電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
受疫情等因素影響，原計劃于今年四月舉辦的特斯拉電池日再度跳票，馬斯克口中的無鈷電池依舊深奧感十足。
然而，長城控股集團旗下的蜂巢能源科技有限公司(以下簡稱蜂巢能源)卻先驅一步，正式推出NMX無鈷電池，成為全球第一家成功研發出無鈷電池的公司。
鑒于鈷的穩定性能，無鈷電池將成為將來動力鋰離子電池的一個緊要發展趨勢。蜂巢能源總裁楊紅新說。
事實上，自今年初坊間傳出國產特斯拉將使用寧德時代的無鈷電池后，資本市場便聞鈷而動，雖然后來特斯拉所謂的無鈷電池僅僅是一份合作協議。
不過，目前動力鋰離子電池范疇對無鈷的關注已空前高漲。我國汽車動力鋰離子電池產業創新聯盟副秘書長王子冬對《每日經濟新聞》記者說，這緊要是源于動力鋰離子電池無鈷化可以降低成本。
降本驅動電池無鈷
當前，新能源汽車市場常用電池分別為以鎳鈷錳(NCM)、鎳鈷鋁(NCA)為緊要材料的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。研究機構EVTank最新數據顯示，今年1~四月，國內NCM三元鋰電池裝機量占比升至72.87%，仍舊是動力鋰離子電池市場中的王者。
而正是這位王者身上的鈷元素，成為影響新能源汽車產業鏈穩定性的緊要因素。據記者知道，作為動力鋰離子電池正極材料中的緊要元素之一，鈷不但可以穩定材料的層狀結構，而且可以提高材料的循環和倍率性能。但是鈷在地殼中的含量較低，豐度僅為0.0025%，全球陸地鈷的儲量約為710萬噸。倘若不考慮回收，2026年以后，鈷將供不應求，無法支撐新能源汽車的發展。
而隨著新能源汽車保有量的迅速上升，鈷價格也從2016年的12萬元/噸一度飆升至2018年的60萬元/噸，即便是在當前，鈷價仍舊維持在24萬元/噸。這使得電池成本居高不下。
以A級電動車(緊湊型車，車身長度在4.2~4.6米)為例，動力鋰離子電池成本基本占到整車成本近一半，其成本若難以進一步下降，在補貼完全退坡之后，將會導致電動車加工公司難以正常盈利。
為應對鈷短缺，許多電池制造商早已開始對三元鋰電池增鎳降鈷，以期降低成本。據悉，部分三元鋰電池中含鈷比例已從較早的鈷酸鋰中的59%，降至目前普遍使用的NCM523電池的12%，后又降至NCM811中的7%。而松下、特斯拉等公司更是對外宣稱，目前三元鋰電池鈷含量可降至3%。
但有分解指出，盡管目前電池的高鎳低鈷趨勢滿足了公司的降本需求，但另一方面高鎳低鈷可能會導致電池過熱，容易引起燃燒，安全性會受到影響。所以，要做到真正的無鈷化，非得要有一定的技術沖破。
多種路線博弈
為盡快擺脫資源束縛，降低成本，多家動力鋰離子電池公司加大力度研發無鈷電池。
今年初，比亞迪推出了基于磷酸鐵鋰電池的刀片電池，宣稱該電池在安全性和電池壽命方面有較大優點。由于磷酸鐵鋰電池屬于無鈷電池，所以有業內人士認為，比亞迪此舉走在了特斯拉無鈷電池的前面。
比亞迪方面認為，刀片電池利用形狀特點提升了電池組縱向的利用率，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量，在成本下降30%的同時，電池能量密度提升50%。
寧德時代選擇了基于磷酸鐵鋰電池發展無鈷電池的技術路徑。寧德時代推出的CTP(CellToPack)技術，通過省去電池模組，對電池組結構優化，從而實現大幅降本。
LG化學、松下等外資公司目前仍以采用NCM電池為主，但兩家公司也正著手研究，通過研發四元電池等方式，盡量減少鈷元素的使用量及依靠程度。無論是寧德時代的CTP辦法，還是比亞迪的刀片電池，都屬于電池結構設計上的改變，本質上還是堆電芯，擠空間，而非材料上的創新。王子冬在接受《每日經濟新聞》記者采訪時認為，早在2003年，第二代豐田普銳斯就將此前的圓柱形鎳氫電池改為新型方形鎳氫電池，這與比亞迪lsquo刀片電池rsquo的思路如出一轍。
王子冬稱：無鈷電池既包括磷酸鐵鋰和錳酸鋰電池，也包括一些新型技術路線，這其中最關鍵的技術在于用什么可以代替鈷在動力鋰離子電池中的支撐用途。
蜂巢能源給出的技術路線，與寧德時代、比亞迪采用的無鈷技術路線不同，NMX電池首度被提出。但最終能實現多大的降本比例，今朝仍無法判斷。
今朝無鈷電池的材料比有鈷的還貴，你去買一塊寧德時代811的電池，再去買一塊該品牌523的電池，一比便知。王子冬坦言，當前動力鋰離子電池產業鏈中存在的問題很多，情況復雜，并不是把鈷去掉了，就能馬上降低電池成本。
但新能源汽車將來的發展前景，仍在推動著動力鋰離子電池公司在無鈷的研發之路上快馬加鞭。依據規劃，2025年我國新能源汽車新車銷量占比將達到25%。另據預測，2035年全球新能源汽車的市場滲透率將達到50%。這意味著誰率先在無鈷電池上實現沖破，誰將在將來市場中占據紅利。
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