的竞争对手更具优势。

电池金属对汽车行业的重要性正变得与石油一样重要。电池只是一种储存化学能以供以后转换为电能的装置,不同电池类型中使用的化学物质极大地影响了它们的成本、安全性、功率和寿命。

美国的大多数电动汽车使用锂离子电池,需要钴和镍才能发挥作用。虽然锂是一种相对丰富的金属,但钴和镍都是稀缺、昂贵且有争议的。镍电池需要一个破坏环境的采矿过程,最近镍市场非常不稳定。3 月份镍价从每吨 29,000 美元飙升至约 100,000 美元。钴矿开采有时由刚果民主共和国的儿童进行,缺乏保障。

尽管存在这些因素,预计未来二十年对电池金属镍和钴的需求将增长 60-70%。一些汽车制造商正在与矿工进行直接供应交易,因为短缺会破坏他们的业务。

特斯拉投资的磷酸铁锂电池在放电过程中产生电池正极所需的电池化学成分不同。虽然电池仍然需要锂,但它使用的是丰富且便宜的铁,而不是钴和镍等金属。

LFP 电池于 1997 年由德克萨斯大学教授 John Goodenough 的实验室提出,他后来因对锂离子电池的研究获得诺贝尔化学奖。

尽管 LFP 最初引发了对 Riley A123 Systems 等初创公司的兴奋和投资,但兴趣降温了。

“在面对面的比较中,赤字总是能量密度,”莱利说。“A123 没有赢得生意。”

据汽车专家称,在美国,车主看重汽车的续航里程。90 年代和 90 年代制造的 LFP 就其可以容纳的功率而言远远落后于锂离子电池,因此驾驶员一次充电可以行驶的里程数。

正因为如此,美国汽车制造商在很大程度上避免了这项技术。通用汽车在其电动雪佛兰 Spark 中使用了 LFP 电池,该电池于 2013 年开始在美国销售,此后已停产。今天的雪佛兰 Bolt Spark 的现代继任者,使用的是镍钴电池。

然而,中国汽车制造商坚持使用 LFP,部分原因是电池对于短程车辆来说足够好。许多电池专家强调中国公司比亚迪通过去除包装更密集地包装LFP电池。(比亚迪在 2021 年售出了 593,745 辆电动和混合动力汽车,价值近 1000 亿美元,成为中国第二大最有价值的汽车制造商。)

中国现在主导着 LFP 市场。根据研究电池行业的 Benchmark Mineral Intelligence 的数据,如今在中国销售的电动汽车中有 44% 使用 LFP 电池,而欧洲为 6%,美国和加拿大为 3%

据电池专家称,LFP 电池技术的进步扩大了其范围。“我们低估了 LFP 改进的能力。它已经走了很长一段路,”RK Equity 的合伙人罗德尼·胡珀(Rodney Hooper)为客户提供锂和电池方面的建议,他告诉 CNN Business。特斯拉现在在其大多数标准范围车辆中使用 LFP 电池。配备 LFP 电池的标准续航 Model 3 的续航里程为 267 英里,与使用含镍和钴的锂离子电池的大众 ID 4 280 英里续航里程相当。

除了避免在制造过程中提取钴和镍的好处之外,电池还有许多优点。与镍钴电池相比,LFP 电池更稳定且不易着火,因此需要的保护更少。

LFP 通常也可以充电更多次,从而延长了它们的生命周期。它们能够定期充电至 100%,不建议用于配备镍钴电池的汽车,因为反复充满电可能会缩短电池寿命。在电池研究温床阿贡国家实验室研究可持续性的 Jarod Kelly 表示,LFP 每单位能量的温室气体排放量比典型的镍和钴电池少 20%

还有一些权衡:电池在寒冷气候下表现不佳,回收 LFP 不如回收镍和钴电池在经济上可行。

电动汽车倡导者经常描述“循环经济”的前景,其中旧电动汽车电池被回收并转化为新电池,使世界更具可持续性。但据电池专家称,如果电动汽车转向 LFP,这种可能性可能会降低。回收商通常专注于镍和钴,因为它们的价格和稀缺性使它们对回收具有吸引力。

电池回收商 Li-Cycle 的首席执行官 Ajay Kochhar表示,“回收很重要,但在理由方面也必须有意义。” 如果开采新铁的成本仍然较低,那么从废旧电池中回收铁的动力就很小。政府或消费者可能需要付费才能回收 LFP

采用 LFP 也可能使美国企业更加依赖中国供应商,而中国供应商在 LFP 生产中占主导地位。特斯拉高管 Drew Baglino 10 月份的财报电话会议上被问及 LFP 是否依赖中国时表示,该汽车制造商的目标是在生产汽车的大陆实现关键汽车零部件的本地化。

尽管如此,特斯拉以外的汽车制造商仍表达了对 LFP 技术的兴趣。Rivian 在一份声明中表示,它认为 LFP 具有“难以置信的潜力”。它去年首次表示,它计划将 LFP 用于标准续航里程的车辆。大众希望在其小型汽车中使用 LFP。福特曾表示正在“关注”LFP

Riley 继续努力推动电池技术向前发展。他与人共同创办了另一家初创公司 Conamix,该公司正试图开发由硫制成的低成本电池阴极。Riley 对电池的关注使他与其他人在 LFP 方面取得的成功保持同步。