從實(shí)驗(yàn)室到落地 無(wú)鈷電池能走多遠(yuǎn)？

時(shí)間:2021-08-31 09:03來(lái)源:NE時(shí)代 作者:Leon
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       動(dòng)力電池市場(chǎng)一直處于不斷變動(dòng)的狀態(tài)。
 
       2019年磷酸鐵鋰電池占整個(gè)電池裝機(jī)量的比例不足5%，可到2021年7月，該比例已經(jīng)提升到了30%。不僅是不同正極材料體系的變化，即便三元材料體系本身，也經(jīng)歷了從5系絕對(duì)地位到8系、5系、6系分立的轉(zhuǎn)變。
 
       即使是現(xiàn)在，雖然頭部企業(yè)已現(xiàn)，但關(guān)于電池路線的研究從來(lái)都不是一成不變。
 
       寧德時(shí)代鈉離子電池、蜂巢無(wú)鈷電池、輝能、衛(wèi)藍(lán)等固態(tài)電池，電池企業(yè)都在針對(duì)市場(chǎng)需求布局更多樣化的技術(shù)路線。而在新能源汽車市場(chǎng)還未完全放量，形成穩(wěn)定供應(yīng)格局的大背景下，每一種技術(shù)路線，都有可能成為車企未來(lái)新的選擇。
 
       最先被炒成熱點(diǎn)并且被很多電池企業(yè)帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的，當(dāng)屬少鈷、無(wú)鈷電池。
 
       從少鈷到無(wú)鈷的實(shí)驗(yàn)
 
       關(guān)于無(wú)鈷電池的研究，電池企業(yè)選擇從少鈷入手。
 
       LG化學(xué)遵循去鈷提鎳研發(fā)思路，將NCM和NCA摻雜而成四元鋰電池，正極材料鎳含量約為85%，鈷、錳、鋁的含量皆為5%，減少鈷用量的同時(shí)添加鋁提高安全性、增加材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
 
       將鋁摻雜到原始NCM電池正極材料中，相較于811體系，除了小幅降低鈷的用量，還提升了鎳和鋁的用量，降本空間有限。
 
       韓媒報(bào)道LG化學(xué)NCMA電池7月份會(huì)用到特斯拉在中國(guó)的車型上，9月份通用汽車也將開(kāi)始使用，不過(guò)是否會(huì)大規(guī)模應(yīng)用暫時(shí)未知。
 
       “少鈷”只是通向“無(wú)鈷”的一個(gè)過(guò)程。
 
       但是目前無(wú)鈷電池相關(guān)的項(xiàng)目，像松下的無(wú)鈷電池、萬(wàn)向123的無(wú)鈷高鎳正極材料電池正極片、容百科技尖晶石型單晶無(wú)鈷高電壓鎳錳酸鋰正極材料，基本上都是處于實(shí)驗(yàn)室或者專利公示階段，還沒(méi)走到量產(chǎn)階段。
 
       比“無(wú)鈷”更加激進(jìn)的技術(shù)路線，是寧德時(shí)代21C實(shí)驗(yàn)室提出來(lái)的“無(wú)鈷無(wú)鎳”電池，不同于現(xiàn)有的NCA、NCM和LFP電池，完全去掉“鎳”和“鈷”的鋰電池。
 
       雖然從資源的角度看，在保證電池性能的前提下，鈷和鎳能去掉肯定是最理想狀態(tài)，但是同時(shí)去掉兩種材料隨之而來(lái)問(wèn)題肯定會(huì)更多，而解決這些問(wèn)題的過(guò)程，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間、人力、物力，目前該項(xiàng)目還在實(shí)驗(yàn)室階段。
 
       從少鈷到無(wú)鈷，再到無(wú)鈷無(wú)鎳，每一步注定會(huì)艱難前行，但是誰(shuí)走出第一步可能就是這個(gè)行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)。
 
