第Ⅱ部分 鎢在新能源電池市場(chǎng)的介紹
第十三章 鎢基電池的生產(chǎn)成本

隨著全球?qū)η鍧崱⒏咝茉吹淖非笕找嬖鰪?qiáng)，儲(chǔ)能技術(shù)成為連接可再生能源與電力需求的關(guān)鍵紐帶。在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，鎢基電池以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，逐漸進(jìn)入人們的視野。鎢，作為一種具有高熔點(diǎn)、高硬度、高熱穩(wěn)定性和良好化學(xué)穩(wěn)定性的金屬元素，在化工、電池、汽車、醫(yī)療、國(guó)防、軍事等領(lǐng)域均展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。

一、鎢基電池的基本介紹

鎢基電池是一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，主要通過(guò)儲(chǔ)存和釋放與電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)（如氫、氧、鈉、鉀等）來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。與傳統(tǒng)電池相比，鎢基電池具有更高的能量密度、更長(zhǎng)的使用壽命以及更廣泛的應(yīng)用範(fàn)圍。鎢基電池的核心在於其獨(dú)特的電極材料和電解質(zhì)設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)使得鎢基電池能夠在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。

據(jù)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(chǎn)品，均可以應(yīng)用在電池中，進(jìn)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WO?、WO?.??、WO?等。在電池領(lǐng)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(xué)穩(wěn)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(zhì)內(nèi)儲(chǔ)存更多的能量。因此，氧化鎢被廣泛應(yīng)用於鋰離子電池、鈉離子電池以及超級(jí)電容器等儲(chǔ)能設(shè)備中。

二硫化鎢（WS2）是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的化合物，其層間具有較強(qiáng)的相互作用力，使得WS2粉末在電池中具有優(yōu)異的電化學(xué)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(xiàn)出較高的容量保持率和迴圈穩(wěn)定性。此外，二硫化鎢還可以作為催化劑使用，在電池反應(yīng)中促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移和離子的擴(kuò)散，從而提高電池的性能。

二硒化鎢（WSe2）是一種具有優(yōu)異電化學(xué)性能的半導(dǎo)體材料，其帶隙適中，使得WSe2在電池中具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率和較長(zhǎng)的使用壽命。WSe2可以作為電池的負(fù)極材料，具有較高的比容量和較好的迴圈穩(wěn)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(jié)構(gòu)的化合物，其電化學(xué)性能因結(jié)構(gòu)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(yīng)用在電池中。在電池領(lǐng)域，鎢酸鹽主要作為電解質(zhì)材料使用。鎢酸鹽電解質(zhì)具有較高的離子傳導(dǎo)率和較低的電子傳導(dǎo)率，這使得鎢酸鹽電解質(zhì)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(zhì)還具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在高溫和惡劣環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。

鎢基電池的結(jié)構(gòu)與其他類型的電池相似，主要包括以下幾個(gè)部分：

正極：正極是電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極，對(duì)於鎢基電池而言，正極主要是根據(jù)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(fù)極：負(fù)極是電池中發(fā)生還原反應(yīng)的一極，也是鎢基電池的主要特點(diǎn)所在。鎢基材料作為負(fù)極，具有高能量密度、長(zhǎng)壽命、低成本等優(yōu)點(diǎn)。

電解液：電解液是電池中離子傳輸?shù)慕橘|(zhì)，對(duì)於鎢基電池而言，電解液的選擇需要根據(jù)電池的類型和工作環(huán)境來(lái)確定。

隔膜：隔膜位於正極和負(fù)極之間，主要作用是防止正負(fù)極直接接觸導(dǎo)致短路，同時(shí)允許電解液中的離子通過(guò)。

鎢產(chǎn)品在電池的應(yīng)用中有哪些優(yōu)勢(shì)？

高能量密度：鎢基電池具有高能量密度的特點(diǎn)，這主要得益於鎢及其化合物的高比表面積和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。高能量密度意味著鎢基電池能夠在單位品質(zhì)內(nèi)儲(chǔ)存更多的能量，從而提供更高的續(xù)航能力。

長(zhǎng)壽命：鎢基電池具有較長(zhǎng)的使用壽命，這主要得益於鎢及其化合物在電池反應(yīng)中的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。長(zhǎng)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(wěn)定性：鎢基電池能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能，這主要得益於鎢及其化合物的高熱穩(wěn)定性。高溫穩(wěn)定性意味著鎢基電池能夠在惡劣環(huán)境下正常工作，從而拓寬了電池的應(yīng)用範(fàn)圍。

