电池建筑商钴蓝色

2017年初,32500美元(£26300)会给你买一吨钴。今天你必须支付81000美元。自2016年以来,钴的价格大幅度上升,这都是由于电池。

钴是一种权力的锂离子电池的重要组成部分我们的手机和笔记本电脑,并有望成为世界能源结构的重要组成部分。”2017年,我们看到电池部门的需求在102妇女,但我们预计,到2026年增加到709兆瓦小时,”说卡斯帕罗里斯,市场分析师基准矿物质情报。

这种需求来自于消费电子产品和使用电池作为可再生能源的电网存储。但到目前为止最大的驱动电动汽车,与世界各国政府寻求从汽油和柴油。2017年7月,英国宣布计划逐步淘汰新的汽油和柴油轿车的销量到2040年,二氧化碳和欧盟紧缩限制激励转向电动汽车。与此同时,印度计划来取代它的整个汽车舰队在2030年与电动模型。在加州,电动汽车的官方目标是500万到2030年。在中国,电动汽车被视为解决其笼罩的城市,补贴给消费者和制造商正在推出的奖励制度。

消费者可以选择从一个扩大范围的模型。都将采用锂离子电池,电池的首选通用汽车、本田、特斯拉、宝马、福特、比亚迪和日产。每一次电池价格下降,竞争力的电动关闭的内燃机。

无形的成本

但锂离子电池的成本将决定如何快速推出电动汽车,因为它可以是纯电动汽车成本的一半。材料价格不重要,当锂离子电池成本是1000美元每千瓦时2010年左右,但是随着价格接近每千瓦时100美元(低于今天的140美元)现在基本材料成本占总成本的70%一个锂离子电池。

“我们看到首次大规模电池生产商提高价格。这很大程度上要归功于锂和钴等关键大宗商品的价格,”罗里斯解释道。钴有很大的影响,这是一个大的行业现在的谈话要点”。

钴的价格飙升,因为大的电池制造商的需求增加,电子产品制造商和汽车公司施压的供应受到几个因素与经济、政治和地理。

首先,钴主要的副产品镍和铜采矿;很少有纯钴矿,博阿兹在摩洛哥最大的。因此,钴产量必然密切对铜和镍的需求。“最糟糕的事情可能发生电池工业是经济的崩溃。如果出现这种情况,对不锈钢的需求下降,这意味着对镍的需求下降。说少开采将意味着更少的钴、镍电池的化学家Gerbrand Ceder加州大学伯克利分校。没人将我更多的镍钴的出来。对铜的同上。

第二,供应链是由两家公司,钴和一个国家:刚果民主共和国(DRC)。加拿大,澳大利亚,菲律宾和马达加斯加也我的钴,但刚果民主共和国相形见绌,拔出来在2017年世界上三分之二的钴。在刚果民主共和国,这是非常分散。没有其他国家的贡献高达10%的钴供应,”罗里斯说。这让电池制造商夜不能寐。刚果民主共和国遭受冲突和钴与非法采矿和童工。“我在我的办公室里有多个中国汽车制造商真的担心(对钴供应)。他们希望他们能想到两年前,转让人说。然而刚果民主共和国将继续的依赖。

刚果民主共和国将永远钴的主要提供者。地球形成的时候,钴在刚果,”公司的首席执行官安东尼Milewski说钴27。刚果战争的可能是一个关键的风险(钴供应)。”27日已经囤积了2982吨钴、钴的最大控股中国以外。“警钟戒指当任何一个国家产生超过50%的材料,”罗里斯说。最终将没有没有刚果民主共和国钴锂离子电池产业。”

目前,每年总世界钴产量约100000吨。去年消耗了约48000吨钴电池行业。到2025年,我们认为电池工业仅需要127000吨钴。供应,需要相当大的增长,”罗里斯说。

繁重的化学

在锂离子电池,负极的钴是一个关键组成部分。电池操作之间来回穿梭于锂离子电极,分层材料可以插入锂离子。阴极材料,因此需要有正确的晶体结构,以适应离子,是稳定的,能承受离子进出不改变,有价层轨道可以接受电子平衡离子电荷和储存尽可能多的锂离子的能力。过渡金属氧化物满足所有这些需求在某种程度上,和钴给的最佳性能。

的总是会有一定量的钴需要在这些阴极,“转让人说。发生在大多数金属,当锂移动,金属开始进入那些空的空间。有什么惊人的钴在这些结构是非常固定的,”他解释说。第一个在第一个锂离子电池阴极,构思John Goodenough锂钴氧化物。搭配了一个石墨阳极,商业化锂离子电池的能量密度最高,使其为智能手机和平板电脑的阴极。

今天锂钴氧化物阴极是由60%的钴和提供无与伦比的能量密度。按体积的便携式电子设备都是关于能源——而不是重量或成本——和钴是最好的选择,“转让人说。“消费电子产品不关心你的手机锂离子电池的成本。它是关于房地产占用。

