“倘若把成本、安全和壽命問題都處理了，無鈷電池對行業(yè)的影響會非常大。”

五月十八日，蜂巢能源在線公布了兩款動力鋰離子電池產(chǎn)品——115Ah容量無鈷電芯和L6薄片無鈷電芯。據(jù)悉，這兩款產(chǎn)品將于明年落地，蜂巢能源也將由此成為全球首家成功研發(fā)無鈷電池的動力鋰離子電池廠商。

“含鈷比例一直在降低，從最早的鈷酸鋰中的59%，到目前使用廣泛的NCM523（鎳鈷錳比例為5:2:3）中的12%，再到下一代NCM811中的7%，直到今天，正極材料中的鈷含量減到0，鈷終于被徹底去除。鋰離子電池行業(yè)迎來一個全新的品類——無鈷電池。”蜂巢能源總裁楊紅新在公布會上解析，蜂巢能源無鈷電池已達到量產(chǎn)條件，將實現(xiàn)整車續(xù)駛里程超過800公里，超過15年120萬公里的使用壽命。

鈷作為稀缺資源，價高量少，占據(jù)了動力鋰離子電池正極材料30%的成本。因此，低鈷、無鈷一直是動力鋰離子電池車廠商研發(fā)的重點。

主流公司密集研發(fā)

事實上，無鈷材料并非是蜂巢能源的獨創(chuàng)，在無鈷材料的開發(fā)道路上，科學家們已經(jīng)繼續(xù)走了20年，主流動力鋰離子電池廠商，如LG化學、松下電池、寧德時代都在進行低鈷和無鈷研發(fā)。

在寧德時代日前召開的2019年業(yè)績說明會上，董事長曾毓群透露，寧德時代有自己的無鈷電池技術(shù)儲備，目前研發(fā)進展順利，“因為是一個全新的、顛覆性的產(chǎn)品”，目前正想方法完善供應鏈。此前特斯拉CEO馬斯克也曾多次提到降低動力鋰離子電池中鈷的比例，爭取在下一代電池中完全拋棄鈷。

蜂巢能源搶先一步推出無鈷電池并不容易，其無鈷電池是去掉鎳鈷錳電池中的鈷材料，用鎳錳酸鋰代替。“鎳錳酸鋰材料能量密度較高，被寄予厚望。雖然理論早就有了，但我們更關注可量產(chǎn)性。”楊紅新坦言，無鈷化要處理鎳鋰混排、循環(huán)性能等問題。“蜂巢能源通過陽離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡化包覆三大‘黑科技’處理了上述問題。材料開發(fā)成功后，電芯層面還要進行整個體系開發(fā)，通過對電解液、負極材料以及其它輔助材料添加劑的設計優(yōu)化，不斷驗證，沖破這些技術(shù)瓶頸，使體系成熟、定型，達到量產(chǎn)條件。”

官方信息顯示，蜂巢能源此次公布的無鈷電池性能優(yōu)越。第一款產(chǎn)品是基于590模組的電芯設計，容量為115Ah電芯，能量密度達到245wh/kg，該產(chǎn)品是在通用化電芯尺寸基礎上完成的，能夠搭載到目前大部分新的純電平臺上，在整車端能夠?qū)崿F(xiàn)15年120萬公里超長使用壽命，將于2021年六月份推向市場；第二款是L6薄片無鈷電芯，容量為226Ah,目前這款產(chǎn)品正與長城汽車一款高端車型做適配性開發(fā)，可實現(xiàn)880公里的超長續(xù)航，預計在2021年下半年推向市場。

楊紅新透露，蜂巢能源無鈷電池將來在整車的使用場景非常廣泛。“除了國內(nèi)市場外，我們還在積極拓展歐美高端市場，目前有兩家歐洲客戶正跟我們積極接觸。”

有助于提升電動汽車綜合性能

“在目前全球鈷元素消耗中，一半左右用在鋰離子電池上，包括車用鋰離子電池和其它消費類電子。每部iPhone手機要用10g左右鈷，而每輛特斯拉電動汽車要用約13.68kg。”楊紅新表示，隨著新能源汽車的迅猛發(fā)展，鈷的需求量繼續(xù)激增，倘若不考慮回收，2026年鈷將供不應求，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。

