镍为电动汽车可持续发展作出贡献

储量充足 优势明显

2020年07月13日 14:32 6396次浏览 来源:   分类: 镍资讯   作者:

导读: 为降低能源消耗和减少温室气体排放,世界各主要国家都在推广电动汽车(简称“EV”),而镍能够显著提高锂离子电池的能量密度,使得高镍锂离子电池成为当前电动汽车的首选技术。

目前,电动汽车市场有望成为锂离子电池最大、最主要的市场,但由于较高的购置成本和续航问题、充电站的匮乏和消防安全隐患等问题,电动汽车的快速普及受到一定阻碍。为降低能源消耗和减少温室气体排放,世界各主要国家都在推广电动汽车(简称“EV”),而镍能够显著提高锂离子电池的能量密度,使得高镍锂离子电池成为当前电动汽车的首选技术。在此背景下,7月7日,由中国有色金属工业协会和国际镍协会共同主办的“有色云讲堂——镍”线上网络会议召开,300余人通过网络直播在线参加会议。

本次会议重点聚焦镍在新能源汽车电池技术中的应用。会议由中国有色金属工业协会国际部主任李宇圣主持;国际镍协会公共政策高级经理 Mark Mistry、广东邦普循环科技有限公司采购经理胡雁汀、国际镍协会电池部项目经理 Ken Rudisuela、中国有色金属工业协会钴业分会秘书长徐爱东分别围绕镍及电池的生命周期、镍在新能源车电池的应用、镍在新能源电池中的技术分析和展望、电池行业用镍简析等内容展开研讨;国际镍协会中国区首席代表宋全明作总结发言。

中国有色金属工业协会与国际镍协会多年来一直保持密切合作。在2019年10月底伦敦金属交易所年会(LME Week)期间,双方签署了合作谅解备忘录,使合作的内容及目标更加具体、明确,两个协会之间的联络更加紧密。受全球新冠肺炎疫情影响,本次会议采用线上方式进行。

镍在电动汽车电池领域扮演重要角色

Mark Mistry从可持续发展的角度,总结了镍行业的主要挑战,围绕电池行业中镍资源的可用性、负责任的采购、全生命周期管理与评估,以及回收管理四个方面提出了参考建议。

镍是电动汽车电池领域开发制造中关键的原材料。研究表明,目前全球总共接近有3亿吨镍储量,且红土镍矿和含硫镍矿都可以用于生产符合电池品级的原材料,日本、澳大利亚、马达加斯加、加拿大等国家和地区都已开始采用红土镍矿作为电池品级镍原材料提炼的主要来源。他认为,现在的镍储量可以充分满足未来电池行业的发展需求,同时也可以满足整个价值链体系对镍的实际需求。

负责任采购旨在希望相关企业能够在采购矿产及原材料时要承担更多的社会责任,以免产生不必要的问题和其他环境隐患,尽可能地减少负面因素,同时进一步避免可能会产生的其他社会不利影响。他表示,国际镍协会将继续极大程度地推动负责任的采购体系,进一步展示镍作为一种可持续发展元素的重要性,并继续推动市场对它的关注度。

Mark Mistry说,在全生命周期管理以及绩效评估方面,镍电动汽车电池起到了非常关键的作用,同时它也有着巨大的优势。电池的生产以及回收环节,对电动汽车的碳足迹排放有很大影响。发电来源以及在使用过程中所产生的影响非常重要,它也会直接改变一款车型对环境的影响结果。此外,电池续航能力以及电池的容量也会产生很大的差异,在生命周期结束之后如何处理,具体的碳排放足迹也有所不同。

数据表明,含镍元素的电动汽车以及电动电池可以带来更低的碳排放,由此为可持续发展作出贡献。如果电池无法在生命周期结束时做到有效回收,可能会产生额外的环境污染和负面因素。而含镍电池生产技术会更利于回收,也会给回收相关方带来更多的经济价值。他表示,原材料的回收是一个非常复杂的价值体系,我们一直在积极推动电动汽车能源电池的回收再利用。

预计下半年国内EV销量稳步上升

胡雁汀介绍,2020年预计全球EV销售量约为224万辆,与2019年的225万辆基本持平,其中中国市场受影响较大,海外市场预计有8%的增长。她预计,2020年全球EV电量为116GWh,较2019年的109GWh有小幅上涨,主要原因是单车平均带电量的增加。

她认为,2020年中国新能源汽车销量预计有所下滑,主要原因是新冠肺炎疫情对消费的影响,以及自2018年之后的补贴退坡。2020年,海外新能源汽车销量预计有所增长,其中欧洲市场增速最快。2020年一季度,欧洲市场销量达22.86万辆,而国内同期销售量为7.7万辆,主要原因是欧洲持续加强了对新能源汽车政策补贴力度,并设下2020年燃油经济性目标,规定不达标的车企面临罚款。今年1~5月,受疫情影响,我国新能源汽车累计产量仅为25.2万辆,电量12.8GWh,同比下降45%,其中混合动力占比24%,纯电动占比76%。从装机电池材料的分类来看,1~5月份,三元电池装机量9.6GWh,占整车的75%;铁锂电池装机量占24%。胡雁汀认为,2020年下半年,随着国内疫情得到很好的控制,预计下半年进入经济复苏的快速增长期,中国EV销量也将稳步上升。

