谁在踏实干事？揭开无钴电池争议背后的真相

近来，动力锂离子电池圈很热闹，CTP技术、刀片电池等不断闪亮登场。不过，这几项技术集中于应用层面的改进，动力锂离子电池根本性的革新还在于自身材料体系的变化。而无钴电池的概念一经推出，立即引起了大家广泛的兴趣，假如这一概念落地，便是真正的根本性革新。

在我国，把无钴电池炒成热点的是特斯拉，后来，蜂巢能源举办了一场无钴电池公布会，再次吸引了众多目光。然而，近日的一则消息让人们对无钴电池又出现了不少疑问，甚至是争议。六月十六日，有媒体爆料称特斯拉从Glencore公司购买钴，交易量可能高达每年6000吨。既然特斯拉将制造无钴电池，又为何购买这么多钴材料？此前宣传的无钴电池难道是噱头？那么，蜂巢能源的无钴电池又是否能够真的落地？

■特斯拉的无钴电池是噱头？

一直以来，特斯拉使用的都是松下供应的三元电池（NCA），其中含有钴元素。在去年的特斯拉财报电话会议上，有分析师向特斯拉创始人、首席执行官马斯克提到，钴等稀有金属价格剧烈变动将影响特斯拉的前景。马斯克当时对此的回应是：可以把钴的使用量降到零。自从那以后，特斯拉将推出无钴电池的概念诞生了，这条信息经过媒体的传播不断得到强化。

2019年五月，特斯拉宣布完成对Maxwell的收购。Maxwell是全球著名的超级电容制造商，在业界看来，特斯拉收购Maxwell并不想用超级电容代替锂离子电池，而是看中了生产超级电容的干法技术。

超级电容产业联盟理事长、中车新能源总经理陈胜军告诉《我国汽车报》记者，相比于传统锂离子电池生产方法，使用干电极技术有诸多好处，超级电容不受锂、钴、镍等贵金属资源限制，重要原材料是活性炭，这种物质重要来源于椰壳等自然界生物质通过活化制成。陈胜军还说：“干法工艺可以显著新增极片活性物质的负载量，从而有效提升储能器件能量密度。”

马斯克在财报电话会议上说“可以把钴的使用量降到零”，或许是想通过干法技术摆脱钴元素的束缚。据特斯拉评估，该工艺假如应用于锂离子电池，在现有体系条件下可将锂离子电池能量密度提升10％～30％以上。既不使用钴元素，又能提升电池性能，这是一件两全其美的事情。

事实上，锂离子电池充放电过程中，从正极脱嵌的锂离子，并没有100％在放电时回到正极，假如可以从正极材料外再寻找到一个锂源，保证正极脱嵌的锂离子不会浪费于化成过程，最终就可以提高电池容量。这个供应外界锂源的过程，就是预锂化。预锂化有关提高动力锂离子电池的能量密度和循环寿命有着重要意义。传统湿法工艺要使用大量的有机溶剂，很难实现预锂化。干法工艺在整个制备过程中没有溶剂参与，因此，在原材料混合阶段就可以添加金属锂。

特斯拉在动力锂离子电池领域的动作不止于收购Maxwell。二月三日，宁德时代公布通告称，公司拟与特斯拉及特斯拉（上海）有限公司签订协议。协议中约定，宁德时代将向特斯拉供应锂离子动力锂离子电池产品。坊间一直传言，宁德时代将向特斯拉供应磷酸铁锂离子电池。磷酸铁锂离子电池中不含有钴元素，有些人又很自然地把特斯拉上海厂的Model3将使用磷酸铁锂离子电池与无钴电池概念联系在一起。

然而，六月十六日，有媒体爆出消息称特斯拉从Glencore购买钴，交易量可能高达每年6000吨。特斯拉要推无钴电池，但却又大量购买金属钴，难道特斯拉的无钴电池是噱头？

■特斯拉或许另有所图

“特斯拉收购Maxwell确实想利用超级电容的干法技术提高锂离子电池的性能”，宝晟（苏州）能源科技有限公司总经理郜明文说，“但这项技术的运用并不是那么容易。”

超级电容的干法技术不仅可以预锂化，还能带来其他很多好处。与传统工艺相比，干法技术省却了涂覆过程中的溶剂添加、干燥蒸发、二次辊压等工序，成本自然大幅度降低，另外，电极切条分边后，未与集流体涂覆的材料仍然可以再次辊压利用，这就减少了材料浪费，提高了材料的利用率，而传统湿法不能如此重复利用。

