[汽車(chē)之家 行業(yè)]  誰(shuí)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(jià)格飆升至60萬(wàn)元/噸,。2016年之時(shí)，鈷價(jià)才12萬(wàn)元/噸,。直到今天,，鈷價(jià)依舊維持在24萬(wàn)元/噸。天價(jià)鈷讓汽車(chē)電池企業(yè)成本壓力巨大,，“鈷奶奶”稱(chēng)號(hào)便在業(yè)內(nèi)流傳開(kāi)來(lái),。

　　為了“降鈷”，各大動(dòng)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(guò),，蜂巢能源科技有限公司認(rèn)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(zhǎng)城汽車(chē)旗下獨(dú)立出來(lái)的動(dòng)力電池供應(yīng)商，自詡為鋰電新勢(shì)力的蜂巢能源,，推出“薄片無(wú)鈷電池”,，欲掀起一場(chǎng)動(dòng)力電池行業(yè)的“無(wú)鈷”大戰(zhàn)。

■ 動(dòng)力電池為何要“去鈷”,？

　　20年前,，學(xué)界就曾發(fā)布相關(guān)論文，探討無(wú)鈷電池的未來(lái)前景,。誰(shuí)曾想,，20年后動(dòng)力電池“去鈷”竟然會(huì)成為共識(shí)。那么,，為何要“去鈷”,？對(duì)廣大消費(fèi)者而言，動(dòng)力電池“去鈷”或許沒(méi)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(huà)說(shuō),，物以稀為貴,，更令人難受的是，這種稀缺還會(huì)是常態(tài)。鈷元素符號(hào)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(chǔ)量約為710萬(wàn)噸,，分布區(qū)域也十分集中,，52%的鈷儲(chǔ)量在剛果(金)。

　　也就是說(shuō),，本來(lái)就不豐富的鈷元素,，還主要分布在政治局勢(shì)相對(duì)動(dòng)蕩的國(guó)家，鈷價(jià)高企是一種必然,。此外,，強(qiáng)大的利益驅(qū)動(dòng)背后,，隱藏著鮮血與罪惡,。有媒體報(bào)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(shí)常受到威脅。我們使用的手機(jī)電池,、動(dòng)力電池,，或許背后就是非洲兒童被踐踏的生命與尊嚴(yán)。

　　鈷在動(dòng)力電池中的地位又十分重要,。我們知道,，動(dòng)力電池主要分為三元鋰和磷酸鐵鋰兩種技術(shù)路線(xiàn)。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(guó)內(nèi)NCM三元鋰電池裝機(jī)量占比升至72.87%,。

　　動(dòng)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(dòng)車(chē),，含鈷金屬重量為13.68kg。經(jīng)過(guò)測(cè)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(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)王子冬也坦言,，電動(dòng)車(chē)發(fā)展在延續(xù)鋰電池技術(shù)路線(xiàn)的時(shí)候，出現(xiàn)熱失控,、內(nèi)短路等諸多問(wèn)題,。與此同時(shí)，資源方面也日漸緊促,，鈷價(jià)格從8萬(wàn)/噸漲到最高60萬(wàn)/噸,，因此大家都在努力“去鈷”。

　　“保鈷”還是“去鈷”,，整個(gè)行業(yè)也已經(jīng)研究多年,。正如南都電源鋰電池技術(shù)研究院副院長(zhǎng)李小平所言，去掉鈷元素主要是從成本角度來(lái)考慮,。鈷金屬價(jià)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(jiǎn)而言之,，降成本是目的,，“去鈷”只是過(guò)程。

■ 兩條動(dòng)力電池“去鈷”方案

　　“去鈷”也并非動(dòng)力電池行業(yè)新鮮事,。蜂巢能源總經(jīng)理?xiàng)罴t新指出,，為打破有限資源的限制，科學(xué)家們?cè)陔姵夭牧现袦p少鈷元素的努力從未停止過(guò),。電池中含鈷比例,，從較早的鈷酸鋰中的59%，到目前普遍應(yīng)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(dòng)力電池?zé)o鈷方案劃分為兩個(gè)方向：第一個(gè)是采用傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池方案,。第二個(gè)是無(wú)鈷電池材料方案,。

　　比亞迪“刀片電池”磷酸鐵鋰的無(wú)鈷電池路徑，在安全性和電池壽命方面優(yōu)勢(shì)突出,。刀片電池利用形狀特點(diǎn)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(wú)模組技術(shù),，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(chē)壽命可達(dá)百萬(wàn)公里以上。