資料顯示，全球陸地鈷的儲量約為710萬噸，其中80%的鈷分布在剛果（金）、澳大利亞和古巴等國。作為稀缺資源，鈷價格從8萬元/噸漲到最高60萬元/噸。楊紅新表示，行業(yè)對無鈷期待極高，將有效降低動力鋰離子電池成本。

鈷是動力鋰離子電池正極材料中的緊要元素之一，不但可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，還可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。電池無鈷，要怎么樣保障電動汽車的安全和性能？

楊紅新解析稱，無鈷電池產(chǎn)品已通過國標和歐標的全部安全性探測，其安全性能優(yōu)于目前的高鎳三元電池。公布會探測視頻顯示，一般高鎳三元電池在140℃高溫靜置結(jié)束半小時后起火，而無鈷電芯在150℃高溫靜置結(jié)束半小時后未發(fā)生起火現(xiàn)象。

在楊紅新看來，僅掌握無鈷材料還不夠，疊片設計工藝可使無鈷電芯在能量密度方面再提升5%，循環(huán)壽命再提升10%。因此，此次蜂巢能源公布的無鈷電池兼具高安全、高能量和高壽命的特點。數(shù)據(jù)顯示，蜂巢能源無鈷電池的循環(huán)壽命在DOD為92%時達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行駛880公里，為目前電動汽車行業(yè)已知量產(chǎn)車型中最高續(xù)航里程。

動力鋰離子電池技術(shù)“百花齊放”

此前，業(yè)內(nèi)對蜂巢能源的關注并不多。楊紅新笑稱，他們是“鋰電新勢力”。據(jù)了解，蜂巢能源前身是長城汽車動力鋰離子電池事業(yè)部，自2012年起開展電芯的預研工作，2018年獨立為蜂巢能源，業(yè)務涉及下一代電池材料、電芯、模組、電池系統(tǒng)、bMS等的研發(fā)和制造。

原國家863電動汽車重大專項動力鋰離子電池探測中心主任王子冬表示，蜂巢能源要在降成本工藝研究上，進一步挖掘潛力，使其接近磷酸鐵鋰，在無鈷的情況下，把電壓平臺、能量密度和克容量拉高，來稀釋鎳材料的成本影響。“倘若把成本、安全和壽命問題都處理了，無鈷電池對行業(yè)影響會非常大。”

目前動力鋰離子電池行業(yè)緊要采用兩種技術(shù)路線，一種是以鎳鈷錳、鎳鈷鋁為緊要材料的三元鋰離子電池，其能量密度高、續(xù)航里程長，可滿足車輛高能量要求；另一種是磷酸鐵鋰離子電池，其安全性好、成本低，但續(xù)航里程不盡人意。

隨著技術(shù)的進步，動力鋰離子電池產(chǎn)品繼續(xù)創(chuàng)新攻關，行業(yè)已呈現(xiàn)“百花齊放”態(tài)勢。今年三月，比亞迪正式推出磷酸鐵鋰“刀片電池”，其體積利用率相較于模組電池組提升了50%以上，續(xù)航里程達到高能量三元鋰離子電池同等水平；寧德時代CTP技術(shù)也一直是業(yè)內(nèi)關注的“黑科技”，不僅能使用于磷酸鐵鋰離子電池上，將來也可能使用于三元鋰材料，其能量密度可以達到250wh/kg以上；固態(tài)電池的研發(fā)也在加快推進中。此外，特斯拉推遲到六月舉辦的“電池日”上會放什么“大招”，也備受行業(yè)關注。

業(yè)內(nèi)人士認為，動力鋰離子電池廠商的競爭已日趨白熱化，但電池技術(shù)路線最終都指向了無鈷化、更低成本和更高性能。動力鋰離子電池的發(fā)展也將提升電動汽車產(chǎn)業(yè)市場化水平。