同花顺-圈子

　　随着国家政策的引导，在“双碳”和“创新驱动高质量发展”的国家发展战略指引下，毋庸置疑新能源产业被认定为未来中国经济最有希望的，最具爆发力的领域。以光伏、风电、核电、水电等清洁能源来发电，以锂电为能源载体被认为是新能源产业发展的实践路径。锂离子电池体系具有能量密度高、环境污染小、循环寿命长等诸多的优势已经得到广泛的应用，但是目前安全性问题、能量密度和充电性能等仍被大家诟病。目前，科学家们发现黑科技“铌”金属为上述难点提供了解决方向，相信未来铌会在锂电池领域发挥更加重要的作用。

　　一、最新研发成果

　　锂电池产业链包含四大材料：正极材料、负极材料、电解液和隔膜。铌目前在正极材料、负极材料和电解液中均有所不俗的表现。作为正极掺杂材料，铌可以提高电子导电性、提高稳定性、扩展Li+嵌入/脱出通道、降低阳离子混排程度；作为负极替代材料，铌钛氧化物、锡铌氧化物及钨铌氧化物等铌氧化物和铌基复合氧化物在高理论容量、高工作电压等方面具有明显优异表现，是实现快充的“黑科技”；在电解质应用中，铌作为掺杂元素可以作为固态电解质，有望实现固态电池技术的突破，改变传统液态电解质的电极腐蚀和易挥发的问题。

　　1.实务界研发应用动态

　　巴西矿冶公司(CBMM)铌产量占全球产量的80%左右，近年来不断加大铌在新能源技术，尤其是在锂电池相关应用的研发和推广，包括但不限于下面部分：

　　（1）负极材料领域

　　2017 年，CBMM与日本东芝合作试制出以铌钛氧化物(NTO)作为锂电池负极材料的SCiB锂电池，最大的优势在于相比传统锂电池拥有更快的充电速度和更高的能量密度，快充仅需6分钟即可将SCiB锂电池充电至90%，续航里程可达320公里，而传统锂电池快充30分钟也只能达到80%电量。2021年 9月，与东芝、双日（Sojitz）正式签订以氧化钛铌NTO作为负极的锂电池商业开发合同。基于此项技术，大众汽车和中国电动摩托车独角兽企业浩万新能源科技（Horwin Brasil）将与之合作率先实现商业化产品面市，其中大众新型商用电动车预计将于2023年面市，浩万原型摩托车将于近期推出，此摩托车发动机功率为6200瓦，续航里程达150公里。

　　△ 基于铌钛氧化物负极材料的SCiB锂电池

　　△浩万摩托车

　　2021年，CBMM收购美国初创电池材料公司Battery Streak20%股权，合作开发新型铌基电池材料，Battery Streak已取得名为“介孔赝电容材料”（mesoporous pseudocapacitive material）的专利技术，使用纳米结构的铌氧化物，作为锂离子电池的负极从而确保安全并实现快充。

　　（2）正极材料及固态电解质领域

　　CBMM与美国 Wildcat Discovery Technologies 公司合作，研究铌在无钴正极材料和固态电池等方面的应用。

　　2021年，CBMM与加拿大清洁技术公司Nano One合作开发铌涂层锂离子电池正极材料。Nano One将试用铌涂层优化其目前自身的One-Pot工艺，用于生产富镍阴极材料，从而提升电池耐用性。

　　2022年，CBMM与美国电动摩托车制造商Lightning Motorcycles合作，计划制造世界上第一辆使用铌的电动两轮车，并将在电池、车身、刹车等部件试用铌元素，以提升性能并减轻重量和提高强度。

　　CBMM发言人公开表示，2030年其铌非钢领域的营收占比将从目前的10%提升至40%，主要增长来源即是基于铌电池快充特性的电动车电池市场，基于以上市场判断，CBMM已经开始扩产。

　　2.科学界研究动态

　　J.Goodenough教授研究TiNb2O7材料的电化学嵌脱锂性能，Ti-Nb-O有望取代钛酸锂成为高功率负极材料。

　　诺贝尔化学奖得主，锂离子电池的“鼻祖”惠廷厄姆在《ACS Energy Letters》杂志上以《铌在锂离子电池富镍层状氧化物阴极中的作用是什么？》（What is the Role of Nb in Nickel-Rich Layered Oxide Cathodes for Lithium-Ion Batteries? ）为题发表，实验结论证明将铌涂层与用铌原子替代锰原子相结合有助于提高电池初始能量容量并维持长期容量保持率，即提升电池容量和耐用性。

