鎢鉬稀土在新能源電池領域的應用與市場研究（十三）
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- 分類：鎢新聞
- 發佈於：2024-12-06, 週五 11:47
- 作者 Xiaoting
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第Ⅱ部分 鎢在新能源電池市場的介紹
第十三章 鎢基電池的生產成本
隨著全球對清潔、高效能源的追求日益增強，儲能技術成為連接可再生能源與電力需求的關鍵紐帶。在眾多儲能技術中，鎢基電池以其獨特的性能優勢，逐漸進入人們的視野。鎢，作為一種具有高熔點、高硬度、高熱穩定性和良好化學穩定性的金屬元素，在化工、電池、汽車、醫療、國防、軍事等領域均展現出了巨大的應用潛力。
一、鎢基電池的基本介紹
鎢基電池是一種新型儲能技術，主要通過儲存和釋放與電極發生化學反應的物質（如氫、氧、鈉、鉀等）來實現能量轉化。與傳統電池相比，鎢基電池具有更高的能量密度、更長的使用壽命以及更廣泛的應用範圍。鎢基電池的核心在於其獨特的電極材料和電解質設計，這些設計使得鎢基電池能夠在高溫、高壓等惡劣環境下保持穩定的性能。
據中鎢線上/中鎢智造瞭解，氧化鎢、二硫化鎢、二硒化鎢、鎢酸鹽等鎢產品，均可以應用在電池中，進而提升 電池的綜合性能。
氧化鎢（WO3-x）是鎢的一種常見化合物，具有多種晶型，如WO₃、WO₂.₇₂、WO₂等。在電池領域，氧化鎢主要作為電極材料使用。其高比表面積和良好的化學穩定性使得氧化鎢成為理想的電極材料。此外，氧化鎢還具有較高的理論比容量，這意味著它能夠在單位品質內儲存更多的能量。因此，氧化鎢被廣泛應用於鋰離子電池、鈉離子電池以及超級電容器等儲能設備中。
二硫化鎢（WS2）是一種具有層狀結構的化合物，其層間具有較強的相互作用力，使得WS2粉末在電池中具有優異的電化學性能。WS2可以作為鋰離子電池和鈉離子電池的電極材料，特別是在高倍率充放電條件下，WS2粉末表現出較高的容量保持率和迴圈穩定性。此外，二硫化鎢還可以作為催化劑使用，在電池反應中促進電子的轉移和離子的擴散，從而提高電池的性能。
二硒化鎢（WSe2）是一種具有優異電化學性能的半導體材料，其帶隙適中，使得WSe2在電池中具有較高的能量轉換效率和較長的使用壽命。WSe2可以作為電池的負極材料，具有較高的比容量和較好的迴圈穩定性。此外，WSe2還可以與其他材料複合，形成具有更高性能的複合電極材料。
鎢酸鹽是一類具有多種結構的化合物，其電化學性能因結構而異。常見的鎢酸鹽有鎢酸鈉、鎢酸鋅和鎢酸鈷等，它們均可以應用在電池中。在電池領域，鎢酸鹽主要作為電解質材料使用。鎢酸鹽電解質具有較高的離子傳導率和較低的電子傳導率，這使得鎢酸鹽電解質在電池中能夠有效地傳遞離子並阻止電子的洩漏。此外，鎢酸鹽電解質還具有較高的熱穩定性和化學穩定性，能夠在高溫和惡劣環境下保持穩定的性能。
鎢基電池的結構與其他類型的電池相似，主要包括以下幾個部分：
正極：正極是電池中發生氧化反應的一極，對於鎢基電池而言，正極主要是根據電池類型（如鈉電池、鋰電池等）的不同而選擇不同的材料，而鎢化合物則可以作它的添加劑。
負極：負極是電池中發生還原反應的一極，也是鎢基電池的主要特點所在。鎢基材料作為負極，具有高能量密度、長壽命、低成本等優點。
電解液：電解液是電池中離子傳輸的介質，對於鎢基電池而言，電解液的選擇需要根據電池的類型和工作環境來確定。
隔膜：隔膜位於正極和負極之間，主要作用是防止正負極直接接觸導致短路，同時允許電解液中的離子通過。
鎢產品在電池的應用中有哪些優勢？
高能量密度：鎢基電池具有高能量密度的特點，這主要得益於鎢及其化合物的高比表面積和良好的化學穩定性。高能量密度意味著鎢基電池能夠在單位品質內儲存更多的能量，從而提供更高的續航能力。
長壽命：鎢基電池具有較長的使用壽命，這主要得益於鎢及其化合物在電池反應中的穩定性和耐腐蝕性。長壽命意味著鎢基電池能夠在多次充放電迴圈後仍保持較高的性能，從而降低了電池的使用成本。
高溫穩定性：鎢基電池能夠在高溫環境下保持穩定的性能，這主要得益於鎢及其化合物的高熱穩定性。高溫穩定性意味著鎢基電池能夠在惡劣環境下正常工作，從而拓寬了電池的應用範圍。
鎢及其化合物具有豐富的化學性質，可以與多種元素和化合物形成穩定的化合物。這使得鎢基電池在電極材料和電解質材料方面具有很大的選擇空間，可以根據具體需求進行優化設計。
