鏡頭掃過一片焦黃的土地，一群孩子正在泥土里忙活。
這并不是孩童們玩泥巴的的游戲，而是一份關(guān)系著一家人生存口糧手工采鈷的工作。他們只有開采到更多的鈷，才能換來一天的吃食，并且承擔(dān)著體內(nèi)鈷金屬超標(biāo)以至危害健康的風(fēng)險(xiǎn)。
這是此時(shí)此刻正在剛果金發(fā)生的實(shí)況寫照。即便因開采鈷而導(dǎo)致的雇傭童工、環(huán)境污染等問題受到國(guó)際的廣泛質(zhì)疑批評(píng)，但以礦業(yè)開采為經(jīng)濟(jì)支柱的剛果金也不得不沿用這一方法，如果停止使用人工，甚至還會(huì)遭到抗議。
這些被開采出來的鈷，首先會(huì)被送往工廠精煉，接受由電池生產(chǎn)商制成電池，最后被運(yùn)到汽車汽車工廠進(jìn)行組裝，最終為運(yùn)行在公路上的電動(dòng)車產(chǎn)品提供充足的動(dòng)力。
這套圍繞著鈷而形成的完整產(chǎn)業(yè)鏈條，如今牽動(dòng)著千萬人的利益。它不僅是剛果金人賴以生存的“原材料”，更是與之相關(guān)的資本市場(chǎng)風(fēng)向標(biāo)，更可能是決定著未來新能源產(chǎn)業(yè)走向的關(guān)鍵元素。
除了電池產(chǎn)業(yè)外，鈷還在制取合金、顏料、醫(yī)療、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。要知道，這個(gè)目前被廣泛應(yīng)用的稀有金屬，有著一段不為人知的魔幻故事。
地下“妖魔”
鈷在人類生活中的應(yīng)用，要追溯到現(xiàn)代科學(xué)對(duì)此進(jìn)行深入研究的一千多年前。
中國(guó)古代對(duì)鈷的應(yīng)用，最早可以見于唐三彩器中。彼時(shí)，鈷藍(lán)作為著色顏料十分名貴，只見于少量唐三彩之中，此類著鈷藍(lán)的唐三彩也被后世推崇備至，有“三彩掛藍(lán)，價(jià)值連城”的美譽(yù)。
隨著中國(guó)古代歷代瓷器藝術(shù)的精進(jìn)，鈷在瓷器中的應(yīng)用也越來越嫻熟，出現(xiàn)了被命名為“祭藍(lán)釉”的高溫藍(lán)釉品種。如今成為中國(guó)元素象征的青花瓷，也正是因?yàn)殁捲氐膽?yīng)用，而得以呈現(xiàn)出別樣的紋路圖案。
在鈷元素在古代中國(guó)被廣泛應(yīng)用于瓷器燒制中的同一時(shí)期，古羅馬和古希臘人曾用輝鈷礦來制作深藍(lán)色的玻璃。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，這種靚麗的深藍(lán)色是無法用輝鈷礦之外的東西來代替制作的。
鈷元素，就這樣以偶然的方式被廣泛應(yīng)用在中西方古代社會(huì)的生活中。直至一千多年后，現(xiàn)代科學(xué)的萌芽成熟，才讓人類真正掌握了鈷的奧秘。
鈷最早被作為科學(xué)研究的對(duì)象是在16世紀(jì)的歐洲。16世紀(jì)是地理大發(fā)現(xiàn)、殖民主義發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，同時(shí)也是科技走向初步發(fā)展，以及文藝進(jìn)步和教會(huì)權(quán)威逐漸衰弱的世紀(jì)。也正是在這樣的時(shí)代環(huán)境下，鈷元素終于剝離了偏見與誤解，成為現(xiàn)代科學(xué)邁進(jìn)的重要見證。
▲輝鈷礦
在鈷進(jìn)入科學(xué)家的視野之前，一個(gè)有趣的“誤會(huì)”推進(jìn)了科學(xué)家對(duì)鈷的研究。據(jù)傳，1733年夏天，德國(guó)薩克森州的某礦床開采中心，礦工們圍在礦井口，遲遲不愿下井。
