作者 | 程瀟熠
編輯 | 吳巖
日前，雷諾汽車高級(jí)副總裁吉爾斯·諾曼德（Gilles Normand）公開表示，到2025年，雷諾旗下電動(dòng)汽車可能會(huì)使用鈷含量為零的固態(tài)電池。
據(jù)英國媒體Driving Electric報(bào)道，新一代的固態(tài)電池產(chǎn)品將由電池公司Ionic Materials提供技術(shù)支持。雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟在2018年曾向該電池公司投資6500萬美元（約合人民幣4.64億元人民幣），以開發(fā)電池新技術(shù)。據(jù)Ionic Materials官網(wǎng)消息，該公司將在美國密歇根州Romulus電池工廠制作固態(tài)電池，并擬于今年年底前進(jìn)行OEM測(cè)試。
早在2018年初，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟設(shè)立10億美元風(fēng)投基金，其首個(gè)投資即為Ionic Materials公司的無鈷固態(tài)電池研發(fā)。同年3月，豐田及雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟分別表示，擬在2022年至2025年間推出搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車。隨后，大眾也在7月宣布將于2025年前生產(chǎn)固態(tài)電池。2019年，天際汽車、蔚來汽車及愛馳汽車等造車新勢(shì)力陸續(xù)與輝能固態(tài)電池達(dá)成合作，以盡快完成固態(tài)電池搭載。
固態(tài)電池已成為業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的下一代電池技術(shù)，但技術(shù)困難和成本高企，仍然是橫亙?cè)谠摷夹g(shù)落地面前的，一道尚未跨過的門檻。
“固態(tài)電池取代液態(tài)電池是大勢(shì)所趨”
今年上半年，包括特斯拉、蔚來在內(nèi)的多家電動(dòng)車企業(yè)接連發(fā)生“自燃”事件，再次點(diǎn)燃了人們對(duì)電動(dòng)車安全性的擔(dān)憂。
新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟8月公布的《新能源汽車國家監(jiān)管平臺(tái)大數(shù)據(jù)安全監(jiān)管成果報(bào)告》顯示，自5月起，新能源汽車國家監(jiān)管平臺(tái)共發(fā)現(xiàn)79起安全事故，58%的車輛起火原因是電池問題，86%的涉事車輛使用三元鋰電池。就在最近，美國國家公路交通安全管理局對(duì)特斯拉展開調(diào)查，原因是Model S和Model X電池組可能存在缺陷，并可能導(dǎo)致“非碰撞性火災(zāi)”。
歷經(jīng)10年發(fā)展，電池安全這道殘酷的紅線，依然考驗(yàn)著市場(chǎng)和消費(fèi)者的信心。
輝能科技創(chuàng)始人、CEO楊思枏曾公開表示，新能源汽車頻繁起火，已經(jīng)讓很多車企意識(shí)到液態(tài)電池的安全性問題。他表示，與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池更為安全穩(wěn)定，固態(tài)電解質(zhì)更耐高溫、不存在漏液等問題，電池出現(xiàn)損壞后不易爆炸起火。此外，固態(tài)電池還有循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、回收方便、可快速充電、與電極材料相容性好、耐潮濕環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。
一位固態(tài)電池從業(yè)人士對(duì)未來汽車日?qǐng)?bào)（ID：auto-time）表示，固態(tài)電池還節(jié)省了液態(tài)電池所需的保護(hù)機(jī)構(gòu)材料，從而能實(shí)現(xiàn)降低對(duì)車企的電池管理技術(shù)要求。“固態(tài)電池相較液態(tài)電池也更易回收，液態(tài)電池需要分正負(fù)極、分元素回收，但因有電解液中和，很難把不同元素分開，固態(tài)電池本來就有隔離層分層，所以回收技術(shù)門檻較低?！鄙鲜龉虘B(tài)電池從業(yè)人士表示。
