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5月18日，蜂巢能源“無鈷，芯未來”發布會再次將貴金屬鈷推向輿論焦點。
作為壹種銀灰色的有光澤的金屬，鈷曾經是藝術家青睞的藍色顏料的來源。然而，隨著電動汽車浪潮的興起，鈷已經成為鋰電池制造過程中不可替代的正極材料。
壹方面是鈷金屬價格的上漲，另壹方面是在經濟和工業層面受到大量童工的非法開采。在非洲鈷金屬的主要產地剛果(金)，每克鈷元素都可能混入血液。
然而，從今年開始，這種“神奇”的現實可能會得到改善。今年2月，特斯拉表示將自主研發鈷含量可能為零的新型電池；3月，比亞迪推出刀片電池；5月，當代安培科技有限公司透露了無鈷電池的技術儲備；廣汽新能源表示，石墨烯電池量產的研發將從實驗室走向實車...對於多家車企的壹系列動作，業內人士表示，壹場動力電池的“除鈷大戰”正在打響。
01
企業“除鈷”的探索
長期以來，在動力電池行業，磷酸亞鐵鋰和三元電池的技術路線之爭從未停止。更安全的磷酸鐵鋰電池能量密度低，續航能力更強的三元電池穩定性差。特別值得註意的是，在三元鋰電池的制造過程中，必須使用昂貴的鈷金屬作為陰極材料。
雖然現在大部分車企在生產電動車時都選擇三元鋰電池，但“除鈷”仍然是新能源巨頭車企和動力電池廠商的重要研究課題之壹。
作為全球新能源電動汽車的風向標，特斯拉也長期飽受電池成本的困擾，公司CEO馬斯克也壹直有“無鈷”的想法。2065438+2008年6月，有觀點認為鈷供應的稀缺會成為Model3擴張的絆腳石。馬斯克回應稱，其電池的鈷消耗量壹直低於3%，二次電池的消耗量將降至零。今年2月18日，特斯拉透露將自主研發新電池。有業內人士告訴記者:“這種新型電池的鈷含量可能為零。”據了解，特斯拉將在5月第三周舉行的“電池日”上公布最新的“無鈷”電池技術。
3月29日，比亞迪正式發布了blade電池。比亞迪官方數據顯示，刀片電池具有很強的安全性和穩定性，在普通磷酸亞鐵鋰難以解決的能量密度問題上實現了較大突破。“未來兩年計劃將單體電池能量密度提升至180Wh/kg，系統能量密度提升至160Wh/kg”。對此，業內評論稱:“當更安全的刀片電池克服了能量密度問題，三元材料電池將很快失去霸主地位。”
5月11日，當代安培科技股份有限公司也透露了新的研發方向。在2019業績預告網上說明會上，當代安普科技股份有限公司董事長曾玉群表示，當代安普科技股份有限公司擁有自己的無鈷電池技術儲備，研發進展順利，並在努力完善供應鏈，“因為這是壹個全新的、顛覆性的產品”。
5月13日，廣汽新能源還宣布，今年年底，石墨烯電池量產研發將從實驗室走向實車，廣汽新能源愛安車型將搭載相關技術成果。據了解，這款“超級快充電池”可以在短短8分鐘內將電池充電至85%，充電時間相當於傳統燃油車的加油時間。
僅僅5天後，5月18，蜂巢能源正式發布了兩款無鈷電池。從技術上講，蜂巢選擇用與鈷相似的同族元素替代鈷來實現“除鈷”。據了解，這款產品最早將於2021年6月推向市場。
02
多重因素推動企業“去鈷”
為什麽「除鈷」會成為壹種趨勢？這不僅涉及到成本和技術，還涉及到企業的社會責任。
公開數據顯示，截至目前，全球鈷資源探明儲量僅700萬噸左右。“由於戰略稀缺，中國、澳大利亞和加拿大的鈷資源壹直處於限采狀態。隨著5G的普及，鈷的價格壹路上漲，今年最高達到28萬元/噸，創歷史新高80萬元/噸。”壹位材料專家告訴記者。
以特斯拉發布的2018年Model3電池鈷耗數據為例。按照當年年底鈷報價34.7元/噸計算，特斯拉在2018年賣出了約138000輛Model 3，僅生產Model 3就花了215多萬元購買鈷金屬。對於所有像特斯拉壹樣使用三元鋰電池的車企來說，這將是壹筆巨大的成本。
除了成本，技術瓶頸也是“脫碳”的壹個原因。國家節能與新能源汽車重大專項“863”計劃總體專家組專家肖曾表示，三元鋰離子動力電池目前已經看到了能量密度的“天花板”，高鎳材料、碳矽負極的鋰電池最高能量密度約為300Wh/kg，正負不超過20Wh/kg。
最新公布的數據顯示，目前量產的三元鋰電池能量密度已經普遍達到200wh/kg，內含物為160 Wh/kg，這意味著行業的“天花板”觸手可及。有動力電池的研究人員告訴記者:“三元鋰電池短期內很難有大的突破。制造商的下壹步要麽是研究除鈷以降低成本，要麽是尋找新的技術突破。”
或許與成本和技術相比，企業社會責任看似與鈷金屬關系不大，但實際上也是企業考慮“除鈷”的重要原因。
位於非洲的剛果(金)擁有全球已探明鈷儲量的49%，但受限於經濟和工業發展水平，剛果(金)存在大量的手持礦(手工開采，經常使用童工)和非法開采。同時，除了童工和黑礦，非法采礦也給當地環境帶來了壹系列汙染。因此，壹些村莊的癌癥發病率仍然很高。對於使用鈷的電動汽車，有媒體曾形容為“天生原罪”。
03
“除鈷”有無限可能
壹方面是新能源汽車產業對鈷的依存度居高不下，另壹方面是成本、技術和企業社會責任要求“除鈷”。“對於企業來說，這是壹個兩難的問題。”動力電池專家告訴記者。
上述專家介紹，鈷作為三元電池的重要原料之壹，主要起到穩定結構的作用。目前還沒有其他新材料可以取代鈷在三元電池中的作用。談論三元電池的‘脫碳’，只能說是減少鈷的用量。如果要徹底去除鈷，未來兩到三年內，全世界的電池廠商都無法量產。
“目前三元材料除鈷的發展方向是使材料具有更高的電壓和更高的容量。其中，在電壓更高的路線上，如果要除鈷，三元材料鎳鈷錳就會變成二元材料鋰鎳錳氧化物，但目前還沒有與之匹配的電解液。所以目前比較有可能實現的路線是尋找高容量的材料。在解釋完“除鈷”路線後，這位專家還告訴記者他對特斯拉無鈷電池的猜想，“也許是幹電池技術+超級電容”技術。
據了解，特斯拉於2065438+2009年5月收購了全球超級電容和幹電極技術領域的領軍企業——麥克斯韋，其在電池“除鈷”方面已經探索出了多種可能性。
除了三元材料，這位專家認為，本質上是磷酸鐵鋰電池的刀片電池，如果能突破能量密度極限，可能有機會取代三元鋰電池。蜂巢能源最新發布的路線，用類似鈷的元素替代，也有無限可能。但是，壹切都需要時間來檢驗。
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