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从镍价上涨看高镍三元电池!

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一、镍传统在不锈钢上的作用


镍以往在使用上主要是使用在不锈钢上,镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素,镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显着改变,所以镍不能单独构成不锈钢,只有镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。

 

镍在钢中的主要作用:(1)可提高钢的强度而不显着降低其韧性。(2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。(3)改善钢的加工性和可焊性。 (4)镍可以提高钢的抗腐蚀能力,不仅能耐酸,而且能抗碱和大气的腐蚀。镍元素可以提高钢的机械性能,增加钢的强度、韧性、耐热性,增加钢的防腐蚀、抗酸性及其导磁性等,镍还能够细化晶粒、提高钢的淬透性和增加钢的硬度。

 

二、高镍三元电池,未来将成为锂电池主流


在新能源汽车锂电池的应用上,高镍三元材料逐步受到青睐,根据《节能与新能源汽车技术路线图》等政策的要求,到2020 年,新能源汽车年产销达到200万辆,动力电池单体比能量达到300 瓦时/公斤以上,力争实现350瓦时/公斤,系统比能量力争达到260 瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下。

 

政策促进了动力电池材料的快速增长,2016年正极材料产量16.16万吨中,磷酸铁锂产量5.7万吨,同比增长75%;三元材料产量5.43 万吨,同比增长49%。国内厂家目前在积极扩张产能。同时,高能量密度的要求促进了高镍三元材料的发展,预计未来高镍三元材料占比会逐渐增大。

 

三元材料现在是动力锂电池最优之选,自锂离子电池技能遍及以来,学术界呈现了各式各样的电池系统,可是从实践使用来看,现在负极资料多挑选石墨,而正极资料干流为钴酸锂、磷酸铁锂、三元、锰酸锂等资料。


动力电池要求资料具有较高的能量密度(对应高续航路程)和高安全性,而钴酸锂因为其自身热安稳性最差(安全性差),不适用于动力电池范畴(但凭仗高压实密度和能量密度现在是3C范畴干流),而锰酸锂能量密度较低使用受限,磷酸铁锂作为较早研制的技能,优点是安全性极好、环保、循环寿数高,但缺陷在于能量密度较低且已经挨近到达天花板,而三元自身有着高能量密度上限的优势,未来跟着技能持续前进,安全性问题逐渐改善,在其它电池技能未实现重大突破之前,三元现在仍然是动力电池范畴最优之选。

 

图一:三元材料的特性

 

三、镍在锂电池的比重将逐渐取代钴和锰


NCM材料一般包括NCM111、NCM424、NCM442、NCM523、NCM622、NCM811等。其中NCM111、NCM523、NCM622 和NCM811较为常见,目前国内三元材料以NCM523为主,2016年其在三元材料分型号产量中占比为76%,NCM111 和NCM622 占比分别为13%和10%,未来随着对动力电池能量密度的高要求和续航里程的延长,高镍的NCM622、NCM811以及NCA占比会持续增加。


图二:三元材料中镍的使用比重



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