馬斯克日前提及對錳基正極的青睞后,電池用錳引起市場矚目。中信證券最新報告更指出,隨著新型錳基正極材料滲透率提升, 2021-2035年間鋰電池用錳量將增超10倍,電池用錳原料易出現結構性短缺。
如今電化學體系升級以正極為核心,而錳基正極材料在能量密度、原料供應、成本上具備顯著優勢。鋰電正極升級路線中, 無鈷電池、磷酸錳鐵鋰電池、富鋰錳基都與錳有關。
其中, 無鈷電池長期以來都是三元電池路線的一大升級方向。
馬斯克也曾表示,使用三分之二的鎳與三分之一的錳作為正極材料是相對簡單的,由此,在鎳數量不變的情況下,電池容量有望增加50%以上;松下去年也曾透露,已著手研發無鈷電池。而蜂巢能源已實現無鈷電池量產并配套裝車,而其產品正極材料中便僅有鎳錳兩種主要元素。
磷酸錳鐵鋰電池則是磷酸鐵鋰電池的重要升級路線,產業化已開始逐漸加速。東吳證券曾朵紅預計, 這一技術有望在2023年上半年大規模量產。
綜合來看,磷酸錳鐵鋰電池崛起的背后,主要有三大因素:① 其自身的性能優勢,磷酸錳鐵鋰在具備鐵鋰優勢的同時,可提升能量密度20%;② 隨著新能源汽車政策補貼退坡幅度加大,磷酸錳鐵鋰的低成本優勢凸顯;③ 國內電池和正極廠商也已開始著手儲備磷酸錳鐵鋰升級技術,相關專利數量迅速攀升。
至于 富鋰錳基,在超高的理想能量密度下,其被看作是磷酸鐵鋰與三元之后,“最具前景”的動力電池用正極材料。然而,由于富鋰錳基充放電效率低、倍率性能不好、循環穩定性差,充放電過程中還會出現持續性電壓衰退。因此從某種程度上而言,這一技術如今仍處于“理想狀態”。
綜合來看,隨著三元正極材料與錳酸鋰材料出貨量的快速增長,電池級錳源需求量也急速攀升。中信證券預計, 2025年鋰電正極材料用錳量將超過30萬噸,2021-2025年復合增速達32%;2035年有望超過130萬噸,為2021年的10倍有余。
然而,面對鋰電行業的高增長需求、疊加鋼鐵行業的高基數需求,上游錳資源供應端的增速卻難以追上下游腳步。
雖然我國錳礦資源總量較高,但品位偏低,因此進口依賴度處于較高水平。而2021年,受行業多因素影響, 電解錳產量驟降20萬噸,供不應求下價格上漲超過200%,顯著高于其他錳產品。中信證券指出,由于電池級硫酸錳常用電解錳酸溶生產,電解錳的供應擾動會導致電池級硫酸錳出現結構性短缺。
值得一提的是,湘潭電化日前也在投資者互動平臺透露,目前公司電解二氧化錳產品銷售以短期合同為主,因原材料、能源成本大幅上升等因素,產品售價根據市場變化有所調整。
分析師建議圍繞兩條主線展開布局,首先是率先發力新型錳基正極材料研發生產的企業,其次是業務向下游電池材料延伸的錳產品制造商。
A股廠商中,除文初提及的四只個股之外:
華友鈷業華越年產6萬噸鎳金屬量紅土鎳礦濕法項目產品加工后可得到硫酸錳,該項目達產后,產品含錳約10,000金屬噸/年;
納川股份已參股星恒電源,后者業務以錳系多元復合鋰技術為核心,產品主要用于輕型電動車、電動汽車、通信儲能等領域;
天原股份磷酸鐵錳鋰正極材料處于中試階段,公司新建磷酸鐵鋰正極材料產線與磷酸鐵錳鋰正極材料產線完全兼容;
盛達資源子公司金山礦業已建成生產規模3.5萬噸/年的一水硫酸錳生產線,進一步提純后的高純硫酸錳主要用于制備新能源電池正極三元材料(鎳鈷錳酸鋰)的前驅體。
//重大突破!全新納米技術可將高壓鋰離子電池壽命延長一倍//
據報道,澳洲昆士蘭大學(The University of Queensland,簡稱UQ)的研究人員已經開發出一種 新的納米技術,據稱可以將高壓鋰離子電池的壽命延長一倍以上,為更高密度和更低成本的儲能解決方案鋪平了道路。
據悉,UQ的一組 研究人員設計了一種原子級厚薄的陰極材料,可以減少鋰離子電池的腐蝕,并證明其高壓循環穩定性得到改善,1000次循環后容量保持率接近80%。該研究成果已于近期發表在了《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。
Lianzhou Wang教授表示,他和他來自化學工程學院和澳大利亞生物工程與納米技術研究所(AIBN)的團隊已經展示了一種可充電鋰離子電池,該電池可在超過1000次循環中保持穩定。
“我們在高壓陰極表面設計了一種獨特的原子厚度功能層,這是鋰離子的來源,也是限制電池循環壽命的關鍵因素。這種新方法的特點是在可擴展的過程中使用最小的保護涂層,為下一代高能電池中使用這些豐富的高壓材料鋪平了道路。”他說。
他進一步解釋稱, 電池退化的主要原因是某種形式的腐蝕,但新工藝將提高從智能手機到電動汽車所有產品的電池壽命。
據了解,新技術涉及在鋰鎳錳氧化物(LNMO)陰極材料上應用外延工程潤濕層。研究小組表示,原子薄的潤濕層可以長期抑制過渡金屬從陰極溶解,而不會影響其動力。
Wang表示,隨著行業面臨越來越大的脫碳壓力,開發成本更低、能量密度更高、循環壽命更長的鋰離子電池至關重要。他說,“我們有信心納米技術將在整個行業有廣泛的應用,包括消費電子產品、電動汽車和能源存儲領域。”
總部位于布里斯班的公司VSPC的技術專家Rosalind Gummow博士對這一發展表示歡迎,該公司專注于開發和商業化先進的鋰離子電池正極材料。
“使用外延表面層來提高高壓陰極的循環效率和循環壽命等新方法對于提高鋰離子電池的能量密度至關重要,這里開發的方法也有可能穩定其他隨著循環迅速降解的正極材料。”她說。