汽车公司负担不起这种态度。智能手机可以使用10-20g钴,但电动汽车港口10-20kg。和汽车公司将不得不支付昂贵的价格消费电子产品将会不再使用。去年虽然钴价格的急剧上升,转让人认为,没有上限。“这就去谁支付最多。那将是这个世界的苹果和三星,”他补充道。一些分析师警告称,钴甚至可以提高电池的价格足以使电动汽车的刹车。所以汽车制造商都集中在阴极材料,使用更少的钴。

一个流行的阴极在一些电动车是磷酸铁锂,尤其青睐的比亚迪电动客车。尼桑leaf锂锰氧化物阴极上运行。然而,大多数汽车制造商都插锂镍钴锰氧化物阴极,简称新型农村,因为他们的令人印象深刻的能量。这些阴极是松下和LG化学的重点。

新型的秘诀开始作为一个部分镍、锰和钴,一部分一部分或不合格品111。随着时间的过去,电池制造商正在高镍含量,所以不合格品523,最近不合格品622。然而,当你增加镍含量,电荷的循环次数可以下降和安全问题愈加突出。不过,钴锰行业推811年,LG化学去年宣布将不合格品811引入电动汽车电池为2018。此后,有说的不合格品85-10-05(钴10%)。

特斯拉使用稍微不同的阴极化学,选择锂镍钴铝。没有其他的汽车制造商是走这条路。特斯拉平均6 - 9公斤的钴,说罗里斯,而许多汽车制造商将混合NMC细胞类型但或许使用2 - 3次,每辆车数量的钴。这有助于解释为什么分析师Wood Mackenzie估计会有4倍对钴的需求为电动汽车在2020年和2025年eleven-fold。

快点,等

一个逻辑步骤是回收电池的金属。然而,锂离子电池是更复杂的比铅酸电池回收,它不会为另一个值得投资于这些流程+八年。我们没有自动化的方法,因为卷没到过那里,”汉斯·埃里克·梅林说,报告的英国顾问和作家圆形锂离子行业的机会。(回收)很难获得一个一致的化学,可以用来建立一个过程。

最好的回收将最有可能出现在中国,因为这是三分之二的阴极制造商。中国还细化去年大约57%的钴材料,和生产所需的超过80%的钴盐电池。梅林的观点是,中国企业已经在今天的重用的钴锂离子。他说,这将是一个巨大的错误为欧洲和北美认为使用锂离子电池浪费。“电动汽车就像一个车轮上的电池。电池是重要的。大多数电动汽车今天亏本出售。”“第二人生”可以是一个地区的汽车制造商开始赚钱电池,使用这些实用程序存储应用程序,”梅林补充道。

在所有的锂离子电池未来的食谱,仍然是至关重要的另一种成分锂。2017年,从锂卤水池,主要是在阿根廷,智利和中国,占全球供应量的40%,而生产从矿物岩石形成的60%,主要集中在澳大利亚、中国、津巴布韦和葡萄牙。供应(如锂碳当量)在2017年超过233000吨,与消费不到217000吨。

然而锂价格上涨提振了供应,与新矿开放。罗斯基尔预计明显过剩的开采锂从2017年到2018年,“大宗商品分析师指出罗伯特Baylis在罗斯基尔。然而新来源需要向2020年代中期。有一个广泛的锂项目目前正在发展的管道,“Baylis补充道。锂储量广泛分布和足够的锂应该不是一个问题。供应镍、锰和天然石墨也足以满足预期的对锂离子电池的需求。

失去了层

新电池化学反应存在,但让他们商业产品的形状是另一回事。人们可能会讨论锂空气或锂硫系统,但这些技术不成熟,”说比利吴英国伦敦帝国学院,电池工程师。约翰逊在英国一直从事non-NCM它调用增强锂镍氧化物阴极材料,或eLNO承诺更高的能量密度和节俭的使用钴。这不是一个增量改进,艾伦·尼尔森说,首席技术官,但改变高能阴极材料,提高性能和成本推动大规模电动汽车采用的。

在伯克利实验室,转让人探索他是否可以开发一个好的阴极没有层。“我们发现,如果你去了10 - 20%的锂过量,您可以创建扩散机制是无序化的宽容,“他解释说。这意味着无序化的阴极材料不会影响锂离子,所以金属,如钛、锰、钒、钼可以用来代替钴。但是没有人希望这种技术很快到达;NMC阴极化学是改善今天20年前首次发表,至少有十年,大多数专家预测。

转让人指出,在过去的两年内阴极成本已停止下降。材料的供应,特别是钴,甚至可以减缓电气化。如果电池去50美元每千瓦时,你将电动汽车,以及锂离子电池在卡车和电网的转让人预测。但这不会发生如果钴是200美元(每磅)。