困擾他們的正式礦井下一種幽藍(lán)發(fā)亮的石頭。據(jù)說，這種石頭里住著妖魔，一旦與之接觸便會(huì)染上疾病。因此，這些礦工遲遲不肯下井采礦。無奈之下，礦主只好暫停生產(chǎn)，并找了幾塊礦石寄給當(dāng)時(shí)德國(guó)礦物學(xué)家兼醫(yī)生阿格里科拉。
這個(gè)含鈷的藍(lán)色礦石輝鈷礦CoAsS也第一次被記載在文獻(xiàn)當(dāng)中，被稱為kobalt，德文愿意為妖魔。
之所以獲得如此稱謂，除了盛傳的“妖魔說”之外，還在于阿格里科拉也無法破解鈷的奧秘。20年后，瑞典化學(xué)家格·布朗特再次開始了對(duì)這種鈷礦的研究。
▲阿格里科拉像
他發(fā)現(xiàn)，把礦石加熱到500℃時(shí)，礦石中分離出一種具有光澤的灰色物質(zhì)。這種物質(zhì)常溫下不與水反應(yīng)，在潮濕的空氣也不會(huì)氧化。它很硬但很脆，加熱到約1200℃時(shí)，原有的磁性奇跡般消失了。
在當(dāng)時(shí)的科學(xué)認(rèn)知之下，任何金屬遇水都會(huì)氧化，因而格·布朗特認(rèn)為這種灰色物質(zhì)極有可能是一種新的化學(xué)元素。
他將“Kobald”轉(zhuǎn)化為“Cobalt”，意為“壞精靈”，元素符號(hào)為“Co”。又經(jīng)過一代科學(xué)家的探索，終于得到了純鈷，并確定了鈷是一種金屬元素的事實(shí)。
至此，也終于化解了47年前礦工們的恐懼。鈷被確定為對(duì)人體沒有顯著傷害，而是含鈷30%左右的輝鈷礦加熱后生成的硫或砷的化合物都有劇毒。
若干年后，接著西學(xué)東漸之風(fēng)，西方科學(xué)開始逐漸滲透到中國(guó)，西方對(duì)鈷的研究也借此傳到中國(guó)。清朝末年的科學(xué)家將“Co”譯為“鈷”，沿用至今。
現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，讓鈷的“才能”得到了最大限度的發(fā)揮。除了繼續(xù)在顏料上的應(yīng)用外，鈷的物理、化學(xué)性質(zhì)決定了它是生產(chǎn)耐熱合金、硬質(zhì)合金、防腐合金、磁性合金和各種鈷鹽的重要原料。
此外，鈷還被廣泛應(yīng)用于電池行業(yè)。1980年，電池之父首次將鈷應(yīng)用在了電池領(lǐng)域，該電池被稱之為鈷酸鋰電池。該電池有效解決此前電池的安全問題，被廣泛應(yīng)用在手機(jī)、電腦、充電寶甚至電動(dòng)汽車上。
自智能手機(jī)之后，新能源汽車在全球范圍內(nèi)的崛起，掀起了鈷的全球爭(zhēng)奪戰(zhàn)。電動(dòng)車對(duì)于含鈷電池日益增長(zhǎng)的需求與不斷消耗的少有存量，碰撞出不少有關(guān)于鈷的精彩故事。
“去鈷”運(yùn)動(dòng)
在故事開講之前，有兩個(gè)必須要交代的背景。其一，鈷雖然被在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，但卻是存量極少的稀有金屬。
一億年前一顆含鈷的小行星撞擊地球，在非洲地表上砸出一個(gè)盆地，形成了現(xiàn)在的剛果盆地。這顆行星的到來，讓一億年后的剛果金成為全球鈷資源的爭(zhēng)奪火力點(diǎn)。
目前全球鈷的總含量約700萬噸，其中二分之一的鈷都存在于剛果金境內(nèi)。幾乎可以如此論斷：誰掌握了剛果金鈷礦的開采權(quán)，誰便扼住了當(dāng)前電池技術(shù)的咽喉。
另外一個(gè)背景是，在世界范圍內(nèi)節(jié)能減排共識(shí)的達(dá)成，讓電動(dòng)化浪潮成為汽車行業(yè)的新風(fēng)潮。而電動(dòng)汽車的核心又聚焦在電池之上，鈷則是動(dòng)力電池的重要成分，且價(jià)格極為昂貴，約占整個(gè)動(dòng)力電池成本的10%。
