“無鈷化”成為動力電池進(jìn)化新方向 蜂巢能源自主研發(fā)無鈷電池率先突破

    本報記者 龔夢澤

    近年來，“高鎳低鈷”成為三元鋰電池的發(fā)展趨勢，車企和動力電池企業(yè)在降低鈷元素比例上各顯神通，不倦地研發(fā)和突破。從最早的鈷酸鋰中的59%，到目前應(yīng)用廣泛NCM523中的12%，再到下一代NCM811中的7%，正極材料中的含鈷比例數(shù)值在不斷創(chuàng)新低。

    作為全球電動車的領(lǐng)頭羊，今年初特斯拉宣布最新一代高鎳電池鈷含量會進(jìn)一步降至3%以下，大踏步向“無鈷”挺近。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，降鈷后特斯拉將不再受制于鈷價大幅波動對整體成本造成太大影響，可以對單車成本做預(yù)期管理，降低對鈷價巨幅波動的敏感性，更有利于企業(yè)成本控制。

    無鈷電池需求迫切

    成為動力電池進(jìn)化新方向

    據(jù)《證券日報》記者了解，目前用于新能源汽車，特別是新能源乘用車的動力電池，主要采用兩種技術(shù)路線，一種是磷酸鐵鋰電池，另一種是是以鎳鈷錳（NCM）、鎳鈷鋁（NCA）為主要材料三元鋰電池。前者安全性好，成本低。后者具有高能量密度和強(qiáng)大的耐力。如果根據(jù)是否包含鈷進(jìn)行劃分，則前者不包含鈷，后者則包含鈷。

    作為動力電池正極材料中的重要元素之一，鈷不但可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。然而，一邊是全球新能源汽車蓬勃發(fā)展，產(chǎn)銷量連年創(chuàng)出新高。另一方面，有限的鈷資源卻難以支撐新能源產(chǎn)業(yè)無限的未來。

    資料顯示，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。如果不考慮回收，2026年以后，鈷就將供不應(yīng)求；有限的鈷元素資源，無法支撐新能源汽車無限的發(fā)展空間。

    新浪汽車財經(jīng)專欄作家林示對《證券日報》記者表示，電動汽車第一步與燃油車的競爭是在全壽命周期成本相當(dāng)，逐步建立對燃油車的優(yōu)勢。在他看來，電動汽車需要更多的續(xù)航，就需要有高能量密度的電池技術(shù)為支持。在電池的成本的下降通道中，在同等的成本下組件提高電動汽車的續(xù)航里程。

    此前特斯拉CEO馬斯克曾多次提到降低電池中鈷的使用比例，甚至是無鈷的電池方案，也正是表達(dá)了汽車企業(yè)需求端對于擺脫資源約束的迫切性。目前，全球電池供應(yīng)商和車企都在急切的希望在動力電池實(shí)現(xiàn)去鈷化，以擺脫對鈷資源的依賴，有效的降低動力電池成本。

    推出無鈷電池新品類

    國內(nèi)本土電池企業(yè)實(shí)現(xiàn)趕超

    就在國內(nèi)外的主流動力電池企業(yè)在低鈷和“無鈷化”道路上你追我趕之際，從一線自主品牌長城汽車獨(dú)立而來的我國本土動力電池新秀蜂巢能源率先實(shí)現(xiàn)了技術(shù)趕超。5月18日，基于材料體系的前瞻性研發(fā)，蜂巢能源對外推出兩款無鈷電池新產(chǎn)品：115Ah和L6薄片無鈷長電芯，成為全球首家成功研發(fā)出無鈷電池的企業(yè)。

    據(jù)了解，此次蜂巢能源發(fā)布的無鈷電池則兼具高安全、高能量和高壽命的特點(diǎn)。測試數(shù)據(jù)顯示，蜂巢能源無鈷電池的循環(huán)壽命在DOD為92%時為2500個循環(huán)，優(yōu)于高鎳三元電池；同時，長續(xù)航性能支持單次充電可達(dá)到880公里的續(xù)航，比比亞迪新近推出的刀片電池更長。

    據(jù)蜂巢能源官方信息，115Ah能量密度達(dá)到245wh/kg，匹配590標(biāo)準(zhǔn)模組，能夠搭載到目前大部分新的純電平臺上，這款產(chǎn)品的電池包在整車端，能夠?qū)崿F(xiàn)15年120萬公里；L6薄片無鈷長電芯容量為226Ah，目前正在與長城汽車的一款高端車型做適配開發(fā)，預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)880公里的續(xù)航。根據(jù)規(guī)劃，115Ah將在2021年6月份推向市場；L6計(jì)劃在2021年下半年推向市場。

    “為了使無鈷材料走到規(guī)模化應(yīng)用階段，我們通過多種復(fù)合技術(shù)，顯著改善了無鈷層狀材料的鎳鋰離子混排問題以及循環(huán)壽命的問題。”蜂巢能源總裁楊紅新表示，無鈷技術(shù)中三項(xiàng)技術(shù)極為關(guān)鍵，其中陽離子摻雜技術(shù)，通過強(qiáng)化學(xué)鍵穩(wěn)定氧八面體結(jié)構(gòu)，減少鋰鎳混排，大幅改善了材料的穩(wěn)定性，可以在4.3-4.35V電壓下穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)能量密度比磷酸鐵鋰提高40%。

    楊紅新在接受《證券日報》記者采訪時表示，單晶技術(shù)則可以改善電池的安全性和壽命，電芯壽命可以比多晶高鎳三元高出70%；采用的納米網(wǎng)絡(luò)包覆技術(shù)，則可以減少正極材料與電解液的副反應(yīng)，有效改善高電壓下的材料循環(huán)性能。

    自2019年補(bǔ)貼力度大幅減少，減少鈷含量已成為電池降本的重要措施，乘用車市場信息聯(lián)席會秘書長崔東樹認(rèn)為，新能源汽車補(bǔ)貼退坡，使各新能源車企逐漸轉(zhuǎn)變經(jīng)營方向，在部分車型上放棄追求更高能量密度的電池以降低成本。

    事實(shí)上，對于消費(fèi)者來說，880公里的續(xù)航里程將使徹底解決里程焦慮的問題。據(jù)記者不完全統(tǒng)計(jì)，目前在國內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn)的純電車型中，NEDC續(xù)航最高的為706公里，而達(dá)到600公里的也只有5款，其它都在600公里以下?？梢灶A(yù)見，蜂巢能源無鈷電池一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車，勢必將大大降低消費(fèi)者對新能源汽車的里程焦慮。在新基建建設(shè)中，隨著公共充電網(wǎng)絡(luò)鋪開，消費(fèi)者將更加自由選擇電動汽車。

（編輯 才山丹）