動(dòng)力電池車廠商爭相布局無鈷電池領(lǐng)域

    近日，寧德時(shí)代董事長曾毓群關(guān)于“正研發(fā)無鈷電池”的表述再次引爆業(yè)內(nèi)關(guān)于無鈷電池的討論。專家認(rèn)為，目前還未有新材料可替代鈷的穩(wěn)定作用，只有盡可能降低鈷用量，未來兩三年內(nèi)還無法做到完全去鈷。目前，更多企業(yè)正在布局鎳鈷錳鋁（NCMA）四元鋰電池，該技術(shù)路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，并逐漸實(shí)現(xiàn)低鈷或無鈷電池的目標(biāo)，量產(chǎn)后成本降幅可超過30%。

    寧德時(shí)代稱有無鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備

    近日，在寧德時(shí)代召開的2019年業(yè)績網(wǎng)上說明會(huì)上，有投資者提問，除了磷酸鐵鋰電池，寧德時(shí)代是否有自己的無鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備？曾毓群回復(fù)稱，寧德時(shí)代有自己的無鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備，目前研發(fā)進(jìn)展順利，正在想辦法完善供應(yīng)鏈，“因?yàn)槭且粋€(gè)全新的、顛覆性的產(chǎn)品”。

    此前特斯拉透露，將在“電池日”公布最新的“無鈷”電池技術(shù)，而此“無鈷”電池并非密度較低的磷酸鐵鋰電池。對此，曾毓群表示：“馬斯克告訴我，特斯拉希望自己做電池。據(jù)我了解，他們的技術(shù)路線對我們不會(huì)有沖擊，雙方在共同探討如何把電池做得更好。”

    一時(shí)間，對無鈷電池的討論再次引發(fā)熱議。目前動(dòng)力電池主流類型分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。由于磷酸鐵鋰電池本身不含鈷，因此業(yè)內(nèi)所指的“無鈷”通常為三元鋰電池中的去鈷化。

    鈷作為三元電池的重要原料之一，主要起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用。東北證券在研報(bào)中指出，假設(shè)未來遠(yuǎn)期全球每年新能源汽車銷售5000萬輛，按照單車鈷金屬含量10千克測算，則鈷的需求量約為50萬噸量級(jí)，而目前全球鈷金屬年開采量不足15萬噸。

    在三元鋰電池中，根據(jù)鎳、鈷、錳（NCM）三者比例的不同，從而生產(chǎn)出不同的型號(hào)，按照三種元素的配比可生產(chǎn)出532型號(hào)、622型號(hào)、811型號(hào)電池等。由于量少價(jià)高，降低鈷用量一直是動(dòng)力電池進(jìn)化的方向之一。因此，高鎳低鈷的811型號(hào)成為三元鋰電池的發(fā)展趨勢，國際上主流的動(dòng)力電池企業(yè)如LG化學(xué)、松下電池、寧德時(shí)代都在將低鈷和“無鈷化”作為下一代動(dòng)力電池技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。

    真鋰研究總裁墨柯向中國證券報(bào)記者表示，目前從技術(shù)層面暫時(shí)無法做到真正意義上的無鈷。“目前還找不到其他的新材料可以替代鈷的穩(wěn)定作用，也就是說只是可能降低鈷的用量，但完全去鈷，估計(jì)未來兩三年內(nèi)，放眼全球還沒有哪家電池廠可以做到。”

    企業(yè)的去鈷化探索

    墨柯稱，目前三元材料的發(fā)展方向，一是讓材料具有更高電壓，二是使材料具有更高容量。從技術(shù)研發(fā)角度看，如果成功去鈷，三元材料鎳鈷錳則變成二元材料鎳錳酸鋰。鎳錳酸鋰是一種5伏級(jí)的高電壓材料，對比3.7伏級(jí)的三元材料，由于電壓增加，電量也可相應(yīng)增加。

    “但鎳錳酸鋰材料最大的問題是目前還找不到與之匹配的電解液體系?，F(xiàn)有的六氟磷酸鋰電解液體系因?yàn)殡妷翰粔?伏會(huì)被分解，電池也會(huì)隨之失效。”墨柯解釋稱。

    因此，更多企業(yè)將技術(shù)發(fā)展的目光投向?qū)ふ腋呷萘坎牧稀＝?，通用汽車在EVDay宣布與LG化學(xué)合作，計(jì)劃2021年量產(chǎn)鎳鈷錳鋁（NCMA）四元鋰電池，其成本可實(shí)現(xiàn)超過30%的降幅。

    該技術(shù)路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，抑制鈷元素的不穩(wěn)定雜質(zhì)生成。和目前的三元材料523、811、NCA相比，NCMA四元材料的鎳含量逼近90%，同時(shí)鈷含量進(jìn)一步降低。

