無鈷電池為什么這么吃香?三元鋰電池路在何方?

來源：存能電氣  日期：2020-04-26 14:46  瀏覽量：次

無鈷電池為什么這么吃香?三元鋰電池路在何方?隨著全球新能源汽車蓬勃發(fā)展，三元鋰電池重要原材料—鈷的價(jià)格日益走高，被鋰電池生廠商比喻成“惹不起的鈷奶奶”。雖然目前的無鈷研發(fā)方向有眾多不確定性，但在降本的大背景下，少鈷乃至無鈷已經(jīng)是國(guó)內(nèi)外不少電池企業(yè)都在進(jìn)行的一個(gè)研發(fā)方向。

無鈷電池為什么這么吃香?

相信很多人對(duì)無鈷電池比較陌生,其實(shí)無鈷電池就是磷酸鐵鋰電池,采用的是寧德時(shí)代的CTP技術(shù)。一方面無鈷可以大幅度降低電池材料成本。另一方面高鎳三元鋰電池的體積和重量能量密度高，能滿足新能源汽車對(duì)電池性能越來越高的要求。從產(chǎn)業(yè)化角度來看，高鎳三元無鈷電池面對(duì)的問題重要是材料研發(fā)和電池制造以及配套使用體系。

對(duì)于電池的成分，特斯拉一直在推動(dòng)無鈷電池的使用。使用無鈷化電池和自產(chǎn)電池將大幅度降低特斯拉的制造成本，進(jìn)一步彰顯特斯拉在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，將在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中對(duì)其他品牌形成巨大沖擊。屆時(shí)，無論是造車新勢(shì)力還是傳統(tǒng)車企都將無法避免。

對(duì)于電池中的鈷金屬來說，本身屬于稀有金屬，也是汽車電池材料中最為昂貴的金屬材料之一。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2月18日，國(guó)內(nèi)鈷金屬參考價(jià)為277500元/噸。所以無鈷的磷酸鐵鋰電池目前的成本是0.6/wh，有鈷的三元鋰電池成本則達(dá)到0.85/wh。所以由此不難看出，無鈷化電池具有生產(chǎn)成本上的優(yōu)勢(shì)。

無鈷電池不僅可以提高電性能、提升壽命和提高安全性而且可以降低成本，擺脫正極材料對(duì)鈷的依賴。在現(xiàn)有三元體系的鋰離子動(dòng)力電池中，正極材料的成本占比達(dá)到30%~45%，以523體系為例，鈷在其中的占比達(dá)20%，作為戰(zhàn)略性的資源，鈷的價(jià)格波動(dòng)將會(huì)直接影響到終電芯的成本。

以無鈷化電池磷酸鐵鋰電池為例，使用壽命更長(zhǎng)。按照滿充滿放進(jìn)行計(jì)算的話，目前的磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命能達(dá)到約2000次左右，而三元鋰電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)則約為1000次。所以，使用壽命更長(zhǎng)也是無鈷化電池的優(yōu)勢(shì)之一。

目前市面上三元鋰電池更多的應(yīng)用在家庭轎車上，無鈷電池用于乘用車、公共交通汽車或者是電動(dòng)物流車上，以目前應(yīng)用來看很少有公共汽車發(fā)生安全事件，但是家庭轎車上因?yàn)殡姵匾l(fā)無數(shù)起自燃事件。而且在理論上無鈷電池比三元鋰電池更具有安全性。

三元鋰電池路在何方？

三元鋰電池是一種以鎳鈷元素作為正極材料，以錳鹽或鋁鹽來穩(wěn)定化學(xué)架構(gòu)的鋰電池，這其中的鎳可以提高材料活性和能量密度，它所以含量占比不同，生產(chǎn)出的電池能量密度也不相同，但它的比例越高，整個(gè)電池能量密度也越高。

目前三元鋰電池的技術(shù)路線正極中的三種材料占比調(diào)整是主要方向，只要提把電池正極材料中的鎳再提升一點(diǎn)，電池的存儲(chǔ)的電力就多一分。于是“532”到“622”基本過時(shí)了。他們甚至還研制出了所謂“811”電池：正極材料中鎳鈷鋁或鎳鈷錳按8:1:1的比例進(jìn)行搭配的三元鋰電池，這類電池未來兩、三年內(nèi)可能會(huì)被大規(guī)模應(yīng)用。

受政策和市場(chǎng)的雙重影響，三元?jiǎng)恿︿囯姵卦诎ǔ擞密?、物流車領(lǐng)域的滲透率將穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)2020年市場(chǎng)需求將比2016年出現(xiàn)10倍以上增長(zhǎng)空間。2020年磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量會(huì)有一定增長(zhǎng)，但裝機(jī)占比將會(huì)繼續(xù)下降并首次降到30%以內(nèi)。相對(duì)應(yīng)，三元鋰電池裝機(jī)占比將接近70%，繼續(xù)擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

鈷金屬屬于稀有金屬，是汽車電池材料中最為昂貴的金屬材料之一。值得一提的是，特斯拉使用無鈷電池并不表明其已經(jīng)放棄了三元鋰電池。作為電動(dòng)汽車領(lǐng)域的翹楚，特斯拉自然不會(huì)只為了降低成本而放棄三元鋰電池帶來的利益。