锂电池制造商押宝无钴技术

金属钴正在成为影响未来动力锂离子电池发展的关键原材料。

随着新能源汽车补贴逐年退坡，公司在追求电池高能量密度以保证较高补贴的同时，还使出“浑身解数”降低电池生产成本，以保持在市场上的优势。其中，不断降低钴的用量成为不少公司的选择。

（文丨本报实习记者董梓童）

争相布局无钴电池

五月十一日，宁德时代董事长曾毓群在公司2019年网上业绩说明会上公开表示：“公司有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想办法搞好供应链。这是一个全新的、颠覆性的产品。”

早在今年二月，路透社就曾报道，特斯拉与宁德时代商讨在我国厂使用无钴的磷酸铁锂离子电池事宜。若顺利执行，该款磷酸铁锂离子电池将首次被用于特斯拉在我国生产Model3车型。

会上，曾毓群也承认了这一事实。他说：“公司与特斯拉的技术团队很早就有沟通对接，供货时间大概在今年下半年。我们在磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池方面都有先进的产品，供货不限于磷酸铁锂离子电池或三元锂离子电池，具体供货产品取决于市场需求。”

钴是动力锂离子电池生产制造的关键原料，价格昂贵。目前钴价维持在25万元/吨左右，且呈上升趋势。为降低动力锂离子电池成本，研发无钴电池成为公司发展的重要推手。领先于宁德时代，已有公司推出了相关产品。

2019年七月，长城汽车旗下子公司蜂巢能源公布无钴材料的电芯产品。无钴材料性能可以达到三元锂离子电池811型同等水平，材料成本降低5%-15%，电芯成本可降低约5%。

同时，松下、LG、中航锂电等都将无钴电池技术作为研发方向之一。2019年底，IBM表示，旗下实验室研发的无钴电池获得突破性进展，已找到其他金属材料代替钴。为加速商业化，目前已与产业链上下游达成合作。

尚未实现规模化商业化

宁德时代并未透露公司无钴电池的具体技术路线。但在市场看来，不管是宁德时代，还是其他电池公司，要想实现无钴电池商业化、规模化生产和销售，还有很长一段路要走。

目前，已知可行的无钴电池技术方法包括：使用其他金属代替钴、精细调控高镍材料组分等。在电池高镍化趋势渐明的背景下，不断提升镍含量，同时降低钴含量成为多数电池公司的选择。

经过近几年的发展，三元锂离子电池中镍、钴、锰的比例已经从最开始的1:1:1，发展到3:3:3，再到5:2:3，直至目前的8:1:1。钴、锰用量一直在降低。811型电池钴含量大约在10%左右。甚至有产品的镍含量可以达到93%，钴含量在3%左右。

虽然此类电池具有更高的能量密度，更低的成本，以及更轻的重量，但是其稳定性和安全性也大打折扣。

据了解，钴有稳定材料结构的用途，是电池不可或缺的关键原料。钴的含量越高越能有效减少阳离子混排，降低材料阻抗值，提高材料电子电导率，改善倍率性能，降低电芯内阻。而目前无钴电池技术仍未完全成熟，一旦温度过高，容易引起燃烧。

业内人士称，截至目前，国内三元锂离子电池公司尚未实现无钴电池的规模化生产和销售。然而，有分析机构认为，现今高镍低钴电池可以说已经在客观上实现相对“无钴”。如此看来，现阶段，电池公司还无法完全抛弃这个奢侈的金属原材料。

平衡能量密度和安全性

有关动力锂离子电池而言，市场上的需求重要体现在高能量密度和安全性上，兼顾两者才是赢家。无钴的磷酸铁锂离子电池安全性更强但能量密度相对稍低，低钴的三元锂离子电池能量密度优势明显但稳定性稍差。

在所有技术路线中，业内认为能兼顾两者的，是被称之为下一代动力锂离子电池解决方法的固态电池。固态电池具有不可燃、不腐蚀、不挥发、不漏液等优势，安全性高。同时，固态电池使用金属锂做负极，匹配高电压正极材料，可进一步提升能量密度。全球范围内有超20家公司表示拟布局或已经涉及固态电池技术的开发。

值得注意的是，不只磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池可以选择无钴路线，无钴化也是固态电池的技术方向。2019年十月，雷诺汽车高级副总裁GillesNormand公开表示，到2025年，公司旗下新能源汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。但目前受技术及成本制约，无钴固态电池也还未跨过规模化生产的门槛。

此外，特斯拉无钴电池技术路线也让市场充满好奇。兴业证券预计，除了上述提及的与宁德时代合作开发的无钴磷酸铁锂离子电池外，还包括特斯拉子公司Maxwell自主研发的“新型高镍正极+预锂化负极+干电池技术+超级电容”无钴锂离子电池。

无钴电池技术商业化竞争的序幕已经拉开。