在锂电池众多正极材料中,三元材料的均衡性相对来说是最好的,适用范围广,不仅在数码电池中使用,目前在电动自行车、电动汽车中都开始广泛的使用三元材料。
现在市场上使用最多的是523型号的三元材料,由于其涉及到镍、钴、锰、锂等多种金属原料,在成本核算方面比较复杂,另一方面,这几种金属原料受国际局势影响较大,价格波动也较为剧烈,也给三元材料的成本控制带来了非常复杂的金融因素影响。本篇文章旨在还原三元本质,从各材料的使用量上来分析其实际成本。
首先,确认三元材料分子式:Li Ni0.5 Co0.2 Mn0.3 O2

经计算,523三元材料的分子量为96.554。这也就意味着,1mol(摩尔,物质的量单位,国际单位制基本单位之一,每1摩尔任何物质含有6.02*10的23次方个微粒)的523三元材料质量为96.554克,反过来说,每一吨三元材料含有10.357 kmol (千摩尔)三元材料分子。

见上图,可以看出,一吨523三元材料需要锂分子10.357千摩尔,镍分子5.178千摩尔,钴分子2.071千摩尔,锰分子3.107千摩尔。既然知道了需求量,那么只用算出每吨硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰、碳酸锂能分别提供的钴、镍、锰、锂的分子量,自然就能推算出每吨523三元材料所需要的硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰和碳酸锂的消耗量了,具体数据如下:

结果:每吨523三元材料消耗硫酸钴0.582吨(市场价3.6万/吨),硫酸镍1.36吨(市场价2.2万/吨),硫酸锰0.525吨(市场价6000元/吨),碳酸锂0.382吨(市场价17万/吨),总成本11.9万,其中碳酸锂成本占比达到惊人的54.6%。
当然,实际成本还要算上人工、能耗、折旧、运输、税金等费用,不过这些费用相对变化较小,在各金属价格大幅波动的时候,影响三元材料价格的还是各原材料的价格涨跌,所以,记住这些实际消耗量对于生产运营还是很有必要的。