电动汽车需要多少碳酸锂和钴?

前段时间跟着领导去考察,今天根据拆解的信息把一些内容汇总一下,特别是目前使用磷酸铁锂为主要方向和基于NCM的电池,到底需要多少的材料,我们可以分解一下。

备注:黄麟所整理的《从生产工艺角度详解磷酸铁锂》这份报告是一份值得阅读的材料,大家有空可以去找来看看。

PART 1:从公司层面得到的信息

首先从大的评估来看,我曾经去访问过一家磷酸铁锂企业,他们的大概说法是,1GWh的磷酸铁锂电池需要2000-2500吨正极材料,而一吨磷酸铁锂材料大概需要0.25吨的碳酸锂。

从微观来看:一台匹配60kWh磷酸铁锂电池的电动机,需要30kg的碳酸锂;

从宏观来看:如果我们同样按照60kWh电池/一台车来算,10万台车就是6GWh、100万台为60GWh,对应的碳酸锂需量求分别为3000吨、3万吨。按照2020年中国碳酸锂产量为16.6万吨,同比增长4.4%,其中电池级碳酸锂产量为10.6万吨,工业级碳酸锂产量为6万吨。也就是说10万吨的电池级别碳酸锂,全部来做磷酸铁锂电池对应的是200GWh。

备注:当时另一说法是0.25吨碳酸锂能做1万吨正极磷酸铁锂材料,对应4-5GWh电池,这和能量密度差异有关。

图1 两种方法合成磷酸铁锂电池所对应的材料需求

从逻辑上来看,碳酸锂的价格*1/4,大概可以直接计入成本,磷酸铁价格的0.85直接计入成本,我们大概能折算出BOM的计算方式。

图2 现在的磷酸铁锂材料对应价格的关系

碳酸锂5万、磷酸铁1.1万,磷酸铁锂的成本为2.185万/吨。按照当前的价格体系,碳酸锂15万,磷酸铁1.7万/吨,算出来铁锂涨到了5.195万,如果按照20万每吨碳酸锂、2万磷酸铁的计算方式,这个价格会上到6.7万/吨。

表1 几种假设的情况分析

PART2:如果是三元锂电池材料怎么算

如果用三元锂电池,以特斯拉采用的LG产品为例,大概材料可以分解下——51.75kWh电池,根据拆解来看,电芯的重量为201.68kg,对应的正极材料的重量为80kg,对应的镍的重量为65.57kg,钴的重量为4.8kg。如果按照每吨10万(100元/kg)的价格,镍的价格为655块,钴的价格按照每吨35万(350元/kg),对应的价格为1679元,加起来大概在2334元。

如果我们按照特斯拉三元锂电池的51.75kWh作为基准,100万台Model 3 三元版本(51GWh),需要6.5万吨镍、0.48万吨钴。2020年全球钴产量为14万吨,大概是这个数据。

图3 三元里电池材料的分解

小结:人在高原脑袋有点晕,先写一下这些内容,供各位读者参考,有需要修订的地方后面再修改,我主要是想根据这些数据给出一些基本的参考。

图|网络及相关截图

作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。

主营产品:板式换热器管壳式换热器容积式换热器,水处理设备分集水器,稳压增压罐,旋流除污器,换热机组