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镍能提升电池的性能吗?它对电池装配有哪些作用?

2021-04-24 ryder

镍是一种近似银白色、硬而有延展性、铁磁性的金属元素,能够高度磨光和抗腐蚀,常被用于电镀、合金和催化剂上,也可用于制造电池高品质镍会被出产成粉末状的硫酸镍,使用于锂动力电池加工。据知道,自2017年2月国际镍价创近13年新低以来,近期镍价开始震荡上行。进入第四时度,国内镍价一度冲破每吨10万元大关,镍资源投资价值凸显。


锂离子电池高镍化趋势能否镍槃重生?


目前,全球锂动力电池正极材料的主流市场需求依然是以523(镍钴锰占比)为主,622、811作为新一代高镍电池材料,拥有较高的能量密度,是动力电池材料将来发展的方向,不少国内外企业正在加大对高镍三元材料的研究和开发力度。一般而言,拥有较高的能量密度后,电池的使用数量也会相应减少,电池管理系统的复杂性会相应降低,进而减轻整车重量,因此高镍三元电池综合效应十明显显。


然而,受益锂离子电池高镍化趋势,硫酸镍产能缺口加速放大。一方面,将来的电动车电池无疑将会更多使用镍、更少使用钴。有统计显示,能量密度提升使得单车消耗硫酸镍由45千克提升至75千克,单车耗镍金属增加7千克。


另一方面,世界镍库存的减少,国内镍产量的下降,进口镍的减少等因素,导致供应端减少,而消费却在快速增加,引发镍资源的紧张。有分解称,由于需求快速增长,2017年硫酸镍供需缺口达4000吨左右,明后年缺口逐渐张大。


然而,在今年全球镍市场总供给的200万吨中,电动车电池需要的镍大概仅占6.5万吨。笔者认为,还需要好几年电动车才能成为镍的主要消费方。国内不锈钢消费有所下降但仍然主导镍的消费市场,若2020-2025年前后电动车电池用镍量如市场预测那样飙升至40万吨/年,将来电池范畴将成为镍价的新引领者。


镍和钢在电池中的奇特反应


镍在如今市场上的很多电池系统中发挥着紧要作用,但无论电池的化学成分要怎么样,镍在电池加工中还发挥着一种鲜为人知但十分紧要的作用与钢结合在圆柱形电池壳和保护盖中使用。这种镀镍钢结构保证了电池电能在需要时能高效地转移到装置中。


圆柱形锂离子电池多采用具有较强物理稳定性的钢材材料作为外壳材质。为了戒备电池正极活性材料对钢壳的氧化,加工企业通常采用镀镍的方式来保护钢壳的铁基体。


广州东时创展能源材料有限公司(以下简称东时创展)供应的镀镍钢板又称为SuperNickel(超镍材料)。据解析,超镍材料经过特殊热解决扩散工艺后,镍镀层具有良好的密封性、附着力和同步延伸性,这可以保证超镍材料在制成电池钢壳后内外镀层厚度仍旧平均,密封性能好,可降低电池电阻,提高充放电效率,大大提高电池寿命。而且超镍材料符合冲压二次电池的性能要求,其表面致密的晶体结构有效地降低高容量电池的漏液现象。所以,超镍材料是三元电池首选的外壳材料,它不仅可以提高三元电池外壳加工过程中的一致性,也保证了电池外壳稳定的物理性能和化学性能,从而使电池产品更加安全。


除了在电池性能中的优良表现外,镍还在电池装配中发挥了紧要作用,因为它表现出优良的焊接特性。


虽然人们对电池习以为常,但无论怎么强调镍和镀镍钢在各类电池系统性能和可靠性中发挥的作用也不为过。塔塔钢铁电镀公司商业创新主任MarcelOnink博士曾表示,将来随着电动车的强劲增长,预计这个成功的组合仍将持续发光发热,镍需求量也会随之增长。


镍资源的回收不容忽视


其实我国钴、锂资源很匮乏,95%的钴依靠进口;锂相对比钴好一些,但70%的锂靠进口也是很大的比例。镍资源虽然缺口不大,但是足以引起高度重视。将来,通过综合回收利用获取的钴镍资源将成为原料供应的紧要来源,其绿色、可继续性的优点正越来越受到市场的认可,在原料端的贡献度必将越来越大。


在国家政策的引导和推动下,新能源汽车的产量和保有量不断攀升。与之俱来的是,动力电池将在2020年左右达到一个报废小高峰。据中国汽车技术研究中心的数据,动力电池的报废量在2020年将达32万吨。

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