    在布局NCMA電池材料方面，國內(nèi)主要有寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科、格林美、容百科技等企業(yè)。業(yè)內(nèi)對NCMA的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)階段鎳和鈷含量保持甚至優(yōu)于NCA同等水平的替代方案，主要是采用三元向四元甚至更多元的電池進(jìn)階，并逐漸實(shí)現(xiàn)低鈷或無鈷電池的目標(biāo)。

    由長城汽車剝離而獨(dú)立發(fā)展的動(dòng)力電池企業(yè)蜂巢能源近日宣布，將在5月18日發(fā)布全新無鈷電池品類。對此，蜂巢能源市場總監(jiān)郝雷明向中國證券報(bào)記者介紹，蜂巢能源無鈷電池的正極材料為自主研發(fā)，其主材為鎳錳。“可以完完全全實(shí)現(xiàn)去鈷，鈷含量為0。”她解釋稱，技術(shù)原理可以理解為把鈷去掉后，用與鈷相近的那一族元素實(shí)現(xiàn)替代并起到摻雜作用，并努力將摻雜物的比例降至7%以下甚至更低。

    根據(jù)蜂巢能源此前規(guī)劃，無鈷電芯產(chǎn)品在2020年5月完成材料體系的進(jìn)一步優(yōu)化，8月體系定型，2021年下半年量產(chǎn)，量產(chǎn)后成本可下降10%-15%，相應(yīng)帶來的電芯BOM成本可以降低約5%，且材料不受戰(zhàn)略資源影響。

    “特斯拉電池日”猜想

    作為全球新能源電動(dòng)車的風(fēng)向標(biāo)，特斯拉長期飽受電池成本之苦，公司CEO馬斯克也一直有著“無鈷”的想法。2018年6月，對于有觀點(diǎn)認(rèn)為鈷供給稀少將成為Model3擴(kuò)產(chǎn)的絆腳石，馬斯克回應(yīng)稱，旗下電池的鈷使用量已低于3%，次代電池用量還將降至零。

    事實(shí)上，2012年，特斯拉ModelS上每輛車的鈷使用量為11千克，而到了2018年的特斯拉Model3上，在同樣規(guī)格尺寸下進(jìn)行比對，鈷使用量只剩下4.5千克。東北證券預(yù)計(jì)，到2025年，高鎳超低鈷方案下，特斯拉對鈷的需求量將從現(xiàn)有體系測算的1.82萬噸下降到0.74萬噸左右，減少鈷資源使用1.1萬噸左右。

    5月15日，馬斯克表示，將再次推遲原計(jì)劃在5月第三周舉辦的“電池日”活動(dòng)。此前，特斯拉在投資者電話會(huì)議上透露，將在“電池日”上發(fā)布公司在電池技術(shù)方面的最新進(jìn)展，并稱“這將是特斯拉歷史上最激動(dòng)人心的日子之一”。

    業(yè)內(nèi)人士預(yù)期，除了介紹其電池供應(yīng)體系，也可能宣布自主研發(fā)鋰電池，并展示其部分研究成果與方向，但預(yù)計(jì)穩(wěn)定裝車最快要到2022年，短時(shí)間還是以外購為主。

    據(jù)墨柯推斷，特斯拉在“電池日”上或?qū)l(fā)布的信息有如下幾種可能：一是宣布和松下聯(lián)合開發(fā)的電池進(jìn)展情況；二是宣布其將使用磷酸鐵鋰電池；三是宣布其干電極技術(shù)。

    今年2月18日，特斯拉表示將自主研發(fā)新電池，這種新電池的含鈷量可能為零。當(dāng)時(shí)市場預(yù)計(jì)，特斯拉所指的無鈷電池為在中國市場已經(jīng)應(yīng)用多年的磷酸鐵鋰電池。該消息發(fā)布后的第二天，鈷板塊公司股價(jià)遭遇重挫，華友鈷業(yè)、寒銳鈷業(yè)雙雙跌停，而比亞迪等磷酸鐵鋰電池概念股開盤大漲，隨后幾個(gè)交易日繼續(xù)攀升走高。目前猜測可能性比較大的是特斯拉在2019年5月收購的全球干電極技術(shù)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)——Maxwell的超級(jí)電容與干電池技術(shù)。

    “干電極技術(shù)的主要作用是簡化工藝流程從而降低成本。干電池本身并不是新技術(shù)，有日本的電池廠一直在做，但不完全是干電極，也有‘濕’的成分。因此目前干電極的技術(shù)到底有多成熟，也并不十分清晰。如果特斯拉的干電極能夠做到完完全全的‘干’，則確實(shí)屬于技術(shù)方面的突破。”墨柯表示。