无钴电池产业化瓶颈在哪？

特斯拉的“无钴电池”引发了全行业的猜想。

事实上，无钴电池并不是新名词。在三元锂离子电池规模应用乘用车，并不断朝高镍化发展时，行业对无钴电池的深入研究就早已启动。

高工锂电获悉，无钴电池重要指高镍三元无钴电池，具体是镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料锂离子电池，用掺杂、包覆等方式，变成三元低钴或者由镍钴锰转成镍X锰或者镍XY。

高镍三元无钴电池和按镍钴锰或镍钴铝三种元素含量划分的333、532、622、811等电池相比，差异就是钴含量的高低。

当然高镍三元无钴电池，并不是真的不含钴，而是含量很低，不会因为钴含量失去成本优势。

关于三元高镍无钴电池研究，据高工锂电了解，国内镍含量最高可达93%，钴含量最低到4%。日韩电池公司的三元高镍无钴电池技术相对更靠前一些，其钴含量更低，但并没有做到完全无钴化。

以三元高镍体系为主的大前提下，有松下、LG、宁德时代、比亚迪、中航锂电、蜂巢能源等动力锂离子电池公司，都在将低钴及无钴化电池作为下一代动力锂离子电池的研发方向。

目前市场量产的高镍三元无钴电池，大部分以宁德时代的NCM811电池为主，其钴含量在8%-10%之内。

预计三到五年内，钴含量会继续降到5%左右，然而钴是影响电池倍率等性能的关键，接下来再无钴化，难度将新增，要有一定的技术突破才行。

去年，蜂巢能源就表示，其研发的无钴电池材料，性能可以达到NCM811同等水平，并且整体成本会降5%-10%，电芯BOM成本可以降低约5%，且原材料不受战略资源影响。预计2020年第三季度将实现无钴电芯的SOP。

无钴化关键技术有两个。一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素，减弱电子超交换的现象，降低Li/Ni混排，提高电性能；二是掺杂M-O键能大的元素，减缓晶体在充放电过程的体积变化，稳定结构，提高循环寿命和安全性。

尽管存在难度，但高镍三元电池朝无钴化前进，是产业未来发展趋势。

一方面无钴可以大幅度降低电池材料成本。另一方面高镍三元电池的体积和重量能量密度高，能满足新能源汽车对电池性能越来越高的要求。

从产业化角度来看，高镍三元无钴电池面对的问题重要是材料研发和电池制造以及配套使用体系。

材料研发上，跟传统的三元正极523、622、811相比，高镍无钴锂离子电池的安全性、充电倍率，循环次数方面，材料提升难度大。

电池制造上，除了技术实现上存在现实瓶颈，成本优势短时间内也并不明显。

因此，能否真正成为市场主流，眼下来看，得看头部电池公司未来的推动情况。