脱水简报- Magnis Energy Technologies及电池技术分析

2020-10-15 23:03:26 (AET) by Winson Su   777


随全球各国环保法规日益严格,各国对燃油车法规日益收紧,作为全球最大汽车销售市场的中国也早在几年前在一些一线和新一线城市对燃油车上牌政策进行限制。另外,由于几年前中国政府提高对新能源汽车厂商补贴政策门槛,使大部分原依靠国家补贴存活、技术和产能不符合市场趋势的厂商能够实现自然淘汰,从而推动新能源汽车市场日渐成熟。

电池技术

随全球各国环保法规日益严格,各国对燃油车法规日益收紧,作为全球最大汽车销售市场的中国也早在几年前在一些一线和新一线城市对燃油车上牌政策进行限制。另外,由于几年前中国政府提高对新能源汽车厂商补贴政策门槛,使大部分原依靠国家补贴存活、技术和产能不符合市场趋势的厂商能够实现自然淘汰,从而推动新能源汽车市场日渐成熟。

对于电动车而言,主要由电池,电控和电机三大部分组成。据数据显示,电池系统在新能源汽车中成本占比约在30%-40%,这使得电池成为新能源汽车关键核心之一。就目前全球电池技术发展而言,电池技术发展并未达到共识,其中市场上主要的技术路线包括:三元锂电池、磷酸铁锂电池、无钴电池、固态电池、钠离子电池、锂硫电池、锂空电池还有燃料电池,这些技术路线未来都存在成为主流技术路线的可能性。现时,全球锂离子电池市场装机比例已占90%,其他如铅蓄电池和钠硫电池市场比例仅为个位数,其中动力电池中使用最为普遍的两条技术路线为三元锂电池和磷酸铁锂电池。但两者间的能量密度存在很大差异,以比亚迪的刀片电池(磷酸铁锂电池)为例,能量密度为140WH/KG,极限达到160-170WH/KG,而松下用于特斯拉Model 3上三元锂电池能量密度就已达到340WH/KG。虽两者间能力密度存在巨大差异,根据不同的使用场景,磷酸铁锂电池在2019年装机量仍然达到19.98GWH,市场占比为32%。这主要由于磷酸铁锂电池衰减速度要优于三元锂电池并更具有成本优势。而对于侧重长航时的厂商NEDC续航600公里以上的车型均采用三元锂电池。

未来趋势

从技术路线而言,无论是三元锂体系又或者磷酸铁锂体系均已触碰到材料技术的瓶颈。从成本角度考虑,无钴电池和固态电池成为未来几年的重点发展方向。在无钴电池体系中包括:磷酸铁锂、尖晶石锰酸锂、镍酸锂、尖晶石镍锰酸锂等锂离子电池体系,其中未来主要技术路线为尖晶石镍锰酸锂与高镍去钴两类主流。

尖晶石锰酸锂特点是能量密度较低(容量:约为146.7MAH/G),但其充放电以及瞬时功率较大。另外有数据表明,在未经优化尖晶石型镍锰酸锂在循环2,000次后容量保持率仍有90%。在电池采用硅碳负极与正极的层状富锂材料后,电池理论密度可达到400WH/KG,但对加工工艺要求较高,现阶段只有宁德时代取得进展。高镍去钴则通过利用钴同族化学键更强的元素,实现对三元正极材料中钴元素的替代。

2020年9月23日,特斯拉电池日公布未来新一代量产锂电池将基于硅纳米线技术,并在正极上使用高镍实现无钴,在负极上突破性使用生硅材料取代石墨材料。硅纳米线技术应用主要为提高电池阳极的储电量,通过线体直径在10nm左右的单晶硅外包Si02覆盖层实现。对于传统锂电池而言,电池充电时,带正电的锂离子将吸附电流中的电子并移向阳极;放电时,锂离子放出吸附的电子,放出电能并通过导电胶回到阴极。传统电池阳极为碳原子涂层组成,而要六个碳原子才能实现存储一个锂离子。但采用硅元素则能实现一个硅原子存储四个锂离子,这大大增强储存能力。另外,由于目前石墨负极材料无法满足高容量、高性能需求,使材料革新已成为未来大趋势。受到特斯拉公布未来电池技术路线消息的影响,电池负极材料和检测公司Novonix Limited (ASX: NVX)当日出现恐慌性抛售。

除无钴电池外,固态电池体系近年也取得不少突破,产业有望在未来五年日趋成熟,技术路线有望落地。固态电池是以聚合物、无机氧化物或无机硫化物等固态电解质取代液态电解质。固态电池工作原理是让锂离子通过固态电解质中的离子通道移动到正极材料之间与电极交换电荷,完成充放电过程。由于固态电解质性质稳定,通常有着优于传统锂电池的能量密度、安全和稳定性,使固态电解质在高温情况下不易燃,且能够有效防止大功率放电形成的锂晶枝刺穿隔膜造成电极短路;并在搭载高压正负极材料而不用担心电解质会因为高电压产生氧化;同时能够采用先串联后并联组装的方式减轻电池组重量。

公司简介

Magnis Energy Technologies Ltd(ASX: MNS)前身为Magnis Resources Limited是一家澳大利亚石墨生产商。该公司从事勘探,开发和开采用于各种行业的天然片状石墨的业务,包括用于存储电能的电池。其细分市场包括澳大利亚和东非。该公司专注于石墨或电池供电的行业。该公司在其Nachu项目中从事石墨的勘查,勘探和预开发。公司的Nachu项目位于坦桑尼亚南部的Ruangwa附近,距坦桑尼亚的Mtwara港口约220公里。其其他项目/租赁包括:Ruangwa,Rutamba North,Lihehe East,SML Nachu,Isuna,Mkuju,Ilongo North和Manyoni East。公司的石墨最终用途包括:电池阳极,可膨胀石墨,复合材料,耐火和铸造,钢铁市场,垫片,密封件,制动衬片和润滑剂。

除石墨业务外,MNS与合作伙伴纽约电池技术公司Charge CCCV LLC(C4V)将业务重心转至电池技术开发,并计划成为全球最大的锂离子电池制造商之一。在合作中,MNS主要负责电池原材料采购和相关技术的端对端供应链。

MNS已宣布建造3家超级工厂(Giga factories):
1.澳大利亚/Townsville18GWh
2.美国/纽约15GWh(加速生产计划于2019年开始生产)
3.德国/North Rhine Westfalia 30GWh。

文中详细分析了Magnis Energy Technologies Ltd(ASX: MNS)电池技术发展情况,项目经营情况,未来前景等。

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