在楊思枏看來，“未來固態(tài)電池取代液態(tài)電池成為主流乃是大勢(shì)所趨。”
但目前，固態(tài)電池的技術(shù)仍不成熟。一位電池資深從業(yè)者向未來汽車日?qǐng)?bào)表示，目前有些日企尚處于選材料階段，“原則上講固態(tài)電池從選好材料到真正量產(chǎn)，可能需要10年以上時(shí)間”。
“現(xiàn)在還沒有能夠達(dá)到車輛可使用的全固態(tài)電池。”清華大學(xué)電池安全實(shí)驗(yàn)室主任馮旭寧在日前接受第一電動(dòng)采訪時(shí)表示，但是中國和日本在全固態(tài)電池研發(fā)方面都是走在世界前列的，也最有希望率先做出能量產(chǎn)的全固態(tài)電池。
“做無鈷固態(tài)電池是為了降低成本”
要想實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)和廣泛使用，如何降低成本成為必須解決的一道難題。
未來汽車日?qǐng)?bào)根據(jù)公開資料了解到，目前固態(tài)電池仍存在電解質(zhì)材料、電極材料研究及界面高阻抗問題。具備良好性能的材料成本高昂（如薄膜固態(tài)電解質(zhì)），而成本可接受的材料導(dǎo)電度與穩(wěn)定性卻表現(xiàn)不佳（如固體聚合物固態(tài)電解質(zhì)）。因此，目前固態(tài)電池仍面臨著技術(shù)突破與成本控制的雙重難題。
鈷是目前鋰離子電池中必需的貴金屬。據(jù)上海有色網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，今年8月和9月，電解鈷價(jià)格上漲33%至每噸29萬元，價(jià)格十分高昂。據(jù)美國地質(zhì)勘探局統(tǒng)計(jì)，自2000年來，全球鈷產(chǎn)量翻了兩番，達(dá)年產(chǎn)12.3萬噸。蘇格蘭咨詢公司伍德-麥肯茲則預(yù)測(cè)，因電動(dòng)汽車發(fā)展，到2025年，鈷的需求量預(yù)計(jì)將達(dá)20萬噸。
“做無鈷的固態(tài)電池主要是為降低成本?！鄙鲜鲭姵刭Y深從業(yè)者向未來汽車日?qǐng)?bào)表示，隨著新能源車數(shù)量的增多，鈷的供應(yīng)問題會(huì)越來越嚴(yán)重，其產(chǎn)能或?qū)⒊蔀橹萍s電動(dòng)車發(fā)展的主要瓶頸之一。
因此，無鈷電池研究逐漸成為各大電池制造商的重要課題。
2018年，特斯拉CEO埃隆·馬斯克曾在Twitter中稱，要將特斯拉的鈷使用量將從目前的3％降至0％。同年6月，松下宣布正在開發(fā)無鈷電動(dòng)汽車電池，并計(jì)劃在2-3年內(nèi)將大規(guī)模生產(chǎn)的電池鈷含量降低一半，但至今仍未有產(chǎn)品發(fā)布。今年7月9日，長(zhǎng)城汽車旗下蜂巢能源首發(fā)無鈷材料電池，預(yù)計(jì)將在年底前完成材料開發(fā)，到2020年第四季度實(shí)現(xiàn)無鈷電芯的SOP（標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序）。
“無鈷電池的研發(fā)要以保證安全和質(zhì)量為前提，配方比例的改變會(huì)帶來一定的挑戰(zhàn)?！彪姵仡I(lǐng)域?qū)＜也車鴳c在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)表示，當(dāng)前來看，高鎳低鈷是主要發(fā)展方向，但短期內(nèi)無鈷電池仍難成為主流。
包括雷諾在內(nèi)的主流車企和電池企業(yè)爭(zhēng)相布局固態(tài)電池，并不令人意外。今年上半年，雷諾集團(tuán)在整體銷量同比下降6.7%的情況下，電動(dòng)車銷量則增長(zhǎng)40%至3萬輛，可見之后電動(dòng)車將成為雷諾的一大發(fā)展重心。這意味著，無鈷電池仍有技術(shù)難點(diǎn)尚未突破，但逐步消除對(duì)鈷依賴成為行業(yè)共識(shí)。
無論這條路有多艱難，對(duì)于雷諾而言，未來采用無鈷固態(tài)電池，將是降低成本，避開資源制約的必經(jīng)之路。
