革命に対応するための三元リチウム電池材料の処方

日本の電池サプライヤーであるパナソニックは、コバルトフリーの自動車用電池を開発すると発表した。電気自動車市場が過熱し続けるにつれて、そのコアコンポーネントであるパワーバッテリーも「上昇」しており、現在の主流バッテリーであるリチウムバッテリーの需要は増え続けています。コバルトは、リチウム電池の正極材料の1つとして、希少性から戦略的なレアメタル資源となっています。政治的に不安定なコンゴ民主共和国は、世界のコバルト生産量の66％を生産しており、その結果、埋蔵量が制限され、価格が上昇しており、これが新エネルギー車の開発の制約となっています。その結果、自動車メーカーや電池会社は、三元リチウム電池材料の処方に含まれるコバルトの割合を減らす方法に取り組んでおり、コバルトを含まない電池の開発を始めたところもありますが、現在、コバルトを含まないソリューションは困難です。達成する。

需要が供給を上回るとコバルト価格が上昇

ブルームバーグ新エネルギー金融（BNEF）からの新しいレポートは、パワーバッテリーの最も高価な材料であるコバルトの早期不足が、今後5年から10年で電気自動車業界に大きな影響を与えると予測しています。世界のコバルトの3分の2を生産しているコンゴは、新しい供給源を緊急に必要としている、と数字は示しています。さらに、多くの寡占鉱山会社がコバルトを買いだめしているため、入手が困難になっています。

BNEFのアナリストは、「現状では、新しい鉱物資源が見つかるまでには長い時間がかかるだろう」と述べた。 「コンゴのコバルト資源だけが必要な場合、2020年までにコバルト供給の危機が発生する可能性があります。」 BMWグループは、電気自動車に大きな力を入れている自動車メーカーは供給の逼迫を認識していると言います。

世界最大の新エネルギー車市場である中国は予想以上に急速に成長しており、コバルトを短期間で見つけるのは難しいでしょう。コバルトの供給が着実に増加しない場合、価格は急激に上昇し、電気自動車市場の発展に深刻な影響を与えるとアナリストは述べた。数字によると、英国のロンドン証券取引所でのコバルトの価格は、2016年の初めから270％上昇し、3月に過去最高を記録しました。電気自動車の金属資源グループの責任者であるピーター・ディニン氏は、コバルトの高価格は、コンゴ民主共和国の政治がコバルトの輸出に影響を与えたかどうかにかかわらず、不足の兆候であると電子メールで述べた。

パナソニックは市場でコバルトの安定供給を確保しようとしており、業界関係者は2018年までに8,000トン近くを使用すると予測しています。さらに、BMW、フォルクスワーゲン、サムスンSDI、LGケミカルなどの企業も安定した供給を求めていますフォルクスワーゲンとBMWは以前、コバルトサプライヤーとの長期契約に署名することを望んでいましたが、進展はスムーズではありません。中国非鉄金属産業協会コバルト産業支部の事務局長であるXuaidongは、最近中国（青海）で開催されたリチウム産業とパワーバッテリー（BBS）の国際サミットで、エンドユーザーが上流のサプライヤーからのリソースをロックするというトピックについて特別に話しました。 。 「価格を固定するために、多くの企業は最大10年間上流のサプライヤーと契約を結ぶ必要があります」と彼女は言いました。一方では、価格をロックすることはできません。 「一方、多くのコバルト鉱山労働者は、コバルト産業で持続可能な鉱物調達を達成することを期待して、「責任あるサプライチェーン」システムに参加しています。

高ニッケルと低コバルトがトレンドです

コストの上昇に直面して、世界中のバッテリーサプライヤーは三元バッテリーのコバルトの量を減らす方法を探しています。多くの中国のパワーバッテリー企業も高ニッケル三元バッテリーのレイアウトにあります。高ニッケルと低コバルトは、一方ではエネルギー密度を改善することであり、他方ではコストを削減することです。

自動車メーカーはまた、バッテリー中のコバルトの量を減らすための高度な技術の開発を急いでいます。 Bydは現在、ニッケル-コバルト-マンガン比を今年末までに8：1：1に増やす計画であり、BMWは2021年にこの方式を採用する予定です。このような低コバルトバッテリーは電気の7％を占めると予想されます。 2020年までに車両のバッテリー、2030年までに57％、バッテリー価格への原材料の影響を減らします。

どうやら、パナソニックは三元電池のコバルト含有量をゼロに減らすことを望んで、より積極的です。パナソニックの自動車用バッテリー部門の責任者である田村健氏は、「バッテリーのコバルト量を大幅に削減し、トリプルバッテリーでは3％に減らした」と語った。パナソニックは、テスラModel3の独占的なバッテリーサプライヤーとして、現在、米国ネバダ州のスーパープラントでバッテリーを製造しています。パナソニックは、バッテリー技術に使用されるコバルトの量を最小限に抑えることに加えて、「原材料価格の高騰のリスクを回避するために」長期的で安定した供給契約を確保することを期待して、コバルトサプライヤーと積極的に交渉している。パナソニックの自動車事業責任者、伊藤二郎。

