无钴，能否掀起动力电池革命？

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　　“如果把成本、安全和寿命问题都解决了，无钴电池对行业的影响会非常大。”

　　5月18日，蜂巢能源在线发布了两款动力电池产品——115Ah容量无钴电芯和L6薄片无钴电芯。据悉，这两款产品将于明年落地，蜂巢能源也将由此成为全球首家成功研发无钴电池的动力电池厂商。

　　“含钴比例一直在降低，从最早的钴酸锂中的59%，到目前应用广泛的NCM523（镍钴锰比例为5:2:3）中的12%，再到下一代NCM811中的7%，直到今天，正极材料中的钴含量减到0，钴终于被彻底去除。锂电池行业迎来一个全新的品类——无钴电池。” 蜂巢能源总裁杨红新在发布会上介绍，蜂巢能源无钴电池已达到量产条件，将实现整车续驶里程超过800公里，超过15年120万公里的使用寿命。

　　钴作为稀缺资源，价高量少，占据了动力电池正极材料30%的成本。因此，低钴、无钴一直是动力电池车厂商研发的重点。

　　主流企业密集研发

　　事实上，无钴材料并非是蜂巢能源的独创，在无钴材料的开发道路上，科学家们已经持续走了20年，主流动力电池厂商，如LG化学、松下电池、宁德时代都在进行低钴和无钴研发。

　　在宁德时代日前召开的2019年业绩说明会上，董事长曾毓群透露，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，“因为是一个全新的、颠覆性的产品”，目前正想办法完善供应链。此前特斯拉CEO马斯克也曾多次提到降低动力电池中钴的比例，争取在下一代电池中完全抛弃钴。

　　蜂巢能源抢先一步推出无钴电池并不容易，其无钴电池是去掉镍钴锰电池中的钴材料，用镍锰酸锂代替。“镍锰酸锂材料能量密度较高，被寄予厚望。虽然理论早就有了，但我们更关注可量产性。”杨红新坦言，无钴化要解决镍锂混排、循环性能等问题。“蜂巢能源通过阳离子掺杂技术、单晶技术和纳米网络化包覆三大‘黑科技’解决了上述问题。材料开发成功后，电芯层面还要进行整个体系开发，通过对电解液、负极材料以及其它辅助材料添加剂的设计优化，不断验证，突破这些技术瓶颈，使体系成熟、定型，达到量产条件。”

　　官方信息显示，蜂巢能源此次发布的无钴电池性能优越。第一款产品是基于590模组的电芯设计，容量为115Ah电芯，能量密度达到245wh/kg，该产品是在通用化电芯尺寸基础上完成的，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120万公里超长使用寿命，将于2021年6月份推向市场；第二款是L6薄片无钴电芯，容量为226Ah,目前这款产品正与长城汽车一款高端车型做适配性开发，可实现880公里的超长续航，预计在2021年下半年推向市场。

　　杨红新透露，蜂巢能源无钴电池未来在整车的应用场景非常广泛。“除了国内市场外，我们还在积极拓展欧美高端市场，目前有两家欧洲客户正跟我们积极接触。”

　　有助于提升电动汽车综合性能

　　“在目前全球钴元素消耗中，一半左右用在锂电池上，包括车用锂电池和其它消费类电子。每部iPhone手机要用10g左右钴，而每辆特斯拉电动汽车要用约13.68kg。”杨红新表示，随着新能源汽车的迅猛发展，钴的需求量持续激增，如果不考虑回收，2026年钴将供不应求，有限的钴元素资源，无法支撑新能源汽车无限的发展空间。

　　资料显示，全球陆地钴的储量约为710 万吨，其中80%的钴分布在刚果（金）、澳大利亚和古巴等国。作为稀缺资源，钴价格从8万元/吨涨到最高60万元/吨。杨红新表示，行业对无钴期望极高，将有效降低动力电池成本。

　　钴是动力电池正极材料中的重要元素之一，不但可以稳定材料的层状结构，还可以提高材料的循环和倍率性能。电池无钴，如何保障电动汽车的安全和性能？

　　杨红新介绍称，无钴电池产品已通过国标和欧标的全部安全性测试，其安全性能优于目前的高镍三元电池。发布会测试视频显示，普通高镍三元电池在140℃高温静置结束半小时后起火，而无钴电芯在150℃高温静置结束半小时后未发生起火现象。

　　在杨红新看来，仅掌握无钴材料还不够，叠片设计工艺可使无钴电芯在能量密度方面再提升5%，循环寿命再提升10%。因此，此次蜂巢能源发布的无钴电池兼具高安全、高能量和高寿命的特点。数据显示，蜂巢能源无钴电池的循环寿命在DOD为92%时达2500个循环，优于高镍三元电池；同时，长续航性能支持单次充电可行驶880公里，为目前电动汽车行业已知量产车型中最高续航里程。

　　动力电池技术“百花齐放”

　　此前，业内对蜂巢能源的关注并不多。杨红新笑称，他们是“锂电新势力” 。据了解，蜂巢能源前身是长城汽车动力电池事业部，自2012年起开展电芯的预研工作，2018年独立为蜂巢能源，业务涉及下一代电池材料、电芯、模组、电池系统、BMS等的研发和制造。

　　原国家 863 电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬表示，蜂巢能源要在降成本工艺研究上，进一步挖掘潜力，使其接近磷酸铁锂，在无钴的情况下，把电压平台、能量密度和克容量拉高，来稀释镍材料的成本影响。“如果把成本、安全和寿命问题都解决了，无钴电池对行业影响会非常大。”

　　目前动力电池行业主要采用两种技术路线，一种是以镍钴锰、镍钴铝为主要材料的三元锂电池，其能量密度高、续航里程长，可满足车辆高能量要求；另一种是磷酸铁锂电池，其安全性好、成本低，但续航里程不尽人意。

　　随着技术的进步，动力电池产品持续创新攻关，行业已呈现“百花齐放”态势。今年三月，比亚迪正式推出磷酸铁锂“刀片电池”，其体积利用率相较于模组电池包提升了50%以上，续航里程达到高能量三元锂电池同等水平；宁德时代CTP技术也一直是业内关注的“黑科技”，不仅能应用于磷酸铁锂电池上，未来也可能应用于三元锂材料，其能量密度可以达到250wh/kg以上；固态电池的研发也在加快推进中。此外，特斯拉推迟到6月举行的“电池日”上会放什么“大招”，也备受行业关注。

　　业内人士认为，动力电池厂商的竞争已日趋白热化，但电池技术路线最终都指向了无钴化、更低成本和更高性能。动力电池的发展也将提升电动汽车产业市场化水平。