“無鈷電池”究竟是科技突破還是偷換概念？

最近電動君被蜂巢能源釋出的“無鈷電池”新聞刷爆朋友圈，而上一次有人提到“無鈷電池”還是在“刀片電池”釋出時延伸而來的討論。

大家都知道，在新能源汽車發展如火如荼的現在，誰能在動力電池技術上獲得大的突破誰就能掀起一波行業變革，在新出行時代佔領先機。現在大家在電池這塊做出的研究大致可以分為固態電池、燃料電池以及“無鈷電池”，而這三種形態的電池其實在這些年一直都有小的突破，而其中最被看好的也就是“無鈷電池”。

為什麼要做去鈷？

首先，鈷只存在於三元鋰電池中，比如特斯拉使用鎳鈷鋁酸鋰，其它多數車企使用鎳鈷錳酸鋰作為電池正極材料。而磷酸鐵鋰電池則不需要使用到鈷元素，正如比亞迪釋出的“刀片電池”，就是不含鈷的。所以這裡也要注意，我們討論的無鈷、去鈷都是針對三元鋰電池的正極材料該如何突破，而並不是將本身就和鈷不沾邊的磷酸鐵鋰或者其它電池偷換概念。

接下來我們就要弄明白，鈷元素到底要在三元鋰電池中發揮什麼樣作用，為什麼一直不能被取代？

三元鋰由於材料性質，在微觀狀態下是層狀結構，而鎳元素則形成了可以嵌入鋰離子的骨架結構，這也就提升了電池整體的能量密度，成為三元鋰電池最核心的優勢之一。但是當電池充電時，鋰離子從正極中脫落，電池內部變得不穩定，原本屬於鋰離子的地方可能會被鎳元素“入侵”。那麼電池放電時要重新返回正極的鋰離子就“沒地可去”，只能附著到原本屬於鎳的地方，這種現象就是大家熟知的“鎳鋰混排”。

如果發生了“鎳鋰混排”現象，那麼三元鋰電池裡面的微觀結構可能就徹底發生混亂，從而使電池壽命大幅縮短，電池容量大幅下降，甚至發生其它危險。沒錯，鈷的作用就是為了抑制“鎳鋰混排”。除此之外，鈷還可以降低材料阻抗值，提高材料電子電導率，改善倍率效能、降低電芯內阻等，基本上是不可替代的。

既然鈷這麼重要，那麼大家為什麼還都要去鈷呢？

原因有兩點：

1、鈷太貴了。物以稀為貴，相關資料顯示，2018年探明的全球鈷金屬的總儲量只有710萬噸，而特斯拉一輛Model 3的動力電池用鈷量可能就會達到10kg以上，所以如果不考慮回收的話，最多到2026年，全球就會出現“無鈷可用”的狀態。所以鈷的價格就顯得十分昂貴，大約佔動力電池成本的10%。

2、鈷的開採問題。在已經探明的710萬噸鈷中，有52%都在剛果。而剛果的政局比較混亂，用“黑工”童工等問題嚴重，絲毫不符合人道主義，馬斯克甚至描述三元鋰電池是“帶血的電池”。

所以，從各個方面來看，“無鈷電池”也是大家都要努力去研發的。

蜂巢能源的“無鈷電池”靠譜嗎？

說了這麼多，那最近蜂巢能源釋出的“無鈷電池”是不是一項重大突破呢？

其實要說突破那肯定還是有的，畢竟可以在保證安全的前提下把能量密度提升到245wh/kg，蜂巢能源還表示可以實現整車續駛里程超過 800 公里，超過 15 年120 萬公里的超長壽命，無疑確實投入了很大研發成本，也為使用者帶來了利好。

但要說顛覆，可能就有點過了。因為早就有國內外專家說過，“鈷元素在三元材料中短期內無法完全消除替代。”所以現在大家做得最多的，還是儘可能的降低鈷使用量，使用低鈷高鎳正極材料，比如LiNi0。90Co0。05Mn0。05O2。

不過，蜂巢能源釋出的這款產品確實沒有鈷，但可能只是因為用了晶尖鎳錳酸鋰（LiNi0。5Mn1。5O4）進行一些組合替代方案。其實之前就有很多人嘗試用尖晶石錳酸鋰LiMn2O4、富鋰錳基Li2MnO3、鎳酸鋰LiNiO2、尖晶石鎳錳酸鋰LiNi0。5Mn1。5O4等材料來替代鈷做三元鋰材料，不過大多數正極材料在高溫效能、能量密度和迴圈壽命上不如三元電池。本次根據蜂巢能源的官方說法，似乎解決了這些問題，那麼具體會是什麼樣的表現，還要等真正量產了再看。

寫在最後

其實無論是“刀片電池”還是“無鈷電池”，大家的目的都是為了能夠在降低成本、保證安全的情況下提高能量密度，獲取長續航，提升整車競爭力。而透過成本下降、續航提升而收穫好處的始終是終端使用者、普通消費者。

所以，不管是誰用什麼宣傳方式來發布新的電池技術，只要有突破，對咱們來說，都是一件好事。