前段時間，特斯拉大肆宣傳準備走無鈷路線。作為明星流量企業(yè)的特斯拉此舉對市場帶來了很大的影響。然而事實似乎并非如此，6月16日，有媒體爆出消息稱特斯拉從Glencore購買鈷，交易量可能高達每年6000噸。
特斯拉此前一直使用松下提供的三元電池（NCA），其中含有鈷元素，為此，在去年的特斯拉財報電話會議上，有分析師向馬斯克提到鈷等稀有金屬大宗商品價格劇烈變動將影響特斯拉的前景。馬斯克當時對此的回應是：可以把鈷的使用量降到零。自此以后，特斯拉將推出無鈷電池的概念誕生了。
三元電池去鈷，可行嗎？
2019年5月份，特斯拉宣布完成對Maxwell的收購，Maxwell是全球著名的超級電容制造商，特斯拉收購Maxwell并不想用超級電容代替鋰電池，而是看中了生產(chǎn)超級電容的干法技術(shù)。一位業(yè)內(nèi)資深專家告訴《中國汽車報》記者，相比于傳統(tǒng)鋰電池生產(chǎn)方法，使用干電極技術(shù)有諸多的好處。
2月3日，寧德時代(165.000, 0.00, 0.00%)發(fā)布公告稱，公司擬與特斯拉及特斯拉（上海）有限公司簽訂協(xié)議。協(xié)議中約定，寧德時代將向特斯拉供應鋰離子動力電池產(chǎn)品。坊間一直傳言，寧德時代將向特斯拉提供磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池中不含有鈷元素，一些人自然把特斯拉上海工廠的Model 3將使用磷酸鐵鋰電池與無鈷電池概念聯(lián)系在一起。
超級電容不含鈷，磷酸鐵鋰電池不含鈷，無鈷電池的概念推出后，經(jīng)過一段時間的炒作，概念似乎得到了強化。據(jù)金投網(wǎng)信息顯示，2019年05月05日，電解鈷 ≥99.8%，價格為263000-278000元/噸。2020年05月20日，電解鈷 ≥99.8%，價格為245000元/噸，大約一年時間，鈷價格降低了18000-33000元/噸。
如果按照特斯拉與Glencore每年6000噸交易量來估算，特斯拉可以省下約1500-2800萬美元（折合人民幣1.08-1.98億元）。特斯拉與Glencore沒有公布協(xié)議細節(jié)，雙方約定的價格沒有對外公布，我們只能根據(jù)公開資料推算?？傊?，鈷價下跌后，特斯拉可以節(jié)省一大筆錢購買鈷金屬。
三元電池去鈷，可行嗎？曾有專家接受采訪時稱，從理論上看，三元材料的無鈷化可以實現(xiàn)。無鈷化后，材料的組分會發(fā)生很大改變，正極材料也許會變成二元或四元材料，但基本結(jié)構(gòu)仍然不變。二元材料指的是鎳錳酸鋰，四元材料指鎳鈷錳鋁（NCMA）聚合物。
真鋰研究總裁墨柯在接受采訪時認為，目前三元去鈷還到不了實用階段，松下、LG化學等電池巨頭也仍無法做到“去鈷實用”。
在特斯拉宣布完成對Maxwell的收購時，記者曾采訪業(yè)內(nèi)多位專家。超級電容產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中車新能源總經(jīng)理陳勝軍告訴記者，超級電容不受鋰、鈷、鎳等貴金屬資源限制，主要原材料是活性炭，這種物質(zhì)主要來源于椰殼等自然界生物質(zhì)通過活化制成。
收購Maxwell為了干法技術(shù)
特斯拉收購Maxwell看中了干法技術(shù)，陳勝軍說：“干法工藝可以顯著增加極片活性物質(zhì)的負載量，從而有效提升儲能器件能量密度?！?據(jù)Tesla評估，該工藝如果應用于鋰離子電池，在現(xiàn)有體系條件下可將鋰離子電池能量密度提升10%-30%以上。
鋰電池充放電過程中，從正極脫嵌的鋰離子，并沒有100%在放電時回到正極，如果可以從正極材料外再尋找到一個鋰源，保證正極脫嵌的鋰離子不會浪費于化成過程，最終就可以提高全電池容量。這個提供外界鋰源的過程，就是預鋰化。預鋰化對于提高動力電池的能量密度和循環(huán)壽命有著重要意義。傳統(tǒng)濕法工藝需要使用大量的有機溶劑，很難實現(xiàn)預鋰化。干法技術(shù)在整個制備過程沒有溶劑參與，因此，在原材料混合階段就可以添加金屬鋰。
干法技術(shù)還有很多好處，不僅帶來鋰電池性能提升，還能大幅度降低成本。與傳統(tǒng)工藝相比，干法技術(shù)省卻了涂覆過程中的溶劑添加、干燥蒸發(fā)、二次輥壓等工序，成本自然大幅度降低，另外，電極切條分邊后，未與集流體涂覆的材料仍然可以再次輥壓利用。而傳統(tǒng)濕法不能如此重復利用。
在生產(chǎn)過程中，流水線必須將PTFE（聚四氟乙烯）纖維化，使活性物質(zhì)與纖維化的PTFE（聚四氟乙烯）形成網(wǎng)絡交聯(lián)結(jié)構(gòu)，這是成膜前預處理的難點之一。在連續(xù)的擠出輥壓過程中，預處理后的活性材料仍然是粉體材料，使粉體材料能夠形成均勻一致的片狀材料，仍然是整個工藝流程中的又一個難點。
成型的片狀材料必須機械強度高，只有這樣才能保證整個工藝流程的連續(xù)生產(chǎn)，片狀材料還必須表面光亮，這樣才能保證均勻性、一致性較好。
特斯拉上馬鋰電池項目已是箭在弦上，不得不發(fā)，特斯拉上馬的鋰電池項目不是磷酸鐵鋰，早前就有報道是三元電池。然而，時間不等人，特斯拉不能等到干法技術(shù)真正取得突破才生產(chǎn)鋰電池，及早訂購鈷可以保證自己在未來不處于被動地位。
來源：中國汽車報網(wǎng) · 萬仁美，由阿基米德先進技術(shù)網(wǎng)編輯整理發(fā)布