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二、鎢基電池的生產成本
鎢基電池作為一種新興且特殊的電池類型，其生產成本涉及多個方面，包括原材料成本、加工成本、研發成本、設備折舊以及環保和安全成本等。
（1）原材料成本
鎢基電池主要由正極材料、負極材料、電解液和隔膜組成。鎢基電池的正極材料是根據電池類型（如鈉電池、鋰電池等）的不同而選擇不同的材料，成本占比約45%-50%；常見的負極材料包括石墨、矽基材料、鋰金屬及碳複合材料等，成本占比約5%-12%。不論是正極材料還是負極材料，都可以選用鎢化合物作為添加劑。電解液成本占比約15%-20%；隔膜成本占比約15%-20%。
正極材料方面
以鋰電池為例，常見的正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等。不同種類的正極材料所需的原材料和成本不同。原材料用量：根據電池的能量密度和容量，可以確定所需正極材料的重量。例如，製造1kWh動力電池所需的正極材料重量大約在2.3至2.5公斤之間（以磷酸鐵鋰為例）。原材料價格：原材料成本通常是通過市場價格來計算的，可以根據市場行情進行調整。原材料價格受多種因素影響，如市場供需關係、原材料價格波動等。
2024年前三季度，中國鈷市行情整體呈現供需雙弱、價格震盪的特點。供應方面，上半年，鈷資源供給量增加，部分新投產的企業已成功啟動並進入穩定生產階段，整體供給量維持增量。例如，騰遠鈷業在2024年前三季度已完成“年產2萬噸鈷、1萬噸鎳金屬量系列產品異地智慧化技術改造升級及原輔材料配套生產項目”中鈷產品2萬金屬噸的生產線建設並投產，公司整體鈷產品的生產規模已達到2.65萬金屬噸。港口鈷原料庫存充足，國內電解鈷冶煉行業大部分廠家持續保持高開工率，整體供給充裕。需求方面：新能源汽車增速放緩，三元電池占比降低，導致鈷需求量增長放緩。下游冶煉廠採買較少，主要因為鈷產品現貨價格難以覆蓋成本，尤其是鈷鹽廠成本高位，利潤空間受到擠壓。合金磁材企業整體需求較為低迷，主要進行的是剛需補貨操作，成交量較少。據中鎢線上瞭解，2024年10月21日，中國鈷粉價格約為180,000元/噸，電解鈷價格約為193,000元/噸，電解鎳價格約為130,000元/噸，硫酸鎳價格約為33,000元/噸。
2024年前三季度，中國鋰價持續在低位徘徊，碳酸鋰價格更是一度創下新低，甚至突破了行業的供需平衡成本線。然而，隨著市場旺季的到來及產業鏈企業的積極應對，價格有望企穩回升。供應方面：國內碳酸鋰產量呈現下降趨勢。例如，2024年9月碳酸鋰產量為6.12萬噸，環比下降1.9%；10月碳酸鋰產量預估為5.73萬噸，環比下降6.3%；同時，進口碳酸鋰也受到國際環境、進口成本和政策限制等因素的影響。需求方面：電池產業正在積極挖掘電動船舶和低空經濟等新藍海，這將對碳酸鋰產生新的需求增長點。然而，這些新興領域的發展尚處於起步階段，對碳酸鋰需求的提升作用有限。據中鎢線上瞭解，2024年10月21日，中國碳酸鋰價格約為76,500元/噸，碳酸鋰價格約為76,500元/噸，磷酸鐵鋰（動力型）價格約為38,000元/噸。
2024年前三季度，鎳市行情呈現出一定的波動性。受全球經濟形勢、供需關係、政策調整等多重因素影響，鎳價在年內經歷了多次震盪。從供應端來看，原生鎳產量保持高位，但海外供應存在不確定性，如印尼政策變動、雨季影響等，給市場帶來一定壓力。同時，國內精煉鎳產能持續釋放，市場供應相對寬鬆。需求端方面，不銹鋼領域對鎳的需求相對穩定，但新能源市場尤其是三元電池領域對鎳的需求增長不及預期，限制了鎳價的上漲空間。此外，全球經濟形勢的不確定性也使得投資者對鎳市的信心有所動搖。據中鎢線上瞭解，2024年10月21日，電解鎳價格約為130,000元/噸，硫酸鎳價格約為33,000元/噸。
負極材料方面
2024年前三季度，石墨負極材料市場行情呈現出一定的複雜性和挑戰性。一方面，隨著新能源汽車、儲能等領域的快速發展，對石墨負極材料的需求持續增長，這推動了石墨負極材料市場的不斷擴大，為相關企業帶來了發展機遇。然而，另一方面，石墨負極材料行業也面臨著產能過剩、價格下跌等壓力。2024年被視為前兩年新建石墨化和負極材料產能集中釋放的一年，整個行業面臨著較大的產能過剩壓力，負極材料的價格持續低迷，不斷逼近成本線。這種局面加劇了行業的競爭，加速了市場的洗牌。在此背景下，石墨負極材料企業需要加強技術創新和成本控制，提升產品的競爭力。同時，也需要關注市場需求的變化，積極開拓新的應用領域，以降低對單一市場的依賴。
