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

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

當下,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,當時特斯拉電池中鈷的含量僅為3%,未來將實現“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。目前該款電池已經處于量產導入階段,預計2021年六月就能大規模裝車使用。

值得注意的是,同樣也是2020年五月,國內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技術儲備,目前研發進展順利,正在想辦法完善供應鏈。“將是一個全新的、顛覆性的產品”。寧德時代方面表示。

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

有業內人士做過測算,生產一輛特斯拉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1．7億輛車的生產規模,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,都驅動電池生產公司走向“無鈷化”。不過,要注意的是,目前還未有新材料可替代鈷的穩定用途,只有盡可能降低鈷的用量,未來兩三年內還無法做到完全去鈷。在此背景下,許多公司都在進行“過渡方法”NCMA電池的研發。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%,同時鈷含量進一步降低。

據了解,LG化學與通用汽車的高鎳少鈷NCMA電池研發量產計劃有望提前至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航里程和穩定性。理想狀態下,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。業內對NCMA的主流觀點認為,現階段鎳和鈷含量保持甚至優于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階,并逐漸實現低鈷或無鈷電池的目標。

值得注意的是,前文中松下負責人表示,減少鈷的使用會提升電池生產難度。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。就目前來看,能夠量產的、鈷用量最少的電池是NCM811/NCA系列。

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

總體來看,正如業內人士所分析的,未來五年電池產業仍是三元電池為主、磷酸鐵鋰離子電池為輔的技術路線,無鈷電池還無法在短時間內替代三元電池。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。