在干法技术的生产过程中，流水线必须将PTFE（聚四氟乙烯）纤维化，使活性物质与纤维化的PTFE形成网络交联结构，这是成膜前预处理的难点之一。在持续的挤出辊压过程中，预处理后的活性材料仍然是粉体材料，使粉体材料能够形成均匀一致的片状材料，是整个工艺流程中的又一个难点。成型的片状材料机械强度必须高，只有这样才能保证整个工艺流程的持续生产，片状材料还必须表面光亮，这样才能保证均匀性、一致性较好。

特斯拉收购Maxwell已有一年多的时间，估计用干法技术尝试过生产锂离子电池，或许试验结果不是那么理想，或许达不到量产电池的要求。但与此同时，特斯拉上马锂离子电池（三元电池）项目已是箭在弦上，不得不发。时间不等人，特斯拉不能等到干法技术真正取得突破才生产锂离子电池，及早订购钴可以保证自己在未来不处于被动地位，这或许是特斯拉大规模购买金属钴的原因所在。

另外，值得注意的是，自从特斯拉传出无钴电池概念之后，金属钴的价格被打压下去。据金投网信息显示，2019年五月五日，电解钴≥99.8％，价格为263000～278000元/吨。2020年五月二十日，电解钴≥99.8％，价格为245000元/吨，大约一年时间，钴价格降低了18000～3000元/吨。假如按照特斯拉与Glencore每年6000吨交易量来估算，特斯拉每年可以省下1.08亿～1.98亿元。这也是很值得玩味的地方。

■蜂巢能源的无钴电池正待接受市场考验

有业内专家告诉《我国汽车报》记者，从动力锂离子电池剔除钴元素，理论上讲可行，但实际上做不到。无钴化后，材料的组分会发生很大改变，正极材料也许会变成二元或四元材料，但基本结构仍然不变。二元材料指的是镍锰酸锂，四元材料指镍钴锰铝（NCMA）聚合物。

真锂研究总裁墨柯在接受采访时也认为，目前三元去钴还到不了实用阶段，松下、LG化学等电池巨头还做不到“去钴实用”。

无钴电池难住了特斯拉，那么蜂巢能源开发的无钴电池真正突破了技术限制了吗？对此，记者采访了蜂巢能源的相关人士，该相关人士表示，蜂巢能源近期公布的两款无钴电池完全不含钴元素，这些无钴电池产品通过了一系列的测试，结果显示无钴方法可行。

专家告诉记者，钴在电池材料中起着稳定结构的用途，无钴之后，蜂巢能源的电池依靠什么技术稳定电池材料的结构？蜂巢能源的相关人士表示，重要通过阳离子掺杂和单晶技术。掺杂技术是采用与氧化学键键能高的阳离子掺杂到晶体结构中，这样有利于高电压下脱锂后结构稳定。单晶技术比传统的球形多晶颗粒具有更高的颗粒强度，有利于改善安全性和循环性能。使用纳米网络包覆，这样材料更均匀包覆，减少与电解液的副反应，提升循环寿命。

目前，磷酸铁锂和三元锂离子电池是市场的主流产品，无钴电池必须具有自己的优势才能被消费者认可。对此，蜂巢能源的相关人士显得非常有信心。他告诉记者，三元电池有更高的能量密度，但安全性相对较差，磷酸铁锂离子电池安全性相对更好，但能量密度提升比较有限。无钴电池相对磷酸铁锂离子电池具有高能量密度的优势，相对三元电池具有安全性优势，无钴电池兼具了三元和铁锂离子电池的优势，为广大客户供应了一个全新的解决方法。

此外，价格和安全是用户能否接受无钴电池的关键因素，无钴电池具有这两方面的优势吗？蜂巢能源的相关人士告诉记者，无钴电池去掉了价格较高的钴元素，相比三元电池成本有显著降低，接近磷酸铁锂离子电池的成本，只比磷酸铁锂略高一点。

该相关人士进一步表示，之前无钴电池已做过各种测试，结果表明无钴电池的安全性优于三元电池，接近磷酸铁锂离子电池，例如，无钴电池可以轻松通过150℃热箱试验，而三元电池一般标准下只能达到130℃左右。他透露，蜂巢能源七月将有2吨无钴材料下线。