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从比亚迪的刀片电池“出鞘安天下”，到广汽集团的石墨烯超级电池即将量产，再到今天要说的蜂巢新能源无钴电池进入量产，最近围绕新能源动力电池的技术革新，可以说一件比一件振奋人心。
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5月18日，蜂巢能源科技公司在《无钴·芯未来》线上发布会上带来了基于无钴材料的电芯产品——NMx无钴材料。与此同时，还一并亮相了两款无钴电池产品，续航最高可达880km，并公布了具体的量产时间。
这就意味着，随着这两款电芯的发布，无钴电池正式进入量产倒计时，动力电池无钴时代也正式宣告来临！
关于无钴电池的消息，其实并不是平地起惊雷的突发新闻，反而是一个被炒了很久的“哥德巴赫猜想”。“网络上出现了‘无钴就是磷酸铁锂’的解读，我们要来正名，蜂巢能源的无钴是在镍钴锰三元材料中去掉了钴元素。”蜂巢能源总裁杨红新的这句开场白，直接道出了蜂巢能源无钴电池在技术路线上的不同。其实，早在疫情期间，特斯拉将研发无钴电池的消息就已经是甚嚣尘上，一时间资本市场被激起层层浪花，钴概念的股票纷纷大跌，而主打磷酸铁锂电池的概念股们，却是春风得意马蹄急。
然而没过两天，特斯拉在一次回复用户时表示，“请留意4月（或推迟至6月）的电池发布会，无钴，不代表一定是磷酸铁锂。”
显而易见的是，本次蜂巢能源带来的无钴电池，就没有走磷酸铁锂的寻常路，而是继续坚持了镍锰元素的独特路线。
作为曾经最佳的“电池伴侣”，为何如今又变成人人喊打的过街老鼠，最主要的原因，还是钴元素的稀缺性。钴在地壳中的含量较低，丰度仅为 0.0025%，全球陆地钴的储量约为710 万吨，区域分布却十分集中，刚果(金)在全球钴储量的占比为 52%，其他国家和地区储量占比则较低。在全球目前的钴元素消耗中，约50%左右用在锂电池上，包括车用锂电池以及消费类电子用的锂电池。数据显示，每一部手机大约会用到10克左右的钴，特斯拉纯电动车大约每辆会用到13公斤的钴。随着新能源汽车的迅猛发展，钴的需求量也在持续激增。如果不考虑回收，2026年以后，钴就将供不应求。当然，稀缺的钴资源也带来社会问题，由于童工和手挖矿了，钴的开采一度被国际人权组织讨伐。一份来自国际赦免法庭“关于钴贸易中侵犯人权行为”的报告中曾指出：儿童开采的钴，最终成为了苹果，微软，特斯拉和三星等知名科技公司的产品。“稀缺”带来的除了难以支撑新能源产业发展的焦虑，还逼出了日益走高的价格，且波动巨大。中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬表示：“电动车的发展在延续锂电池技术路线的时候，发现了很多问题，比如热失控、内短等。电动车用的电池和3C消费电子类用的电池体量完全不一样，前者的个别电池出现问题时会出现连锁反应。并且，资源方面也出现了问题，钴的价格从8万/吨涨到了最高60万/吨，大家都在做努力降低钴的占比。”在“去钴化”的路线上，业内存在低钴和无钴两条路径，按照上文的逻辑，无钴才是终极目标，也是本次蜂巢能源无钴技术的变革意义所在。目前钴元素在正极材料中主要起两个作用，减少锂镍混排和抑制充放电过程中的相变，从而提高材料的结构稳定性。如果减少钴的用量，提高镍的含量，会导致锂镍混排，从而造成锂的析出，并且无法抑制镍的相变，降低循环性能。这意味着，要做到真正无钴，就必须要解决无钴层状材料的镍锂离子混排以及循环寿命问题。蜂巢能源总裁杨红新介绍，实现突破无钴技术瓶颈，蜂巢能源主要采用了三项关键技术，分别是阳离子掺杂技术、单晶技术和纳米网络化包覆。采用阳离子掺杂稳定氧八面晶体结构。该技术可以提高材料上限电压，从而实现能量密度比磷酸铁锂提高40%，减少了锂镍混排，大幅度改善了材料的稳定性，并可以在4.3-4.35V电压下稳定工作使能量密度提高，降低成本。其次，单晶技术可以改善安全性和寿命，单晶与多晶相比具有更强的颗粒强度和更加稳定的结构，耐压力强度提高10倍，电芯寿命可以比多晶高镍三元高出70%。同时，蜂巢能源无钴电池采用了纳米网络化包覆技术。三角网络是韧性最高的结构，合成过程中在单晶表明包覆了一层纳米氧化物，可以减少正极材料和电解液的副反应，有效改善了高电压下的材料循环性能，再加上蜂巢能源引以为傲的“叠片设计"，其有效提升了电芯内部的体积空间利用率，层状结构可以使极片的平整度更好、应力更均匀、膨胀变形更小，该设计可以使无钴电芯的能量密度再提高5%，循环寿命再提升10%。在制造工艺方面，蜂巢能源，还主打“车规级AI智能电池工厂”，车间的重要工序对环境的洁净度要求达到了万级水平，核心工序甚至达到千级。在PACK层面，蜂巢能源采用矩阵PACK设计（类似宁德时代CTP方案），将电池包划分为两个矩阵网格，将长度可达600mm的薄片无钴电芯，规则排列在网格内，在电池包内部组成大型矩阵模块。通过该设计，可以做到80%的成组效率。基于上述技术，蜂巢能源本次发布了两款无钴电芯产品，一款主打长寿命，另外一款主打长续航。其中，第一款无钴电池基于590模组的电芯设计，容量为115安时，电芯能量密度达到245瓦时/公斤。它是在通用化电芯尺寸设计基础上完成的，能够搭载到目前大部分新的纯电平台上，在整车端能够实现15年120万公里的质保，预计在2021年6月份推向市场。第二款是L6薄片无钴长电芯，容量226安时，官方表示其正在与汽车企业合作开发，在矩阵式PACK设计支持下，是全球第一款可以实现880公里的续航里程的车型，预计可以在2021年下半年实现量产。随着新能源汽车行业的蓬勃发展，各大车企如今纷纷Allin新能源产业链。而在新能源的核心技术——电池技术上，各家仍然难言谁能够形成真正的技术壁垒，比较好的消息是，经过长期的探索，如今的电池技术，正由一点点的量变，冲击最终的质变，这些技术的突破，才是打通新能源车市场化的临门一脚。蜂巢能源此次率先量产的无钴电池，对于行业的重要性来说，无疑是里程碑式的。不仅仅是彻底的消除了钴对行业发展的掣肘，在续航表现上，也带来了突破。 
