[汽車之家 行業(yè)]  誰是“鈷奶奶”,？也許不少人有所耳聞。2018年年底,，地球上重要的元素“鈷”，價格飆升至60萬元/噸,。2016年之時,，鈷價才12萬元/噸,。直到今天，鈷價依舊維持在24萬元/噸,。天價鈷讓汽車電池企業(yè)成本壓力巨大，“鈷奶奶”稱號便在業(yè)內(nèi)流傳開來,。

　　為了“降鈷”,，各大動力電池企業(yè)各出奇招,，鈷含量也從最早的59%，逐步降低至7%,。不過，蜂巢能源科技有限公司認為這還不夠,，只有將鈷含量降到0%,，才是電池的最終出路,。5月18日，長城汽車旗下獨立出來的動力電池供應商,，自詡為鋰電新勢力的蜂巢能源，推出“薄片無鈷電池”,，欲掀起一場動力電池行業(yè)的“無鈷”大戰(zhàn),。

■ 動力電池為何要“去鈷”,？

　　20年前，學界就曾發(fā)布相關論文,，探討無鈷電池的未來前景。誰曾想,，20年后動力電池“去鈷”竟然會成為共識。那么,，為何要“去鈷”,？對廣大消費者而言,，動力電池“去鈷”或許沒有概念，如果告訴你這一切起源于鈷金屬的稀缺,，便很好理解了。

　　俗話說,，物以稀為貴,，更令人難受的是,，這種稀缺還會是常態(tài),。鈷元素符號Co，是一種具有光澤的鋼灰色金屬,，質(zhì)地硬而脆。令人惋惜的是，鈷元素在地球上的含量十分低,。一組數(shù)據(jù)顯示：鈷金屬豐度僅為0.0025%，全球陸地鈷的儲量約為710萬噸,，分布區(qū)域也十分集中,，52%的鈷儲量在剛果(金),。

　　也就是說，本來就不豐富的鈷元素,，還主要分布在政治局勢相對動蕩的國家，鈷價高企是一種必然,。此外,，強大的利益驅(qū)動背后,，隱藏著鮮血與罪惡。有媒體報道,，剛果（金）大量鈷礦礦主非法使用童工，孩子們備受欺凌,，生命安全時常受到威脅,。我們使用的手機電池,、動力電池，或許背后就是非洲兒童被踐踏的生命與尊嚴,。

　　鈷在動力電池中的地位又十分重要,。我們知道,，動力電池主要分為三元鋰和磷酸鐵鋰兩種技術路線,。其中，以NCM（正極材料為鎳鈷錳三種材料）為代表的三元鋰電池一騎絕塵,。最新數(shù)據(jù)顯示,，今年1-4月,，國內(nèi)NCM三元鋰電池裝機量占比升至72.87%,。

　　動力電池正極材料中,，鈷金屬成本就占據(jù)30%,；一輛特斯拉電動車，含鈷金屬重量為13.68kg,。經(jīng)過測算，如果不考慮電池回收到的鈷元素,，2026年鈷金屬就將十分短缺,。這也不難理解,，特斯拉CEO埃隆·馬斯克叫嚷著要降低電池中鈷的使用比例,。

　　中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬也坦言，電動車發(fā)展在延續(xù)鋰電池技術路線的時候,，出現(xiàn)熱失控,、內(nèi)短路等諸多問題。與此同時,，資源方面也日漸緊促,，鈷價格從8萬/噸漲到最高60萬/噸，因此大家都在努力“去鈷”,。

　　“保鈷”還是“去鈷”，整個行業(yè)也已經(jīng)研究多年,。正如南都電源鋰電池技術研究院副院長李小平所言,，去掉鈷元素主要是從成本角度來考慮,。鈷金屬價格高企，占據(jù)了電池正極材料中很大一部分成本,。此外，從理論上而言，鈷元素并非在電池中不可去除,。簡而言之，降成本是目的,，“去鈷”只是過程,。

■ 兩條動力電池“去鈷”方案

　　“去鈷”也并非動力電池行業(yè)新鮮事。蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新指出,，為打破有限資源的限制，科學家們在電池材料中減少鈷元素的努力從未停止過,。電池中含鈷比例,，從較早的鈷酸鋰中的59%,，到目前普遍應用的NCM523電池12%，再到下一代NCM811中的7%,，鈷含量一直在降低,。

　　行業(yè)內(nèi)把動力電池無鈷方案劃分為兩個方向：第一個是采用傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池方案。第二個是無鈷電池材料方案,。

　　比亞迪“刀片電池”磷酸鐵鋰的無鈷電池路徑,，在安全性和電池壽命方面優(yōu)勢突出。刀片電池利用形狀特點提升了電池包縱向的利用率,，緩解磷酸鐵鋰能量密度先天不足的局限性,，再加上無模組技術，PACK層面減少連接件的數(shù)量,，也降低成本,，不失為一種創(chuàng)新,。比亞迪刀片電池方案能量密度提升50%,，成本下降30%,，比亞迪漢的整車壽命可達百萬公里以上。