       蜂巢能源從NCMA少鈷電池，再到成都車展上宣布無(wú)鈷電池落地歐拉櫻桃貓，將“去鈷去鎳”的終極目標(biāo)又往前推進(jìn)了一步。
 
       蜂巢能源無(wú)鈷電池走出實(shí)驗(yàn)室 落地歐拉櫻桃貓
 
       櫻桃貓是長(zhǎng)城歐拉品牌旗下首款純電SUV，尺寸4510×1855×1665mm，軸距2710mm。
 
       據(jù)蜂巢能源官方消息，櫻桃貓將搭載蜂巢能源82.5kWh無(wú)鈷電池包，常溫工況續(xù)航里程600km以上。
 
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       由蜂巢能源供應(yīng)115Ah無(wú)鈷電芯，正極采用無(wú)鈷鎳錳酸鋰單晶材料，系統(tǒng)能量密度170Wh/kg。
 
       未來(lái)無(wú)鈷電池材料將在常州工廠生產(chǎn)，規(guī)劃年產(chǎn)量2萬(wàn)噸，一期5000噸產(chǎn)線已建成投產(chǎn)；無(wú)鈷電芯主要在馬鞍山基地生產(chǎn)，未來(lái)規(guī)劃年產(chǎn)能超過(guò)10GWh。
 
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       按照蜂巢能源的規(guī)劃，無(wú)鈷電池未來(lái)可以覆蓋A00—B+車型，續(xù)航400—800+km。
 
       除了是第一家將無(wú)鈷電池落地的企業(yè)，蜂巢能源推出世界首款單晶無(wú)鈷正極材料，突破了基礎(chǔ)研發(fā)的壟斷現(xiàn)狀，這是整個(gè)行業(yè)前進(jìn)過(guò)程中非常重要的一步。
 
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       此外，蜂巢能源還建立起了關(guān)于無(wú)鈷電池專利的核心壁壘，針對(duì)正極材料、電芯、模組PACK進(jìn)行全方位的專利布局和保護(hù)，截至2021年8月底，蜂巢能源關(guān)于無(wú)鈷電池國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)共超過(guò)69項(xiàng)，國(guó)際專利申請(qǐng)超過(guò)46項(xiàng)。
 
       同時(shí)，蜂巢能源也表示，后續(xù)也會(huì)從以下幾個(gè)方面建立起更加堅(jiān)固的專利壁壘：
 
       嘗試采用其他金屬元素?fù)诫s、替代鈷金屬以及包覆改性無(wú)鈷正極材料，提升無(wú)鈷電池的容量和充放電倍率性能；
 
       優(yōu)化材料晶體結(jié)構(gòu)提升無(wú)鈷正極材料性能；
 
       對(duì)傳統(tǒng)的尖晶石錳酸鋰材料、磷酸鐵鋰、層狀鈷酸鋰材料進(jìn)行摻雜和改性，或者將多種不同微觀結(jié)構(gòu)的正極材料混合使用進(jìn)一步提升正極材料綜合充放電性能；
 
       從電芯層面（疊片長(zhǎng)電芯）、從pack模組層面（長(zhǎng)電芯pack模組）、從系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面（不同材料類型電芯混用）綜合提升電池包的能量密度和倍率性能。
 
       蜂巢能相關(guān)負(fù)責(zé)人曾在采訪中表示，無(wú)鈷電池還有抗過(guò)充和熱穩(wěn)定性的天然優(yōu)勢(shì)，理論能量密度可以與三元材料持平。此外，無(wú)鈷材料合成工藝與常規(guī)三元的合成可以共線生產(chǎn)，加上去掉“鈷”元素，降本空間也很可觀。
 
       應(yīng)用落地、產(chǎn)能布局、專利壁壘、性能及成本優(yōu)勢(shì)，助力無(wú)鈷電池邁上新臺(tái)階。
 
       但是，開(kāi)局之后，無(wú)鈷電池能搶占多大的市場(chǎng)？這個(gè)關(guān)系到整個(gè)無(wú)鈷電池市場(chǎng)未來(lái)的空間，以及蜂巢能源如何能在其中找到更多的客戶。
 
       從“鈷”的稀缺度到主機(jī)廠的接受度 無(wú)鈷電池的機(jī)會(huì)究竟有多大？
 
       “鈷”在全球存儲(chǔ)量越有限，意味著被替代的可能性越大。而這，正是無(wú)鈷電池發(fā)展的機(jī)遇。
 
       美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，已探明的鈷礦儲(chǔ)量710萬(wàn)噸，按照14萬(wàn)噸年開(kāi)采量估算，可開(kāi)采年限約為50年。一旦開(kāi)采量需求增長(zhǎng)，可開(kāi)采年限也會(huì)相應(yīng)減少。
 