鎢及其化合物具有豐富的化學(xué)性質(zhì)，可以與多種元素和化合物形成穩(wěn)定的化合物。這使得鎢基電池在電極材料和電解質(zhì)材料方面具有很大的選擇空間，可以根據(jù)具體需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

……

二、鎢基電池的生產(chǎn)成本

鎢基電池作為一種新興且特殊的電池類型，其生產(chǎn)成本涉及多個(gè)方面，包括原材料成本、加工成本、研發(fā)成本、設(shè)備折舊以及環(huán)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(fù)極材料、電解液和隔膜組成。鎢基電池的正極材料是根據(jù)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(fù)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(fù)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(jù)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(dòng)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(jià)格：原材料成本通常是通過(guò)市場(chǎng)價(jià)格來(lái)計(jì)算的，可以根據(jù)市場(chǎng)行情進(jìn)行調(diào)整。原材料價(jià)格受多種因素影響，如市場(chǎng)供需關(guān)係、原材料價(jià)格波動(dòng)等。

2024年前三季度，中國(guó)鈷市行情整體呈現(xiàn)供需雙弱、價(jià)格震盪的特點(diǎn)。供應(yīng)方面，上半年，鈷資源供給量增加，部分新投產(chǎn)的企業(yè)已成功啟動(dòng)並進(jìn)入穩(wěn)定生產(chǎn)階段，整體供給量維持增量。例如，騰遠(yuǎn)鈷業(yè)在2024年前三季度已完成“年產(chǎn)2萬(wàn)噸鈷、1萬(wàn)噸鎳金屬量系列產(chǎn)品異地智慧化技術(shù)改造升級(jí)及原輔材料配套生產(chǎn)專案”中鈷產(chǎn)品2萬(wàn)金屬噸的生產(chǎn)線建設(shè)並投產(chǎn)，公司整體鈷產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到2.65萬(wàn)金屬噸。港口鈷原料庫(kù)存充足，國(guó)內(nèi)電解鈷冶煉行業(yè)大部分廠家持續(xù)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(dǎo)致鈷需求量增長(zhǎng)放緩。下游冶煉廠採(cǎi)買較少，主要因?yàn)殁挳a(chǎn)品現(xiàn)貨價(jià)格難以覆蓋成本，尤其是鈷鹽廠成本高位，利潤(rùn)空間受到擠壓。合金磁材企業(yè)整體需求較為低迷，主要進(jìn)行的是剛需補(bǔ)貨操作，成交量較少。據(jù)中鎢線上瞭解，2024年10月21日，中國(guó)鈷粉價(jià)格約為180,000元/噸，電解鈷價(jià)格約為193,000元/噸，電解鎳價(jià)格約為130,000元/噸，硫酸鎳價(jià)格約為33,000元/噸。

2024年前三季度，中國(guó)鋰價(jià)持續(xù)在低位徘徊，碳酸鋰價(jià)格更是一度創(chuàng)下新低，甚至突破了行業(yè)的供需平衡成本線。然而，隨著市場(chǎng)旺季的到來(lái)及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的積極應(yīng)對(duì)，價(jià)格有望企穩(wěn)回升。供應(yīng)方面：國(guó)內(nèi)碳酸鋰產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。例如，2024年9月碳酸鋰產(chǎn)量為6.12萬(wàn)噸，環(huán)比下降1.9%；10月碳酸鋰產(chǎn)量預(yù)估為5.73萬(wàn)噸，環(huán)比下降6.3%；同時(shí)，進(jìn)口碳酸鋰也受到國(guó)際環(huán)境、進(jìn)口成本和政策限制等因素的影響。需求方面：電池產(chǎn)業(yè)正在積極挖掘電動(dòng)船舶和低空經(jīng)濟(jì)等新藍(lán)海，這將對(duì)碳酸鋰產(chǎn)生新的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。然而，這些新興領(lǐng)域的發(fā)展尚處?kù)镀鸩诫A段，對(duì)碳酸鋰需求的提升作用有限。據(jù)中鎢線上瞭解，2024年10月21日，中國(guó)碳酸鋰價(jià)格約為76,500元/噸，碳酸鋰價(jià)格約為76,500元/噸，磷酸鐵鋰（動(dòng)力型）價(jià)格約為38,000元/噸。