5月初旬、テスラはModel3に搭載したバッテリーがコバルトの量を大幅に減らし、ニッケルの量を増やし、これまでに記録された最高のエネルギー密度を達成し、極度の耐熱性を実現したと発表しました。テスラのCEO、イーロン・マスクはソーシャルメディアで、テスラModel3のバッテリーに含まれるコバルトの量が3％未満に減少したと述べました。彼らは技術を改善し続け、次世代電池のコバルトを完全に放棄し、「血液電池」の評判を変えるよう努めます。

コバルトフリーは短期的にはありそうもない

バッテリー中のコバルトの割合を減らすことに加えて、コバルトのリサイクルも解決策です。 BNEFの報告によると、現在のコバルトの回収率は25〜50％であり、乗用車用バッテリーのコバルトをすべてリサイクルできれば、2030年までにコバルトの総回収量は年間10万トンに達すると見込まれています。 samsung SDIやBMWなどの企業は、携帯電話や自動車のバッテリーからコバルトをリサイクルする方法を模索しています。しかし、バッテリーのコバルトの量を減らしたり、リサイクルしたりしても、そのジレンマはしばらくの間緩和されるだけで、供給の問題は実際には解決されません。

では、コバルトを含まないバッテリーは本当に実現可能ですか？リチウム電池の重要な原料の一つとして、コバルトは明らかにリチウム電池のエネルギー強度を向上させることができます。コバルトを置き換えるために、電池メーカーは、電池のエネルギー密度を上げるために使用するニッケルの量を増やす傾向があります。ただし、ニッケルの量を増やすと、対応する電極材料の構造安定性が低下し、電池のサイクル寿命と安全性に影響を及ぼします。一部の業界関係者は、現在の自動車会社と電池サプライヤーは、三元電池材料中のコバルトの割合を減らすだけであると信じていますが、コバルトはまだ置き換えられていません。

「リチウム電池技術に関しては、ニッケル-コバルト-マンガン比が8：1：1の場合、電池のエネルギー密度は300ワット時/ kgに達し、「天井」がはっきりと見えますが、壊れていない可能性があります。今後10年間で」寧波山山株式会社の副社長であるSunxiaodongは、リチウム産業とパワーバッテリーBBSの国際サミットで述べた。業界の多くの人々はまた、多くの電池サプライヤーがコバルトの使用を減らしているが、コバルト電池のない市場の時代に関しては、ほとんどのメーカーが大量生産のアプリケーションで8：1：1の技術ルートを達成しなかったと述べました、ずっと長いのではないかと思います。

Xu aidong氏はまた、「実際、現在の8：1：1の三元電池の生産量は全体の10％未満です。これは、電池会社がコストを削減しながら安全性の問題を考慮する必要があるためです」と述べています。高ニッケルと低コバルトは確かに戦略的な観点から前進しているが、コバルトは短期的にはかけがえのないものであると彼女は述べた。一方で、処方比率の変更は、バッテリーのパッケージングに課題をもたらします。現在、リチウム電池は主に円筒形のパッケージであり、ソフトパッケージとスクエア技術は成熟していません。一方、電気自動車のコストを削減し、開発を実現するためには、安全性と品質を前提として保証する必要があります。 「急いでコストを下げることはできません。」彼女は言いました。

中長期のコバルト価格は安定すると予想される

良いニュースは、コバルトの価格が高騰し続けることはないということです。最新のデータによると、6月1日以降、国内のコバルト価格は下落を続けており、6月26日のコバルト価格は542,600元/トンでした。一年以上も激しく上昇していたコバルトの価格は、ようやく急に止まった。 Xu aidongは、新エネルギー車とパワーバッテリー産業の発展が明らかに上流の材料を後押ししたと述べました。昨年以来、コバルトの値上げは非常に高く、市場から大きな注目を集めています。しかし、価格が一定の水準まで上昇すると、サプライチェーンの調整によって価格が安定します。

中国の自動車ニュースとのインタビューで、中国北部の自動車用パワーバッテリー研究所の所長であるZi-dong wang氏は、「記者は、価格が下がり始めており、コバルトが自動車のバッテリーに与える影響はそれほど大きくないことを示している。バッテリーは「タイガーバーム」3元ではなく、リン酸鉄リチウムバッテリーも開発の見通しが良いと彼は考えています。高公産業研究所のLuo huanta社長は、次のように同意します。「第1四半期、三元バッテリーの国内生産63パーセント増加しました。しかし、陰極材料、特にコバルトの価格が上昇した後、多くの企業が三元材料の比率の変化を考えたり、遅らせようとしたり、リン酸鉄リチウムのルートをとったりしており、現在、一部の企業はこの点で試みてください。

Xu aidongは最後に、3元のリチウム電池材料の開発に伴い、コバルトは消費強度の低下を迎えますが、総消費量は依然として増加すると指摘しています。リチウムやニッケルと比較して、コバルトの消費量の伸びは鈍化するでしょう。同時に、ニッケル価格の上昇とサプライチェーンの緊密化もコバルトの消費と投資の見通しに影響を与えています。コバルト価格がより控えめなレベルに戻る限り、それでも消費を押し上げるでしょう。一般的に、電気自動車の人気に伴い、バッテリー技術にも大きな変化が見られ、バッテリー業界の円滑な発展を維持するためにあらゆる側面が包括的な役割を果たすと彼女は考えています。

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