​动力电池打响“去钴战” ｜ 汽车商报

作者 ｜ 刘丹丹

编辑 ｜ 王双双

5月18日，蜂巢能源的“无钴，芯未来”发布会，又一次将贵金属钴推上舆论关注的焦点。

作为一种银灰色富有光泽的金属，钴曾经是颇受艺术家青睐的蓝色颜料来源。然而伴随着电动汽车浪潮的兴起，钴“摇身一变”成为锂电池制造过程中不可替代的正极材料。

一边是水涨船高的钴金属价格，一边受制经济与工业水平大量使用童工的非法采矿，在非洲刚果（金）这片钴金属主要产地上，每一克钴元素可能都掺杂着鲜血。

不过，从今年开始，这种“魔幻”的现实或将得以改善。2月份特斯拉表示将自主研发含钴量可能为零的新电池、3月比亚迪推出刀片电池、5月宁德时代透露无钴电池技术储备、广汽新能源表示石墨烯电池量产研发工作将从实验室走上实车…...对于多家车企的一系列举动，业内人士表示，一场动力电池“去钴战”正在打响。

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企业的“去钴化”探索

一直以来，在动力电池产业中，磷酸铁锂与三元材料电池之间的技术路线之争未曾停歇。更加安全的磷酸铁锂电池能量密度不高，续航能力更强的三元材料电池稳定性较差。尤其值得注意的是，三元锂电池在制造过程中还必须使用昂贵的钴金属当作正极材料。

尽管现在大部分车企在生产电动车时，都选择了三元锂电池，但“去钴”仍是新能源巨头车企以及动力电池厂商的重要研究课题之一。

作为全球新能源电动车的风向标，特斯拉也长期饱受电池成本之苦，公司CEO马斯克一直有着“无钴”的想法。2018年6月，对于有观点认为钴供给稀少将成为Model3扩产的“绊脚石”，马斯克回应称，旗下电池的钴使用量已低于3%，次代电池用量还将降至零。今年2月18日，特斯拉对外透露消息称，其将自主研发新电池。有业内人士告诉记者：“这种新电池的含钴量可能为零”。据了解，特斯拉将在5月第三周举办的“电池日”公布最新的“无钴”电池技术。

3月29日，比亚迪正式发布刀片电池。按照比亚迪官方透露的数据，刀片电池有极强的安全性和稳定性，在普通磷酸铁锂难以解决的能量密度问题上实现了不小的突破，“未来两年内规划单体能量密度提升至180Wh/kg，系统能量密度提升至160Wh/kg”。对此，业内人士评价道：“当更加安全的刀片电池克服了能量密度难题，三元材料电池将很快失去霸主地位。”

5月11日，宁德时代也透露了新研发方向。在2019年业绩发布网上说明会上，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法完善供应链，“因为是一个全新的、颠覆性的产品”。

5月13日，广汽新能源也对外宣布，今年底石墨烯电池量产研发工作将从实验室走向实车，广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。据了解，这种“超级快充电池”仅需8分钟就可以将电池充电至85%，充电时间与传统燃油车的加油时间相当。

仅仅5天之后的5月18日，蜂巢能源正式发布两款无钴电池。在技术上，蜂巢选择通过用与钴相近的同族元素替代钴来实现“去钴”。据了解，该产品最早将于2021年6月份推向市场。

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多重因素推动企业“去钴”

为什么“去钴”会成为趋势？这背后不仅涉及成本与技术，也牵扯到企业社会责任。

公开数据显示，截至目前全球探明的钴资源储量仅为700万吨左右。“由于战略稀缺性，中国、澳大利亚以及加拿大境内的钴矿资源已经处于限制开采状态。而伴随着5G的普及，钴价格更是一路水涨船高，今年最高已经达到28万元/吨，历史最高记录达到80万元/吨。”一位材料专家告诉记者。

以特斯拉曾经于2018年公布的Model3电池钴用量4.5kg/辆这一数据为例，按照当年年底钴报价34.7元/吨的价格计算，在2018年卖出约为138000辆Model 3的特斯拉，仅为生产Model 3就将花费超过2.15亿元购买钴金属。对于所有如特斯拉一样使用三元锂电池的车企来说，这将是一笔巨大的成本。

在成本之外，技术瓶颈也是“去钴化”的一个原因。国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟曾表示，三元锂离子动力电池目前已经看到能量密度的“天花板”了，高镍材料、碳硅负极的锂电池单体能量密度最高在300Wh/kg左右，正负不超过20Wh/kg。

而最新公开数据显示，目前实现量产的三元锂电池单体能量密度普遍已经达到200wh/kg，包体160wh／kg，这意味着行业“天花板”已经触手可及。有动力电池研究人员告诉记者：“三元锂电池短期内已经很难有大的突破，厂商的下一步要么是研究去钴降低成本，要么是寻找新的技术突破口。”

或许相比于成本以及技术这两个原因，企业社会责任看起来与钴金属没有太大关系，但事实上这也是企业考虑“去钴”的重要原因。

位于非洲的刚果（金）地区拥有着占全球已探明钴储量的49%，但受限于经济以及工业发展水平，刚果（金）地区有大量的手抓矿（人力开采，往往使用童工）以及非法开采。同时，在童工、黑矿问题之外，非法采矿也给当地环境带来了一系列污染，受此影响，部分村落肿瘤发病率居高不下。对于使用钴的电动车型，有媒体曾经用“生来带着‘原罪’”来形容。

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“去钴”存在无限可能

一边是新能源汽车产业对钴元素的依赖居高不下，一边是成本、技术以及企业社会责任要求实现“去钴”，“摆在企业面前的是一条两难的路。”动力电池专家告诉记者。

据上述专家介绍，钴作为三元电池的重要原料之一，主要起稳定结构的作用。目前还找不到其他的新材料可以替代钴在三元电池中的作用。三元电池谈论‘去钴化’只能说是降低钴的用量，如果想实现完全去钴，未来两到三年内，全球电池厂商都做不到量产。

“目前，三元材料的去钴发展方向，一是让材料具有更高电压，二是使材料具有更高容量。其中，在具备更高电压路线上，如果想要实现去钴，三元材料镍钴锰则变成二元材料镍锰酸锂，但目前还没有能与之匹配的电解液。因此目前更可能实现的路线是寻找高容量的材料”，在阐述完“去钴”路线后，该专家还告诉记者他关于特斯拉无钴电池的猜想，“或许是干电池技术+超级电容”技术。

据了解，特斯拉曾于2019年5月收购了全球超级电容与干电极技术领域的龙头企业——Maxwell，其已经在电池“去钴”上探索了多种可能。

在三元材料之外，该专家认为，本质为磷酸铁锂电池的刀片电池如果能突破能量密度限制，或许将有机会取代三元锂电池的地位。蜂巢能源最新发布的通过用与钴相近的元素替代的路线也存在无限可能。只不过，一切都需要交给时间来考验。