在11月10日上午舉辦的“聚焦高比能動力電池關鍵材料”主題論壇上，天津巴莫科技股份有限公司總經理吳孟濤，就“高鎳三元材料的全球化應用趨勢”作主題演講。

 

“三元”是目前鋰電池主流技術路線之一，三元材料一般指鎳鈷錳或鎳鈷鋁的含鋰氧化物。由于三元材料中鎳元素比例越高，材料能量密度越高，隨著下游市場對高比能鋰電池需求的不斷提升，促使高鎳三元與中鎳高電壓三元兩大技術路線目前已基本形成。

 

對于行業痛點，吳孟濤指出，高鎳三元電池與中鎳高電壓三元電池制備要求嚴苛，需要對傳統三元材料進行更為復雜的改性工作，包括包覆、摻雜、晶界強化、前驅體調節、單晶化等，在生產工藝上需引入額外燒結工序，且存在一致性、磁性異物等難題，技術壁壘非常高。

 

產業化現狀方面，“高鎳技術路線方面 Ni92產品已進入量產；高電壓技術路線方面，Ni60-4.4V產品已進入量產。”吳孟濤介紹道。

 

行業格局和產能方面，由于高鎳三元材料生產技術壁壘高，資本開支大，目前高鎳三元市場份額主要集中在天津巴莫、當升科技、容百科技、振華、貝特瑞等少數幾家頭部企業。吳孟濤指出，“受新能源汽車產業發展初期政策催化影響，目前材料體系迭代加速造成前期大量投入的低端產能過剩，行業產能利用率處于較低水平。現階段，在需求不斷攀升下，國內三元正極產能利用率提升至 58.73%。國內前五大企業年產能合計22.4萬噸，占行業總供應量的50.83%，平均產能利用率達 91.02%，且通過產能擴張不斷搶占市場份額，行業產能利用率與集中度有望同步提升。”

 

在此背景下，吳孟濤分享了他對三元材料產業化趨勢的判斷：

 

其一，三元材料將聚焦EV市場需求，拓展電動工具等細分市場。

 

“預計從2023年開始，三元正極需求量將超過百萬噸級別，2023年-2026年需求復合增速將超30%。除動力/儲能電池外，三元正極應用領域還包括消費電池、電動工具、電動兩輪車用電池領域等。”吳孟濤表示，未來三元仍將是鋰電池的主流技術路線，據機構測算，到2026年三元鋰電池裝機量將達1079 GWh，占鋰電池總裝機量的51%，三元正極需求量預計將達173萬噸，2023年-2026年年復合增速為 31.3%。

 

其二，三元材料產業發展目標為提升材料性能，降低生產成本，符合可持續發展理念。

 

材料性能上，針對不同應用場景，提供高能量密度、高熱安全性或高倍率等不同類型的三元材料；成本上，開發新配方或材料體系，優化工藝過程，降低三元材料的原料成本與工藝成本；可持續發展上，“零碳”工廠越來越多，未來需繼續降低三元材料生產過程中的能耗、工業三廢與二氧化碳排放量，開發材料回收技術。

 

其三，細分市場材料性能發展趨勢不同。

 

據吳孟濤介紹，在EV需求端，未來三元材料產業化趨勢仍將以高能量密度為主，提鎳提電壓：更多Ni90以上與4.4V以上三元材料將逐步實現量產，產品能量密度將達到三元材料實際可用能量密度極限；同時三元材料的快充性能將進一步提升，配合負極、無極耳圓柱、麒麟CTP 3.0等不同層面創新，助力EV提升快充性能。在電動工具需求端，低成本高功率的三元材料仍是主流方向。

 

其四，多種材料技術路線并存，技術創新精細化。

 

高比能體系下，未來高鎳技術路線仍將是主流，而隨著正極材料改性和電解液技術發展，高電壓技術路線將逐漸成熟，中鎳高電壓三元材料需求將進一步提升。此外，基于三元材料混合正極技術路線將發揮其低成本高安全性優勢，填補市場空白；材料改性等技術創新將更加精細化；低晶界/核殼/梯度單晶等新技術方案將被推廣應用；富鋰型三元材料開發或將有所突破，并進入量產階段。

 

其五，低鈷/無鈷趨勢。

 

吳孟濤指出，“鈷元素在三元材料中起到維持層狀晶體結構穩定、改善材料循環及倍率性能的作用。然而由于鈷價昂貴，低鈷/去鈷成為鋰電池降本的重要途經之一，但現行技術條件下，絕對‘無鈷’三元材料暫時還不能實現。未來幾年，高鎳低鈷化是三元材料產業發展的必然趨勢。”

 

最后，吳孟濤還介紹了天津巴莫產業規模化情況。天津巴莫在天津和四川成都、廣西玉林，浙江衢州同時建有鋰電池材料基地，具備年產15萬噸正極材料生產能力，預計到2023年年底總產能將達25萬噸/年。主要客戶涵蓋寧德時代、LG化學、億緯鋰能、孚能科技等全球頭部電池企業。目前，已通過PAS2060體系認證，成為全球首家正極材料“零碳”工廠。

 

其三元材料產品體系完整，40余款產品覆蓋中高鎳不同型號，包括EV使用的長循環、高容量產品，以及專為電動工具設計的高功率產品等。