2024年前三季度，鎳市行情呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)性。受全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、供需關(guān)係、政策調(diào)整等多重因素影響，鎳價(jià)在年內(nèi)經(jīng)歷了多次震盪。從供應(yīng)端來(lái)看，原生鎳產(chǎn)量保持高位，但海外供應(yīng)存在不確定性，如印尼政策變動(dòng)、雨季影響等，給市場(chǎng)帶來(lái)一定壓力。同時(shí)，國(guó)內(nèi)精煉鎳產(chǎn)能持續(xù)釋放，市場(chǎng)供應(yīng)相對(duì)寬鬆。需求端方面，不銹鋼領(lǐng)域?qū)︽嚨男枨笙鄬?duì)穩(wěn)定，但新能源市場(chǎng)尤其是三元電池領(lǐng)域?qū)︽嚨男枨笤鲩L(zhǎng)不及預(yù)期，限制了鎳價(jià)的上漲空間。此外，全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的不確定性也使得投資者對(duì)鎳市的信心有所動(dòng)搖。據(jù)中鎢線上瞭解，2024年10月21日，電解鎳價(jià)格約為130,000元/噸，硫酸鎳價(jià)格約為33,000元/噸。

負(fù)極材料方面

2024年前三季度，石墨負(fù)極材料市場(chǎng)行情呈現(xiàn)出一定的複雜性和挑戰(zhàn)性。一方面，隨著新能源汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)石墨負(fù)極材料的需求持續(xù)增長(zhǎng)，這推動(dòng)了石墨負(fù)極材料市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，為相關(guān)企業(yè)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。然而，另一方面，石墨負(fù)極材料行業(yè)也面臨著產(chǎn)能過(guò)剩、價(jià)格下跌等壓力。2024年被視為前兩年新建石墨化和負(fù)極材料產(chǎn)能集中釋放的一年，整個(gè)行業(yè)面臨著較大的產(chǎn)能過(guò)剩壓力，負(fù)極材料的價(jià)格持續(xù)低迷，不斷逼近成本線。這種局面加劇了行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，加速了市場(chǎng)的洗牌。在此背景下，石墨負(fù)極材料企業(yè)需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和成本控制，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，也需要關(guān)注市場(chǎng)需求的變化，積極開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，以降低對(duì)單一市場(chǎng)的依賴。

2024年前三季度，矽基負(fù)極材料市場(chǎng)行情呈現(xiàn)出積極向好的態(tài)勢(shì)。在市場(chǎng)需求方面，隨著新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)和可擕式電子設(shè)備等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高能量密度、長(zhǎng)續(xù)航電池的需求日益增長(zhǎng)，矽基負(fù)極材料以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為滿足這些需求的理想選擇。在產(chǎn)能和出貨量方面，矽基負(fù)極材料行業(yè)正在加速擴(kuò)張；多家企業(yè)已經(jīng)或正在建設(shè)矽基負(fù)極材料生產(chǎn)線，以滿足市場(chǎng)需求；預(yù)計(jì)2024年矽基負(fù)極材料的出貨量將繼續(xù)保持增長(zhǎng)。然而，矽基負(fù)極材料行業(yè)也面臨著一些挑戰(zhàn)：首先，技術(shù)瓶頸和成本問(wèn)題仍然是制約矽基負(fù)極材料廣泛應(yīng)用的主要因素；其次，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，企業(yè)需要不斷提升產(chǎn)品性能和技術(shù)水準(zhǔn)，以在市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2024年前三季度，鋰金屬負(fù)極材料市場(chǎng)行情展現(xiàn)出一定的活力與挑戰(zhàn)。在市場(chǎng)需求方面，隨著新能源汽車市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，對(duì)高性能電池材料的需求不斷增加，這為鋰金屬負(fù)極材料提供了廣闊的市場(chǎng)空間。在競(jìng)爭(zhēng)格局方面，鋰金屬負(fù)極材料市場(chǎng)呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外多家企業(yè)都在積極研發(fā)鋰金屬負(fù)極材料，並努力提升其性能，以爭(zhēng)取在市場(chǎng)中佔(zhàn)據(jù)一席之地。

