眾所周知,鈷金屬是電動汽車用動力鋰電池的關(guān)鍵元素之一,但鈷的價格不僅非常昂貴而且不穩(wěn)定,因而不少電池廠商都在進(jìn)行無鈷少鈷電池的研發(fā)。如今,無鈷電池又在“蠢蠢欲動”。

近日,特斯拉電池供應(yīng)商松下公布消息稱,將致力于開發(fā)不使用鈷的鋰離子電池,打算在幾年內(nèi)把目前低于5%的鈷的使用比率降至零。松下北美公司主管電池技術(shù)的副總裁CelinMikolajczak表示:“雖然減少鈷的使用提升了電池生產(chǎn)難度,但是最終可以降低電池對環(huán)境的負(fù)面影響,并且降低了成本。”

當(dāng)下,動力鋰電池是電動汽車中成本最高的部分,約占整車成本的30%至40%。減少甚至消除電芯中的鈷,不僅可以降低電芯成本,而且電動汽車的價格也會下降。事實上,作為全球最具知名度的電動汽車生產(chǎn)商,特斯拉近年也一直在無鈷電池上加碼布局。早在2018年特斯拉CEO埃隆·馬斯克就直言,當(dāng)時特斯拉電池中鈷的含量僅為3%,未來將實現(xiàn)“無鈷化”。

不僅是松下和特斯拉,其他電池廠商也在努力減少鈷的使用量。2020年五月,蜂巢能源正式公布了兩款無鈷電池產(chǎn)品,可支持電動汽車行駛880公里,使用壽命超過15年120萬公里。目前該款電池已經(jīng)處于量產(chǎn)導(dǎo)入階段,預(yù)計2021年六月就能大規(guī)模裝車使用。

值得注意的是,同樣也是2020年五月,國內(nèi)動力鋰電池龍頭老大寧德時代也透露其公司有無鈷電池相關(guān)技術(shù)儲備,目前研發(fā)進(jìn)展順利,正在想辦法完善供應(yīng)鏈。“將是一個全新的、顛覆性的產(chǎn)品”。寧德時代方面表示。

據(jù)了解,全球鈷儲量非常稀少僅有710萬噸,且集中分布在政局不穩(wěn)定的剛果(金),并且近年來鈷價多次出現(xiàn)過劇烈波動。相關(guān)統(tǒng)計顯示,全球動力鋰電池領(lǐng)域用鈷需求量將從2019年的1．82萬噸大幅上升至2025年的6．35萬噸,年復(fù)合上升率達(dá)到23．2%。

有業(yè)內(nèi)人士做過測算,生產(chǎn)一輛特斯拉ModelS將消耗13．68公斤鈷。假如目前全球鈷儲量的30%用在電動汽車上,折算下來,約可支撐1．7億輛車的生產(chǎn)規(guī)模,電動汽車每年按500萬的銷量來算,30年左右鈷將消耗殆盡。

顯而易見,價格高、波動大,儲量少,都驅(qū)動電池生產(chǎn)公司走向“無鈷化”。不過,要注意的是,目前還未有新材料可替代鈷的穩(wěn)定用途,只有盡可能降低鈷的用量,未來兩三年內(nèi)還無法做到完全去鈷。在此背景下,許多公司都在進(jìn)行“過渡方法”NCMA電池的研發(fā)。和目前的三元材料523、811、NCA相比,NCMA四元材料的鎳含量逼近90%,同時鈷含量進(jìn)一步降低。

據(jù)了解,LG化學(xué)與通用汽車的高鎳少鈷NCMA電池研發(fā)量產(chǎn)計劃有望提前至2021年。NCMA電池有望將鈷含量較NCM電池降低70%,同時新增90%的鎳含量,鋁元素的加入則將在高鎳的前提下,幫助提高電動汽車的續(xù)航里程和穩(wěn)定性。理想狀態(tài)下,促使電池成本降至100美元/KWh(約合人民幣700元/KWh)以下。

國內(nèi)方面,目前布局NCMA電池材料的重要有寧德時代、蜂巢能源、比亞迪、國軒高科、格林美、容百科技等公司。業(yè)內(nèi)對NCMA的主流觀點認(rèn)為,現(xiàn)階段鎳和鈷含量保持甚至優(yōu)于NCA同等水平的替代方法,重要是采用三元向四元甚至更多元的電池進(jìn)階,并逐漸實現(xiàn)低鈷或無鈷電池的目標(biāo)。

值得注意的是,前文中松下負(fù)責(zé)人表示,減少鈷的使用會提升電池生產(chǎn)難度。事實上,別說無鈷電池,退而求其次的甚至NCMA電池暫時也沒有哪家公司可以真正量產(chǎn)。就目前來看,能夠量產(chǎn)的、鈷用量最少的電池是NCM811/NCA系列。

從國際上來看,LG化學(xué)、SKI都已經(jīng)量產(chǎn)NCM811,松下的NCA電池早就裝配特斯拉。從國內(nèi)看,寧德時代NCM811電池也已經(jīng)量產(chǎn)供貨。此外,比亞迪、國軒高科、比克動力、億緯鋰能、力神電池、遠(yuǎn)景AESC、桑頓、鵬輝能源、萬向一二三等電池生產(chǎn)公司,以及杉杉股份、當(dāng)升科技、長遠(yuǎn)鋰科、寧波金和、天津巴莫、廈門鎢業(yè)等材料公司,都在積極布局NCM811/NCA高鎳少鈷電池和材料。

總體來看,正如業(yè)內(nèi)人士所分析的,未來五年電池產(chǎn)業(yè)仍是三元電池為主、磷酸鐵鋰離子電池為輔的技術(shù)路線,無鈷電池還無法在短時間內(nèi)替代三元電池。在無鈷電池成為主流之前,鈷還是必不可少的!不過,未來無鈷化的方向肯定是確定無疑的。