2024年前三季度，矽基負極材料市場行情呈現出積極向好的態勢。在市場需求方面，隨著新能源汽車、儲能系統和可擕式電子設備等領域的快速發展，對高能量密度、長續航電池的需求日益增長，矽基負極材料以其獨特的優勢成為滿足這些需求的理想選擇。在產能和出貨量方面，矽基負極材料行業正在加速擴張；多家企業已經或正在建設矽基負極材料生產線，以滿足市場需求；預計2024年矽基負極材料的出貨量將繼續保持增長。然而，矽基負極材料行業也面臨著一些挑戰：首先，技術瓶頸和成本問題仍然是制約矽基負極材料廣泛應用的主要因素；其次，市場競爭日益激烈，企業需要不斷提升產品性能和技術水準，以在市場中保持競爭優勢。
2024年前三季度，鋰金屬負極材料市場行情展現出一定的活力與挑戰。在市場需求方面，隨著新能源汽車市場的持續增長和儲能系統的廣泛應用，對高性能電池材料的需求不斷增加，這為鋰金屬負極材料提供了廣闊的市場空間。在競爭格局方面，鋰金屬負極材料市場呈現出多元化的趨勢，國內外多家企業都在積極研發鋰金屬負極材料，並努力提升其性能，以爭取在市場中佔據一席之地。
添加劑方面
以鎢化合物為例，2024年前三季度，中國鎢市場行情總體呈現波動上行態勢，週期內形成兩個波峰，分別是（1）受精礦偏緊與避險資產炒作推動，而後因需求不足與獲利了結氣氛承壓，於4-7月形成的大波峰，5月峰值鎢礦價格破歷史記錄；以及（2）8-9月，圍繞傳統旺季的強預期與弱現實的市場情緒轉變，引起的小波峰。
據中鎢線上統計，2024年1-9月份，65%黑鎢精礦均價13.52萬元/噸，同比上漲12.85%，9月底較年初報價上漲12.20%；65%白鎢精礦均價13.41萬元/噸，同比上漲13.84%，9月底較年初報價上漲13.22%；仲鎢酸銨均價20.04萬元/噸，同比上漲11.58%，9月底較年初報價上漲12.64%；鎢粉均價301.29元/千克，同比上漲10.36%，9月底較年初報價上漲12.82%；碳化鎢粉均價296.61元/千克，同比上漲10.22%，9月底較年初報價上漲13.06%；70鎢鐵均價20.10萬元/噸，同比上漲14.46%，9月底較年初報價上漲18.18%；鎢條均價360.08元/千克，同比上漲6.06%，9月底較年初報價上漲8.82%。
2023年，作為三年新冠疫情防控轉段後經濟恢復發展的首年，業內外人士對市場經濟與行業生產消費的修復給予了高度期望，這在一定程度上奠定了鎢市場行情的“先揚”優勢。不過，世界政治經濟形勢錯綜複雜仍給市場帶來諸多挑戰，內生需求不足的現實導致行業信心發生轉變，年內鎢市場的消費狀態不及預期，出口資料同比承壓，鎢製品價格行情的“後勁”略有不足，行情持續向上突破存在阻力。總體來看，2023年中國鎢市場行情呈現震盪上行趨勢，主要利好來自成本面的壓力與鎢礦端的堅挺支撐，需求動能仍有待提升。
2023年65%黑鎢精礦均價12.01萬元/噸，同比上漲4.80%；65%白鎢精礦均價11.81萬元/噸，同比上漲4.88%；仲鎢酸銨均價17.97萬元/噸，同比上漲2.98%；鎢粉均價272.42元/千克，同比上漲2.51%；碳化鎢粉均價268.32元/千克，同比上漲1.84%；70鎢鐵均價17.53萬元/噸，同比上漲1.33%；鎢條均價339.62元/千克，同比2022年328.99元/千克，上漲約3.23%。
鎢礦開採成本：1）地質勘探：在開採鎢礦之前，需要進行詳細的地質勘探，以確定礦藏的位置、規模和品位。這一步驟需要投入大量的人力、物力和財力。2）礦山建設：礦山建設包括開採設備的購置、安裝和調試，以及開採道路、電力、通訊等基礎設施的建設。這些都需要大量的資金投入。3）採礦成本：採礦過程中需要消耗大量的能源和水資源，同時還需要支付工人工資、設備維護等費用。
鎢精礦加工成本：1）破碎與磨礦：將開採出的鎢礦石進行破碎和磨礦處理，以提高鎢的品位和回收率。這一步驟需要消耗大量的電力和水資源，並產生大量的廢渣和廢水。2）浮選與分離：通過浮選等工藝將鎢與其他雜質分離出來，得到鎢精礦。這一步驟需要消耗大量的化學藥劑和能源，並產生大量的廢水。3）精煉與提純：將鎢精礦進一步精煉和提純，得到高純度的鎢及其化合物。這一步驟需要消耗大量的能源和化學藥劑，並產生大量的廢渣和廢水。
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