       “鈷”整體量的限制，加上分布不均勻，中國(guó)電池企業(yè)很有可能會(huì)因此卡脖子。
 
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       而且，超過(guò)70%的鈷資源分布在剛果金、澳大利亞兩個(gè)國(guó)家，整個(gè)“鈷”資源的分布基本上都在國(guó)外，而且這些國(guó)家針對(duì)“鈷”的出口，從提價(jià)、收稅到推出禁令，政策上一變?cè)僮儭?/div>
 
       從國(guó)家層面來(lái)看，如果要徹底完成電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，要么對(duì)“鈷”等核心資源進(jìn)行掌控，要么發(fā)展可替代產(chǎn)品。目前來(lái)看，后者可能性更大。
 
       而且今年受疫情的不可抗因素影響，全球電池材料都在漲價(jià)。
 
       這些可控和不可控的因素，都從一定程度上限制著電池行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，“去鈷”已經(jīng)迫在眉睫。
 
       落地到電池企業(yè)的生產(chǎn)上，對(duì)“鈷”比較明顯的感知是價(jià)格。
 
       中國(guó)本土“鈷”資源的占比只有1%左右，大約7.1萬(wàn)噸，但是2014年至2020年中國(guó)鈷的產(chǎn)量合計(jì)就達(dá)到了3.25萬(wàn)噸。而且近幾年中國(guó)鈷的產(chǎn)量逐漸下滑，進(jìn)口的比例逐漸增加，使得電池企業(yè)得到“鈷”的成本越來(lái)越高。
 
       “鈷”價(jià)格的居高不下，與動(dòng)力電池企業(yè)降本的大方向背道而馳，所以很多電池企業(yè)也開(kāi)始在鎳礦、鈷礦上投資，但這畢竟是體量大、融資能力強(qiáng)、背景強(qiáng)勁的公司能玩轉(zhuǎn)的方式，很多市場(chǎng)規(guī)模還沒(méi)完全擴(kuò)張的公司，本來(lái)在電池生產(chǎn)上已經(jīng)自顧不暇，上游材料資源的掌控更加艱難。
 
       出于資源限制、成本控制這兩大因素的考量，“無(wú)鈷”肯定是終極目標(biāo)。以此倒推，目前市面上的三元電池未來(lái)很有可能是要替換的對(duì)象。
 
       “無(wú)鈷”電池在解決電解液材料適配、正極材料缺鈷造成的鎳鋰混排以及對(duì)循環(huán)壽命的影響等等問(wèn)題的基礎(chǔ)上，還需要和主機(jī)廠建立聯(lián)系，主機(jī)廠對(duì)無(wú)鈷電池的接受度，一定程度上決定著無(wú)鈷電池能走多遠(yuǎn)。
 
       針對(duì)這一問(wèn)題，NE時(shí)代采訪了業(yè)內(nèi)人士，以此來(lái)了解主機(jī)廠究竟是如何看“無(wú)鈷”電池的。
 
       整體采訪下來(lái)，主機(jī)廠首先比較認(rèn)可“無(wú)鈷”作為未來(lái)的方向，目前也有很多電池企業(yè)在布局，但是未解決的問(wèn)題也非常多。作為主機(jī)廠，雖然在電池技術(shù)路線上有偏好，但是不排斥任何的技術(shù)路線，前提是滿足主機(jī)廠對(duì)于安全的核心訴求下，平衡成本、續(xù)航、長(zhǎng)壽命等等因素，綜合考量的結(jié)果。
 
       隨著搭載無(wú)鈷電池的整車面世，無(wú)鈷材料各項(xiàng)性能得到用戶認(rèn)可之后，才有更多的友商和上下游企業(yè)加入該技術(shù)路線，行業(yè)協(xié)同效應(yīng)就會(huì)顯現(xiàn)，大規(guī)模應(yīng)用也就有了可能。
 
       未來(lái)很遠(yuǎn)，但來(lái)日可期。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 蜂巢能源 無(wú)鈷電池
作者：Leon ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://jzr14e.cn/wenshuo/sc/2021083137058.html
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