添加劑方面

以鎢化合物為例，2024年前三季度，中國(guó)鎢市場(chǎng)行情總體呈現(xiàn)波動(dòng)上行態(tài)勢(shì)，週期內(nèi)形成兩個(gè)波峰，分別是（1）受精礦偏緊與避險(xiǎn)資產(chǎn)炒作推動(dòng)，而後因需求不足與獲利了結(jié)氣氛承壓，於4-7月形成的大波峰，5月峰值鎢礦價(jià)格破歷史記錄；以及（2）8-9月，圍繞傳統(tǒng)旺季的強(qiáng)預(yù)期與弱現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)情緒轉(zhuǎn)變，引起的小波峰。

據(jù)中鎢線上統(tǒng)計(jì)，2024年1-9月份，65%黑鎢精礦均價(jià)13.52萬(wàn)元/噸，同比上漲12.85%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲12.20%；65%白鎢精礦均價(jià)13.41萬(wàn)元/噸，同比上漲13.84%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲13.22%；仲鎢酸銨均價(jià)20.04萬(wàn)元/噸，同比上漲11.58%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲12.64%；鎢粉均價(jià)301.29元/千克，同比上漲10.36%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲12.82%；碳化鎢粉均價(jià)296.61元/千克，同比上漲10.22%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲13.06%；70鎢鐵均價(jià)20.10萬(wàn)元/噸，同比上漲14.46%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲18.18%；鎢條均價(jià)360.08元/千克，同比上漲6.06%，9月底較年初報(bào)價(jià)上漲8.82%。

2023年，作為三年新冠疫情防控轉(zhuǎn)段後經(jīng)濟(jì)恢復(fù)發(fā)展的首年，業(yè)內(nèi)外人士對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與行業(yè)生產(chǎn)消費(fèi)的修復(fù)給予了高度期望，這在一定程度上奠定了鎢市場(chǎng)行情的“先揚(yáng)”優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，世界政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)錯(cuò)綜複雜仍給市場(chǎng)帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，內(nèi)生需求不足的現(xiàn)實(shí)導(dǎo)致行業(yè)信心發(fā)生轉(zhuǎn)變，年內(nèi)鎢市場(chǎng)的消費(fèi)狀態(tài)不及預(yù)期，出口資料同比承壓，鎢製品價(jià)格行情的“後勁”略有不足，行情持續(xù)向上突破存在阻力。總體來(lái)看，2023年中國(guó)鎢市場(chǎng)行情呈現(xiàn)震盪上行趨勢(shì)，主要利好來(lái)自成本面的壓力與鎢礦端的堅(jiān)挺支撐，需求動(dòng)能仍有待提升。

2023年65%黑鎢精礦均價(jià)12.01萬(wàn)元/噸，同比上漲4.80%；65%白鎢精礦均價(jià)11.81萬(wàn)元/噸，同比上漲4.88%；仲鎢酸銨均價(jià)17.97萬(wàn)元/噸，同比上漲2.98%；鎢粉均價(jià)272.42元/千克，同比上漲2.51%；碳化鎢粉均價(jià)268.32元/千克，同比上漲1.84%；70鎢鐵均價(jià)17.53萬(wàn)元/噸，同比上漲1.33%；鎢條均價(jià)339.62元/千克，同比2022年328.99元/千克，上漲約3.23%。

鎢礦開採(cǎi)成本：1）地質(zhì)勘探：在開採(cǎi)鎢礦之前，需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探，以確定礦藏的位置、規(guī)模和品位。這一步驟需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。2）礦山建設(shè)：礦山建設(shè)包括開採(cǎi)設(shè)備的購(gòu)置、安裝和調(diào)試，以及開採(cǎi)道路、電力、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。這些都需要大量的資金投入。3）採(cǎi)礦成本：採(cǎi)礦過(guò)程中需要消耗大量的能源和水資源，同時(shí)還需要支付工人工資、設(shè)備維護(hù)等費(fèi)用。

鎢精礦加工成本：1）破碎與磨礦：將開採(cǎi)出的鎢礦石進(jìn)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(chǎn)生大量的廢渣和廢水。2）浮選與分離：通過(guò)浮選等工藝將鎢與其他雜質(zhì)分離出來(lái)，得到鎢精礦。這一步驟需要消耗大量的化學(xué)藥劑和能源，並產(chǎn)生大量的廢水。3）精煉與提純：將鎢精礦進(jìn)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(xué)藥劑，並產(chǎn)生大量的廢渣和廢水。

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