“假如把成本、安全和壽命問題都解決了，無鈷電池對行業的影響會非常大。”

五月十八日，蜂巢能源在線公布了兩款動力鋰離子電池產品——115Ah容量無鈷電芯和L6薄片無鈷電芯。據悉，這兩款產品將于明年落地，蜂巢能源也將由此成為全球首家成功研發無鈷電池的動力鋰離子電池廠商。

“含鈷比例一直在降低，從最早的鈷酸鋰中的59%，到目前應用廣泛的NCM523（鎳鈷錳比例為5:2:3）中的12%，再到下一代NCM811中的7%，直到今天，正極材料中的鈷含量減到0，鈷終于被徹底去除。鋰離子電池行業迎來一個全新的品類——無鈷電池。”蜂巢能源總裁楊紅新在公布會上介紹，蜂巢能源無鈷電池已達到量產條件，將實現整車續駛里程超過800公里，超過15年120萬公里的使用壽命。

鈷作為稀缺資源，價高量少，占據了動力鋰離子電池正極材料30%的成本。因此，低鈷、無鈷一直是動力鋰離子電池車廠商研發的重點。

主流公司密集研發

事實上，無鈷材料并非是蜂巢能源的獨創，在無鈷材料的開發道路上，科學家們已經持續走了20年，主流動力鋰離子電池廠商，如LG化學、松下電池、寧德時代都在進行低鈷和無鈷研發。

在寧德時代日前召開的2019年業績說明會上，董事長曾毓群透露，寧德時代有自己的無鈷電池技術儲備，目前研發進展順利，“因為是一個全新的、顛覆性的產品”，目前正想辦法完善供應鏈。此前特斯拉CEO馬斯克也曾多次提到降低動力鋰離子電池中鈷的比例，爭取在下一代電池中完全拋棄鈷。

蜂巢能源搶先一步推出無鈷電池并不容易，其無鈷電池是去掉鎳鈷錳電池中的鈷材料，用鎳錳酸鋰代替。“鎳錳酸鋰材料能量密度較高，被寄予厚望。雖然理論早就有了，但我們更關注可量產性。”楊紅新坦言，無鈷化要解決鎳鋰混排、循環性能等問題。“蜂巢能源通過陽離子摻雜技術、單晶技術和納米網絡化包覆三大‘黑科技’解決了上述問題。材料開發成功后，電芯層面還要進行整個體系開發，通過對電解液、負極材料以及其它輔助材料添加劑的設計優化，不斷驗證，突破這些技術瓶頸，使體系成熟、定型，達到量產條件。”

官方信息顯示，蜂巢能源此次公布的無鈷電池性能優越。第一款產品是基于590模組的電芯設計，容量為115Ah電芯，能量密度達到245wh/kg，該產品是在通用化電芯尺寸基礎上完成的，能夠搭載到目前大部分新的純電平臺上，在整車端能夠實現15年120萬公里超長使用壽命，將于2021年六月份推向市場；第二款是L6薄片無鈷電芯，容量為226Ah,目前這款產品正與長城汽車一款高端車型做適配性開發，可實現880公里的超長續航，預計在2021年下半年推向市場。

楊紅新透露，蜂巢能源無鈷電池未來在整車的應用場景非常廣泛。“除了國內市場外，我們還在積極拓展歐美高端市場，目前有兩家歐洲客戶正跟我們積極接觸。”

有助于提升電動汽車綜合性能

“在目前全球鈷元素消耗中，一半左右用在鋰離子電池上，包括車用鋰離子電池和其它消費類電子。每部iPhone手機要用10g左右鈷，而每輛特斯拉電動汽車要用約13.68kg。”楊紅新表示，隨著新能源汽車的迅猛發展，鈷的需求量持續激增，假如不考慮回收，2026年鈷將供不應求，有限的鈷元素資源，無法支撐新能源汽車無限的發展空間。

資料顯示，全球陸地鈷的儲量約為710萬噸，其中80%的鈷分布在剛果（金）、澳大利亞和古巴等國。作為稀缺資源，鈷價格從8萬元/噸漲到最高60萬元/噸。楊紅新表示，行業對無鈷期望極高，將有效降低動力鋰離子電池成本。

鈷是動力鋰離子電池正極材料中的重要元素之一，不但可以穩定材料的層狀結構，還可以提高材料的循環和倍率性能。電池無鈷，如何保障電動汽車的安全和性能？

楊紅新介紹稱，無鈷電池產品已通過國標和歐標的全部安全性測試，其安全性能優于目前的高鎳三元電池。公布會測試視頻顯示，普通高鎳三元電池在140℃高溫靜置結束半小時后起火，而無鈷電芯在150℃高溫靜置結束半小時后未發生起火現象。

在楊紅新看來，僅掌握無鈷材料還不夠，疊片設計工藝可使無鈷電芯在能量密度方面再提升5%，循環壽命再提升10%。因此，此次蜂巢能源公布的無鈷電池兼具高安全、高能量和高壽命的特點。數據顯示，蜂巢能源無鈷電池的循環壽命在DOD為92%時達2500個循環，優于高鎳三元電池；同時，長續航性能支持單次充電可行駛880公里，為目前電動汽車行業已知量產車型中最高續航里程。

動力鋰離子電池技術“百花齊放”

此前，業內對蜂巢能源的關注并不多。楊紅新笑稱，他們是“鋰電新勢力”。據了解，蜂巢能源前身是長城汽車動力鋰離子電池事業部，自2012年起開展電芯的預研工作，2018年獨立為蜂巢能源，業務涉及下一代電池材料、電芯、模組、電池系統、BMS等的研發和制造。

原國家863電動汽車重大專項動力鋰離子電池測試中心主任王子冬表示，蜂巢能源要在降成本工藝研究上，進一步挖掘潛力，使其接近磷酸鐵鋰，在無鈷的情況下，把電壓平臺、能量密度和克容量拉高，來稀釋鎳材料的成本影響。“假如把成本、安全和壽命問題都解決了，無鈷電池對行業影響會非常大。”

目前動力鋰離子電池行業重要采用兩種技術路線，一種是以鎳鈷錳、鎳鈷鋁為重要材料的三元鋰離子電池，其能量密度高、續航里程長，可滿足車輛高能量要求；另一種是磷酸鐵鋰離子電池，其安全性好、成本低，但續航里程不盡人意。

隨著技術的進步，動力鋰離子電池產品持續創新攻關，行業已呈現“百花齊放”態勢。今年三月，比亞迪正式推出磷酸鐵鋰“刀片電池”，其體積利用率相較于模組電池包提升了50%以上，續航里程達到高能量三元鋰離子電池同等水平；寧德時代CTP技術也一直是業內關注的“黑科技”，不僅能應用于磷酸鐵鋰離子電池上，未來也可能應用于三元鋰材料，其能量密度可以達到250wh/kg以上；固態電池的研發也在加快推進中。此外，特斯拉推遲到六月舉辦的“電池日”上會放什么“大招”，也備受行業關注。

業內人士認為，動力鋰離子電池廠商的競爭已日趨白熱化，但電池技術路線最終都指向了無鈷化、更低成本和更高性能。動力鋰離子電池的發展也將提升電動汽車產業市場化水平。