电池领域对镍的需求方面,她表示,预计今年电池领域对镍的需求量为17万吨,目前全球电池领域用镍占比约为7%,到2024年份额会提升到11%。在整个电池全球镍领域的需求中,不锈钢还是最主要的一部分。2020年,可供电池领域使用的镍原料约为49.5万吨,预计到2024年可达到82万吨。

含镍电池技术在新能源汽车领域具有显著优势

Ken Rudisuela表示,高镍含量的三元材料以及三元电池整体能量密度是最优的,且远远优于锂钴等其他相关技术。相比SLP,含镍技术也有着显著的优势。在阳极材料当中,高镍含量在过去一段时间经历了很大的发展,它会使电动汽车的应用变得更加安全,同时驾驶里程显著延长。作为MC技术,它可以大幅提高电动汽车的安全性,也让长距离驾驶和续航能力提高成为可能。

特斯拉的首款电动汽车在2016年正式量产,采用了高能量密度锂电池,这种电池也成为了全球电动汽车后续开发使用的首选。随着需求量的上升,高能量密度锂电池的能量密度还会继续上升,以推动电动汽车行业的发展,同时也将保证更好的安全性。

Ken Rudisuela指出,在过去的一段时间内,镍在电池中的应用比例,从33%提高到50%,再提高到80%。安全性和高镍技术的使用寿命也是一个巨大的挑战,作为高镍含量的阳极材料,氧化镍的分子稳定性可能会下降,化学质量比也可能产生影响。稳定性下降可能会使材料表面出现裂缝,也可能会造成整个材料的解体。现在,通过表面的涂层技术可以减少可能会出现的这些化学反应,同时在高镍含量的使用场景下,可以通过一些具体的方法以及化学手段来进一步减少表面可能会出现的裂缝。此外,不同的电解液添加剂,也可以更好地实现表面阳性涂层的钝化,以保证材料的稳定性。

镍有幸伴随着新时代而得以发展

徐爱东从电池用镍现状、未来增长空间和新增供应三方面进行了介绍。她认为,镍有幸伴随着新的时代而得以发展。新能源汽车动力电池成为镍的新兴消费力量,2019年全球原生镍消费量240万吨,电池消费占比达到5.4%,其中中国原生镍消费量128.6万吨,电池消费占比达到4.7%。

徐爱东介绍,镍在电池中的应用主要有三类:用于安全等电动工具的镍镉电池;用于HEV的镍氢电池;用于电动汽车和智能穿戴的三元锂离子电池。其中镍镉、镍氢电池因电池物理性能限制,空间也在不断被挤压,用量较为稳定,而三元锂离子电池随着技术的发展,近年来产销量持续增长。2019年中国动力电池总装机量62GWh,其中三元材料占比66%,2020年1~5月份,动力电池装机量12.8GWh,其中三元占比75.3%。

未来,随着动力电池高镍化发展,以及受益于欧洲各国今年以来不断出台的电动汽车发展刺激政策,镍在汽车动力电池领域的消费尚有巨大的增长空间。根据安泰科模型计算, 2020年因疫情影响,全球EV产量预计同比下降10%至200万辆,行业用镍5.2万吨,但2021年起,EV有望重回快车道,预计2025年全球EV产量达到1200万辆,用镍44.6万吨;2030年有望达到2300万辆,行业用镍达到86.3万吨。2020年~2025年,不锈钢用镍年复合增长率为4.6%,而电池领域用镍的复合增长率将达到28.5%。

汽车动力电池主要使用硫酸镍,其原料来源有镍湿法冶炼中间品(MHP/MSP)、高冰镍、镍豆/镍粉和含镍废料。2019年,我国硫酸镍产量54.7万吨,其中原生物料占比41.8%。当前镍湿法冶炼中间品主要由中冶Ramu、第一量子Ravensthorpe、Sherrit的Moa工厂和托克Terrafame供应,电池行业用镍的高复合增长率刺激了相关企业纷纷布局镍原料。她表示,未来还将有大量的回收资源可以弥补电池用镍缺口,预计2025年可从汽车动力电池和3C电池中回收6万吨镍金属,电池循环利用同样也是一个值得重点关注的有供应潜能的行业。

对于镍行业近些年的快速发展,徐爱东认为主要得益于四点:一是电动汽车的崛起,二是居民的消费升级,三是高端制造业的发展,四是“一带一路”带来的产能合作。

责任编辑:付宇

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