續航880km 壽命超15年！被"吹爆"的無鈷疊片電池有多厲害

今年2月份，當特斯拉宣佈要研發無鈷電池之時，資本市場就掀起了層層波瀾，鈷元素相關的股票也紛紛大跌。然而人算不如天算，受全球新冠疫情影響，原本定於4月份舉行的特斯拉電池發佈會一推再推，直到現在也沒有任何確切消息。

正可謂西邊不亮東邊亮，一直默默無聞的蜂巢能源此時突然站出來搶了馬斯克的風頭，5月18日，其率先發布了兩款全新的無鈷電池產品，並宣稱最快將在明年6月推向市場。不用問，一定有不少“小朋友”腦袋上冒出大大的問號，蜂巢能源是什麼來頭？無鈷電池究竟是個什麼東東？它又有何玄妙之處？一向愛吃瓜更愛把瓜吃透的邦老師決定趕緊來跟解答一下這個問題。

蜂巢能源是什麼來頭？

蜂巢能源科技有限公司的前身是長城汽車動力電池事業部，在2018年時從長城汽車完全剝離，獨立為蜂巢能源科技有限公司。該公司主要從事於電池材料、電芯、模組、電池系統、BMS的研發與產品製造。

鈷元素在三元鋰電池中有什麼作用？

對於三元鋰電池來講，它的關鍵組成部分有正負極、隔膜和電解液。正極為鋰的氧化物，如常見的鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰，負極材料為石墨，正負極之間使用多孔材質的隔膜進行隔離，防止二者接觸，不過隔膜之間的空隙可以允許鋰離子通過，而正是依靠鋰離子在正負極之間的遊走從而產生電流，實現電池的充放電。

當電池充電時，鋰離子會由正極移動到負極，但在其離開之後，不太“安分”的鎳離子可能跑去“侵佔”原本屬於鋰離子的位置，此時一旦放電，鋰離子會再次由負極回到正極，被鳩佔鵲巢的它無奈只好跑去填鎳離子的坑。這種情況就是所謂的“鎳鋰混排”，輕則導致電池循環壽命縮短、電池容量下降，重則引發電池組安全隱患甚至安全事故。現在終於輪到今天的主角“鈷元素”閃亮登場了，它最大的作用就是可以抑制鎳鋰混排，提升電池的穩定性。那麼問題來了，“鈷”既然如此重要，那為啥大家還要想方設法把它“消滅”呢？原因很簡單，五個字簡要概括：物以稀為貴。

目前全球已探明的鈷儲量僅約710萬噸，其中還有一半在剛果。由於剛果的政局長期處於不穩定的狀態，這導致其礦產出口政策存在着很大的不確定性。這就導致鈷的價格居高不下，目前大概在25萬元每噸左右，要知道這可是鎳的2.5倍左右，據權威機構測算，採用無鈷化的三元鋰電池電芯成本能下降10-15%。以上種種都促使各方萌生和堅定發展無鈷電池的意願和決心。

蜂巢能源如何實現電芯無鈷化？

簡單來説，電芯無鈷化的關鍵有兩個，其一是通過摻雜無未成對的電子自旋特定元素，減弱電子超交換的現象，從而降低鋰/鎳元素的混排。其二是通過摻雜M-O鍵能大的元素，從而減緩晶體在充放電過程中體積的變化，起到穩定結構的作用。蜂巢能源通過上述兩項技術，最終實現了電芯無鈷化。

蜂巢能源共推出兩款產品，第一款產品是基於590模組的電芯所設計，其電芯的能量密度達到了245Wh/kg，電池組電量為96kWh，裝車後續航里程將達到600km，該產品將於2021年6月正式推向市場。

第二款為L6薄片無鈷長電芯，其電芯能量密度為240Wh/kg，電池組電量為135kWh，裝車後續航里程為880km，該產品預計將在2021年下半年推向市場。

蜂巢能源聲稱，目前這兩款產品已經完成了實驗室階段設計，但還要按照整車的要求進行全方位匹配和驗證，如裝車後的高低温環境測試、與電池管理系統的匹配以及足夠公里數的道路測試等等，這也是發佈與上市之間存在一年以上時間差的原因所在。

除了蜂巢能源以外，其他企業研發無鈷電池的進度如何？

如文章開頭所説，特斯拉在今年2月份就率先放出研發無鈷電池的消息，但原本定於4月份的電池發佈會一直跳票不知何時才能落地。不過長期與特斯拉合作的傑夫·戴恩團隊通過摻雜鎂、鋁或者錳元素，完全替代了三元鋰電池中的鈷，從實驗結論來看，鎂與鋁有類似鈷的作用，可以起到穩定電池結構的效果，我們有理由推測特斯拉的無鈷電池很有可能採用這樣的技術路線。

此外，寧德時代董事長曾毓羣在業績説明會中提到了公司有自己的無鈷電池技術儲備，目前正在想辦法管理好供應鏈，不過具體細節尚未可知。

總體來説，目前不少電池供應商和車企都將無鈷電池作為未來的發展方向，這也是短期內能有效降低三元鋰電池成本的重要手段之一，總的來説還是比較靠譜的。

邦點評

隨着新能源行業的飛速發展，各種電池技術也是層出不窮，無鈷電池的出現很好地解決了三元鋰電池對於鈷元素的需求，這可以降低電池的生產成本，能讓消費者在買車、用車時真正受益。目前不少電池供應商和車企都將無鈷電池作為未來的發展方向，這也是短期內能有效降低三元鋰電池成本的重要手段之一，總的來説還是比較靠譜的，期待更多廠家相關產品的儘快落地。

文章出處：電動邦