“如果把成本、安全和壽命問題都解決了，無鈷電池對(duì)行業(yè)的影響會(huì)非常大?！?
5月18日，蜂巢能源在線發(fā)布了兩款動(dòng)力電池產(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(dòng)力電池廠商。
“含鈷比例一直在降低，從最早的鈷酸鋰中的59%，到目前應(yīng)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。鋰電池行業(yè)迎來一個(gè)全新的品類——無鈷電池?！?蜂巢能源總裁楊紅新在發(fā)布會(huì)上介紹，蜂巢能源無鈷電池已達(dá)到量產(chǎn)條件，將實(shí)現(xiàn)整車?yán)m(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(jià)高量少，占據(jù)了動(dòng)力電池正極材料30%的成本。因此，低鈷、無鈷一直是動(dòng)力電池車廠商研發(fā)的重點(diǎn)。
主流企業(yè)密集研發(fā)
事實(shí)上，無鈷材料并非是蜂巢能源的獨(dú)創(chuàng)，在無鈷材料的開發(fā)道路上，科學(xué)家們已經(jīng)持續(xù)走了20年，主流動(dòng)力電池廠商，如LG化學(xué)、松下電池、寧德時(shí)代都在進(jìn)行低鈷和無鈷研發(fā)。
在寧德時(shí)代日前召開的2019年業(yè)績(jī)說明會(huì)上，董事長曾毓群透露，寧德時(shí)代有自己的無鈷電池技術(shù)儲(chǔ)備，目前研發(fā)進(jìn)展順利，“因?yàn)槭且粋€(gè)全新的、顛覆性的產(chǎn)品”，目前正想辦法完善供應(yīng)鏈。此前特斯拉CEO馬斯克也曾多次提到降低動(dòng)力電池中鈷的比例，爭(zhēng)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(guān)注可量產(chǎn)性?！睏罴t新坦言，無鈷化要解決鎳鋰混排、循環(huán)性能等問題?！胺涑材茉赐ㄟ^陽離子摻雜技術(shù)、單晶技術(shù)和納米網(wǎng)絡(luò)化包覆三大‘黑科技’解決了上述問題。材料開發(fā)成功后，電芯層面還要進(jìn)行整個(gè)體系開發(fā)，通過對(duì)電解液、負(fù)極材料以及其它輔助材料添加劑的設(shè)計(jì)優(yōu)化，不斷驗(yàn)證，突破這些技術(shù)瓶頸，使體系成熟、定型，達(dá)到量產(chǎn)條件?！?
官方信息顯示，蜂巢能源此次發(fā)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(shè)計(jì)，容量為115Ah電芯，能量密度達(dá)到245wh/kg，該產(chǎn)品是在通用化電芯尺寸基礎(chǔ)上完成的，能夠搭載到目前大部分新的純電平臺(tái)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6月份推向市場(chǎng)；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(shí)現(xiàn)880公里的超長續(xù)航，預(yù)計(jì)在2021年下半年推向市場(chǎng)。
楊紅新透露，蜂巢能源無鈷電池未來在整車的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛?！俺藝鴥?nèi)市場(chǎng)外，我們還在積極拓展歐美高端市場(chǎng)，目前有兩家歐洲客戶正跟我們積極接觸?！?
有助于提升電動(dòng)汽車綜合性能
“在目前全球鈷元素消耗中，一半左右用在鋰電池上，包括車用鋰電池和其它消費(fèi)類電子。每部iPhone手機(jī)要用10g左右鈷，而每輛特斯拉電動(dòng)汽車要用約13.68kg?！睏罴t新表示，隨著新能源汽車的迅猛發(fā)展，鈷的需求量持續(xù)激增，如果不考慮回收，2026年鈷將供不應(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。
資料顯示，全球陸地鈷的儲(chǔ)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(jià)格從8萬元/噸漲到最高60萬元/噸。楊紅新表示，行業(yè)對(duì)無鈷期望極高，將有效降低動(dòng)力電池成本。
鈷是動(dòng)力電池正極材料中的重要元素之一，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?zé)o鈷，如何保障電動(dòng)汽車的安全和性能？
楊紅新介紹稱，無鈷電池產(chǎn)品已通過國標(biāo)和歐標(biāo)的全部安全性測(cè)試，其安全性能優(yōu)于目前的高鎳三元電池。發(fā)布會(huì)測(cè)試視頻顯示，普通高鎳三元電池在140℃高溫靜置結(jié)束半小時(shí)后起火，而無鈷電芯在150℃高溫靜置結(jié)束半小時(shí)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(shè)計(jì)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，此次蜂巢能源發(fā)布的無鈷電池兼具高安全、高能量和高壽命的特點(diǎn)。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(shí)達(dá)2500個(gè)循環(huán)，優(yōu)于高鎳三元電池；同時(shí)，長續(xù)航性能支持單次充電可行駛880公里，為目前電動(dòng)汽車行業(yè)已知量產(chǎn)車型中最高續(xù)航里程。
動(dòng)力電池技術(shù)“百花齊放”
此前，業(yè)內(nèi)對(duì)蜂巢能源的關(guān)注并不多。楊紅新笑稱，他們是“鋰電新勢(shì)力” 。據(jù)了解，蜂巢能源前身是長城汽車動(dòng)力電池事業(yè)部，自2012年起開展電芯的預(yù)研工作，2018年獨(dú)立為蜂巢能源，業(yè)務(wù)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(dòng)車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬表示，蜂巢能源要在降成本工藝研究上，進(jìn)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(tái)、能量密度和克容量拉高，來稀釋鎳材料的成本影響?！叭绻殉杀?、安全和壽命問題都解決了，無鈷電池對(duì)行業(yè)影響會(huì)非常大?！?
目前動(dòng)力電池行業(yè)主要采用兩種技術(shù)路線，一種是以鎳鈷錳、鎳鈷鋁為主要材料的三元鋰電池，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(jìn)步，動(dòng)力電池產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新攻關(guān)，行業(yè)已呈現(xiàn)“百花齊放”態(tài)勢(shì)。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包提升了50%以上，續(xù)航里程達(dá)到高能量三元鋰電池同等水平；寧德時(shí)代CTP技術(shù)也一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的“黑科技”，不僅能應(yīng)用于磷酸鐵鋰電池上，未來也可能應(yīng)用于三元鋰材料，其能量密度可以達(dá)到250wh/kg以上；固態(tài)電池的研發(fā)也在加快推進(jìn)中。此外，特斯拉推遲到6月舉行的“電池日”上會(huì)放什么“大招”，也備受行業(yè)關(guān)注。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，動(dòng)力電池廠商的競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)力電池的發(fā)展也將提升電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化水平。