基于鈷礦的奇缺與價(jià)格的昂貴，再加上鈷在剛果金開采的過程中往往會(huì)侵犯人權(quán)，目前動(dòng)力電池領(lǐng)域“去鈷化”成為行業(yè)研發(fā)的方向。
2020年開年不久，特斯拉便宣布將采用寧德時(shí)代的“無鈷”電池。這是特斯拉多年來“蓄謀已久”的一次合作。馬斯克早就宣稱，他們將在下一代電池中完全拋棄鈷，改變“帶血的電池”這一名聲。
如今，供應(yīng)特斯拉Model 3的電池鈷含量已經(jīng)下降至不到3%；松下也宣布了將研發(fā)無鈷車用級(jí)電池，并將三元鋰電池正極材料中的鈷含量減少到10%；IBM甚至提出，它已經(jīng)提出了一種新的電池技術(shù)，該技術(shù)使用從海水中提取的材料并且不需要鈷。
中國(guó)電池廠商比亞迪也宣布了將三元電池鎳鈷錳的比例調(diào)整至8:1:1，寶馬有望在2021年采用該配方比例的電池。此前 ，主流三元電池鎳鈷錳的配比是5:2:3，而后逐漸提高鎳的比例、減少鈷的用量，比例達(dá)到6:2:2或8:1:1。
有預(yù)計(jì)顯示，未來低鈷電池將占據(jù)電動(dòng)汽車電池總量的7%，到2030年這一比例將增長(zhǎng)至57%。
即便在各大車企和電池廠商、科技公司的圍剿之下，去鈷化運(yùn)動(dòng)依然進(jìn)展緩慢，原因在哪里？
在于目前技術(shù)之下，鈷在動(dòng)力電池中的不可替代性。一個(gè)有意思的現(xiàn)象是，松下雖然喊出了去鈷化的口號(hào)，但卻訂購(gòu)了3倍于此前鈷的用量。這從側(cè)面體現(xiàn)了鈷的不可替代性，有人甚至將其稱之為“新時(shí)代的石油”。
鈷是動(dòng)力電池的穩(wěn)定元素，鈷減少后，電池的生命周期也會(huì)縮短，安全性也隨之降低。這是目前811電池雖然有高續(xù)航而被詬病安全性差的原因所在。
那么問題來了，寧德時(shí)代提供給特斯拉的“無鈷”電池，是如何做到的呢？真相只有一個(gè)，寧德時(shí)代提供給特斯拉的“無鈷”電池，并非三元鋰電池系列，而是其主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手磷酸鐵鋰電池。
那么，新型的無鈷電池究竟什么時(shí)候到來呢？從工程的角度來看，解決無鈷化電池的安全問題和生命周期問題是非常具有挑戰(zhàn)性的?；鶞?zhǔn)礦物情報(bào)公司分析師羅爾斯稱，當(dāng)前的NCA（鎳、鈷、鋁）技術(shù)還將在未來10年內(nèi)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
從技術(shù)角度講，在鎳鈷錳的比例為8:1:1時(shí)，電池300瓦時(shí)/公斤的能量密度已經(jīng)達(dá)到‘天花板’，這個(gè)‘天花板’可能未來十年都無法突破。杉杉股份有限公司副總裁孫曉東曾表示。
目前動(dòng)力電池行業(yè)還對(duì)鈷保持著巨大的需求。根據(jù)SMM全球鈷供需平衡表，2019年全球鈷供應(yīng)16.34萬噸，2020年受估計(jì)低迷影響，供應(yīng)約為16.33萬噸，需求15.51萬噸，供過于求0.82萬噸。
因此，這波再度掀起于2020年年初的“去鈷化”浪潮，在沒有實(shí)質(zhì)性技術(shù)革新的情況下，或許只是一次喊出技術(shù)趨勢(shì)的口號(hào)，更像是主導(dǎo)輕鈷而重磷酸鐵鋰的一次資本化運(yùn)作。
目前來看，鈷的價(jià)值不可被低估，而這一優(yōu)勢(shì)能保持多久，尚無法做出論斷。在歷史長(zhǎng)河中被人類運(yùn)用了2000年的鈷，未來又將如何漂泊？