　　寧德時(shí)代推出的CTP（Cell To Pack）技術(shù),，則通過(guò)省去電池模組,，優(yōu)化電池包結(jié)構(gòu)。該技術(shù)在整車(chē)融合性上有優(yōu)勢(shì),。數(shù)據(jù)顯示,，寧德時(shí)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(xiàn)的無(wú)鈷電池方案。

　　“蜂巢的無(wú)鈷材料是實(shí)實(shí)在在的,，是在鎳錳鈷三元材料中去除了鈷元素,。”蜂巢能源則認(rèn)為,，新型無(wú)鈷材料電池,，才能算作真正的“無(wú)鈷電池方案”。日前,，特斯拉官方也透露同樣的觀(guān)點(diǎn)：“請(qǐng)大家留意四月（可能推遲到六月）特斯拉電池發(fā)布會(huì),，無(wú)鈷，不代表一定是磷酸鐵鋰,。”

　　按照蜂巢能源說(shuō)法,，他們發(fā)布的全新薄片式的“無(wú)鈷電池”能夠解決三大痛點(diǎn),，通過(guò)單晶無(wú)鈷材料技術(shù)、疊片電芯設(shè)計(jì)技術(shù),、矩陣PACK設(shè)計(jì)技術(shù),，以及車(chē)規(guī)級(jí)AI制造的加持，可以實(shí)現(xiàn)整車(chē)?yán)m(xù)駛里程高達(dá)880公里,，超過(guò)15年120萬(wàn)公里的壽命,，以及更加安全可靠。

■ “無(wú)鈷電池”還需后續(xù)劇情

　　那么,，蜂巢能源的無(wú)鈷電池究竟如何,？這其中不乏贊許與質(zhì)疑。不過(guò)總體認(rèn)為,，動(dòng)力電池“少鈷”甚至“無(wú)鈷”確已成為研發(fā)方向,。

　　但是,，“去鈷”并不是一件簡(jiǎn)單的事情。據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)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(yáng)離子混排,，提高放電容量；錳則主要負(fù)責(zé)電池充放電過(guò)程中的穩(wěn)定性,。

　　“從蜂巢能源無(wú)鈷電池展示的數(shù)據(jù)來(lái)看,，確實(shí)可圈可點(diǎn)�,！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(yáng)離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù),、納米網(wǎng)絡(luò)化包覆技術(shù),，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(jìn)作用,。

　　楊紅新解釋?zhuān)?yáng)離子摻雜技術(shù)就是采用與氧化學(xué)鍵鍵能高的陽(yáng)離子摻雜到晶體結(jié)構(gòu)中。蜂巢能源是采用兩種化學(xué)鍵能更強(qiáng)大的元素替代鈷,，摻雜到材料中,。通過(guò)強(qiáng)化學(xué)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(rèn)為,，無(wú)鈷電池從材料角度來(lái)說(shuō)，也并不算太大的創(chuàng)新,。無(wú)鈷電池需要解決的材料擋電性問(wèn)題,，快充問(wèn)題，以及電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題,。此外,，還需適當(dāng)與其他材料進(jìn)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(chē)企業(yè)和消費(fèi)者的認(rèn)可,。

　　也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，三元電池從NCM111,、NCM523,，發(fā)展到NCM622,、NCM811，已經(jīng)有了很大的進(jìn)步,。鈷元素存在使得三元電池的穩(wěn)定性,、充放電速率會(huì)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(duì)外宣稱(chēng)，目前三元電池鈷含量可降到3%,，不過(guò)迄今為止還沒(méi)有繼續(xù)降到0%,。短期內(nèi)，鈷元素還是很難被替代,，絕對(duì)“無(wú)鈷”電池技術(shù)還不夠成熟,。

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

編輯總結(jié)：

　　根據(jù)規(guī)劃，2025年中國(guó)新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占比達(dá)25%,。另?yè)?jù)預(yù)測(cè),，2035年全球新能源汽車(chē)的市場(chǎng)滲透率將達(dá)到50%。企業(yè)發(fā)力無(wú)鈷電池,，在戰(zhàn)略上具有前瞻性，將使動(dòng)力電池不再受制于鈷元素,。從理論上來(lái)說(shuō),，三元?jiǎng)恿﹄姵責(zé)o鈷化并非不成立，技術(shù)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(wú)鈷電池,，均計(jì)劃在2021年下半年量產(chǎn)。那么,，究竟能實(shí)現(xiàn)多大的降本比例,，未來(lái)量產(chǎn)的情況又會(huì)如何,，我們還需要持續(xù)關(guān)注。（文/汽車(chē)之家 李爭(zhēng)光）

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