　　英国剑桥大学化学系Clare P. Grey在Nature上报道了基于铌钨氧化物的新型锂电池负极材料研发成果，研究表明，电池充电的速度部分取决于正电粒子（称为锂离子）向负电极移动的速度，“铌钨氧化物”的负极材料让锂离子可以实现超高速移动，从而实现电池快速充电。

　　清华大学和燕山大学的研究者也共同提出了一种基于晶体结构调控的铌钨氧化物（WNbO）的储锂行为的理论。相对于石墨材料来说，铌钨氧化物作为负极材料拥有更好的扩散动力学性能和更高的储锂能力，能在很大程度上弥补现有锂离子电池不足。

　　复旦大学李伟教授在Adv. Mater.公开发表研发成果，表示合成了一种不寻常的介孔钛铌氧化物(TNOC)，可以作为在室温和零下40度的超低温下运行的高性能钠离子电池电极材料，有望实现规模储能。

　　总体而言，铌在提高新能源电池的安全性、续航能力和充放电速度上得到一致性认证，未来将越来越多的应用到锂电池的多种材料成分中，充满市场前景。

　　二、市场规模预测

　　从具体需求领域来看，锂电池的下游应用市场包括消费电池、动力电池和储能电池。据EVTank披露数据，2021年度新能源车用动力锂电池的出货量占中国锂电池总体市场的69%。以动力电池为例，近年来，诸多车企在“碳达峰、碳综合”的战略号召下，宣布了电动和混动汽车的生产计划，国内的比亚迪（2022年）、汉马科技（2025年）更是宣布停产燃油车，一些国家和州甚至明确法规禁止所有传统燃油车辆上路，包括挪威（2025年），以色列（2030年）和加利福尼亚州（2040年），英国（2030年-2035年间），同时考虑到当前新能源汽车市场渗透率仅为24%，根据S型曲线理论，后期随着技术进步、消费者习惯、基础设施的完善等，渗透率回不断快速提升，相信未来动力电池的占比份额和增长速度将显得尤其突出。

　　根据北京研精毕智的市场调研数据，2020年全球锂电池的市场规模约为405亿美元，2021年约为411亿美元，研精毕智预测2026年全球锂电池的市场规模将会达到920亿美元，CAGR将以14.6%的速度增长。锂电池的正极材料、负极材料、电解液及其他部分成本占比大致为45%、10%、45%，按平均毛利简单测算，到2026年，假设按正极和负极材料掺杂使用约1%的五氧化二铌来初步估算，则全球来看，铌元素年均新增市场规模5亿美元。同时据工业和信息化部《中国锂电池产业发展指数白皮书》披露，我国已经连续五年成为全球最大锂电池消费市场，2021年度约占全球市场份额的59.4%，则简单测算，铌金属未来在我国年度新增市场规模达到3亿美元，约20亿元人民币。

　　中商产业研究院预测，2022年我国正极材料市场规模将1058亿元，2022年我国负极材料市场规模可达189.4亿元，同样假设正极和负极材料掺杂使用约1%的五氧化二铌来初步估算，则2022年度我国铌元素的市场规模可达13亿元。

　　再考虑加上消费电池和储能电池的市场规模的稳步增长，以及铌在钠离子电池、燃料电池等新的领域的研发突破，对于未来的新能源行业，尤其是高端应用领域，铌元素将具有显著的不可忽视的市场份额。

　　三、铌金属大前途

　　未来在新能源电池技术、智能驾驶技术、碳中和这三股迫切要求的力量加持下，未来出行产业电动智能化已成为不可逆转的趋势，铌材料作为上游核心新材料在高端应用领域将具有不可或缺的地位。根据《新材料产业“十二五”发展规划》，明确需充分发挥稀贵金属资源优势，提升企业竞争力，钽铌材料作为小金属，在“创新驱动高质量发展”的国家战略指引下，具有广阔的发展空间和市场前景，相信在新能源产业的带动下必定能实现跨越式发展。

　　稀美资源作为中国钽铌龙头企业，近年来，产业链不断纵向延伸，旨在创建全球领先的钽铌制造运营商。据不完全统计，稀美资源的氧化铌产能占中国市场份额约35%，处于行业龙头地位。近年来，公司在氧化铌的高端产品领域如晶体级、电池级氧化铌市场不断发力，2021年度公司高纯氧化铌销量同比增长53.5%，电子级氧化铌销量同比增长10.7%，晶体级氧化铌销售产量同比增长130%。

　　含铌新能源电池的超高耐损性、稳定性、超长的使用寿命和快充性能在电池领域必定有着长足的应用，最终将助力降低终端用户使用成本，为消费者带来更优更安全的消费体验。