　　寧德時代推出的CTP（Cell To Pack）技術,，則通過省去電池模組，優(yōu)化電池包結(jié)構(gòu),。該技術在整車融合性上有優(yōu)勢,。數(shù)據(jù)顯示,，寧德時代CTP電池包體積利用率提高15%-20%，零部件數(shù)量減少40%,，生產(chǎn)效率提升50%,。這也是另一種磷酸鐵鋰路線的無鈷電池方案,。

　　“蜂巢的無鈷材料是實實在在的，是在鎳錳鈷三元材料中去除了鈷元素,�,！狈涑材茉磩t認為，新型無鈷材料電池,，才能算作真正的“無鈷電池方案”。日前,，特斯拉官方也透露同樣的觀點：“請大家留意四月（可能推遲到六月）特斯拉電池發(fā)布會,，無鈷,，不代表一定是磷酸鐵鋰,。”

　　按照蜂巢能源說法,，他們發(fā)布的全新薄片式的“無鈷電池”能夠解決三大痛點,，通過單晶無鈷材料技術、疊片電芯設計技術,、矩陣PACK設計技術,，以及車規(guī)級AI制造的加持,，可以實現(xiàn)整車續(xù)駛里程高達880公里，超過15年120萬公里的壽命,，以及更加安全可靠,。

■ “無鈷電池”還需后續(xù)劇情

　　那么，蜂巢能源的無鈷電池究竟如何,？這其中不乏贊許與質(zhì)疑,。不過總體認為，動力電池“少鈷”甚至“無鈷”確已成為研發(fā)方向,。

　　但是,，“去鈷”并不是一件簡單的事情。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹,，鎳鈷錳鋰離子電池三元體系中,，鎳可以提高材料活性以及能量密度,；鈷則主要用于穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，減小陽離子混排，提高放電容量,；錳則主要負責電池充放電過程中的穩(wěn)定性,。

　　“從蜂巢能源無鈷電池展示的數(shù)據(jù)來看,，確實可圈可點�,！鄙钲谛垌w股份研發(fā)副總監(jiān)高鵬然博士指出，蜂巢能源展示的陽離子摻雜技術,、單晶技術,、納米網(wǎng)絡化包覆技術,，在解決電池能量密度、電池安全性和電池壽命,，以及高電壓下的材料循環(huán)性能有促進作用,。

　　楊紅新解釋，陽離子摻雜技術就是采用與氧化學鍵鍵能高的陽離子摻雜到晶體結(jié)構(gòu)中,。蜂巢能源是采用兩種化學鍵能更強大的元素替代鈷,，摻雜到材料中。通過強化學鍵穩(wěn)定氧八面體結(jié)構(gòu),，減少鋰鎳混排,，改善材料穩(wěn)定性，并在4.3—4.35V電壓下穩(wěn)定工作,，能量密度比磷酸鐵鋰提高40%,。

　　李小平則認為，無鈷電池從材料角度來說,，也并不算太大的創(chuàng)新,。無鈷電池需要解決的材料擋電性問題，快充問題,，以及電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題,。此外,，還需適當與其他材料進行配合使用。如果蜂巢能源在這些方面得到很好地解決,，才能最終得到整車企業(yè)和消費者的認可。

　　也有業(yè)內(nèi)人士認為,，三元電池從NCM111,、NCM523，發(fā)展到NCM622,、NCM811，已經(jīng)有了很大的進步,。鈷元素存在使得三元電池的穩(wěn)定性、充放電速率會更好,，因此不少企業(yè)將鈷含量降低到5%左右。松下,、特斯拉甚至對外宣稱,，目前三元電池鈷含量可降到3%，不過迄今為止還沒有繼續(xù)降到0%,。短期內(nèi),，鈷元素還是很難被替代，絕對“無鈷”電池技術還不夠成熟,。

　　再則,，回歸到動力電池“去鈷”初衷，降本才是最終目的,。發(fā)布會上,，蜂巢能源并未公布其無鈷電池方案的最終成本,。誠然，“無鈷電池”不再受制于鈷金屬資源和鈷價的限制,，但是研發(fā)成本,、加工工藝成本方面會提升多少？未來是否會間接轉(zhuǎn)化到消費者身上,？我們目前不得而知,，而這也是業(yè)內(nèi)質(zhì)疑的問題,。

編輯總結(jié)：

　　根據(jù)規(guī)劃，2025年中國新能源汽車新車銷量占比達25%,。另據(jù)預測,，2035年全球新能源汽車的市場滲透率將達到50%。企業(yè)發(fā)力無鈷電池,，在戰(zhàn)略上具有前瞻性，將使動力電池不再受制于鈷元素,。從理論上來說，三元動力電池無鈷化并非不成立,，技術上也可做到與普通三元電池比肩的程度。蜂巢能源發(fā)布的兩款無鈷電池,，均計劃在2021年下半年量產(chǎn),。那么，究竟能實現(xiàn)多大的降本比例,，未來量產(chǎn)的情況又會如何，我們還需要持續(xù)關注,。（文/汽車之家 李爭光）

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