中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教向第一财经记者表示,随着三元锂电池的技术提升,以及其在能量密度方面所具备的优势,三元锂电池在市场上的优点逐步放大,而成本缺陷则在逐步缩小,尤其是今年三元锂电池的电芯价格下降至与磷酸铁锂电池相差无几。

电池企业试图摆脱对钴的依赖 蜂巢能源参与无钴电池争夺战

无钴电池市场的竞争日益激烈,不断有新的企业参与进来。18日,长城汽车旗下的动力电池企业蜂巢能源发布两款无钴电池。

蜂巢能源首款无钴电池计划于2021年6月推出并量产,在通用化电芯尺寸设计基础上完成,并搭载245wh/kg的能量密度值,另一款是计划于2021年下半年量产的L6薄片无钴长电芯则搭载226Ah容量的电池,能量密度值为240wh/kg,并标榜在矩阵式PACK设计支持下,可实现880Km的续航里程。蜂巢能源董事长杨红新认为,由于钴的价格并不稳定,以及钴自身的稳定性能问题,无钴电池将成为未来电动汽车产业链的一个重要趋势,也有助于蜂巢能源实现“弯道超车”。

资源枯竭致使无钴备受关注

目前,无论是在中国市场,还是全球市场,以NCM(正极材料为镍钴锰三种材料)为代表的三元锂电池一骑绝尘。根据研究机构EVTank最新的数据显示,今年1~4月,国内NCM三元锂电池装机量占比升至72.87%。

中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教向第一财经记者表示,随着三元锂电池的技术提升,以及其在能量密度方面所具备的优势,三元锂电池在市场上的优点逐步放大,而成本缺陷则在逐步缩小,尤其是今年三元锂电池的电芯价格下降至与磷酸铁锂电池相差无几。

不过,三元锂电池的发展模式逐步受到来自多方面的挑战,其中之一便是钴元素的资源枯竭所引发的成本问题。

据动力电池市场分析机构SNE Research的报告,钴作为稀有金属之一,全球陆地储量约为710万吨,若不考虑回收等其他因素,按照目前的使用效率,2026年钴元素会出现供不应求的情况。上述报告还指出,随着新能源汽车的爆发,钴价曾在一年中爆炒涨幅超过125%,且价格多次出现沉浮波动,因此钴成为影响动力电池成本稳定性的重要因素之一。

上海工程技术大学汽车工程学院教师刘淼指出,作为占据电动汽车成本近四成的重要配件,电池电芯的成本若难以进一步下降,将会导致大部分生产电动汽车的企业难以正常盈利,进而影响整个行业的积极性。

动力电池行业人士王凡认为,不仅是钴的采集问题,钴本身作为决定材料稳定性的重要元素,如何提取出高精度的钴,决定电池的安全系数,因此钴的提取涉及到技术多项难题,目前主要的供应方来自日本等少数几个企业。

市场争夺战

韩国工程院院士、汉阳大学教授宣良国在接受第一财经记者采访时表示,目前全球均在探索能够代替钴的结构,而所谓的“无钴”电池,既包括了磷酸铁锂等原有的技术,也包括一些新型的技术路线,其中新型的技术路线的推出,最重要的是取决于是否能够找到能够找到与钴稳定性相当、高倍率的掺杂物质进行结构的稳定,以及这个新成分能否在成本及稳定性能上有所突破,稀释替代品初期可能会出现的成本问题。

目前,除了蜂巢以外,宁德时代、比亚迪等电池企业以及特斯拉等车企也都在摸索无钴电池的发展。特斯拉将与宁德时代共同研发依托于磷酸铁锂电池的单芯电池,比亚迪也推出了基于磷酸铁锂电池的刀片电池,并提出计划在下一代刀片电池上的能量密度提升至目前三元锂电池的水平。

与此同时,LG化学、松下等外资企业目前仍以采用NCM电池为主,但两家公司也正着手研究,通过研发四元电池等方式,尽量减少钴元素的使用量及依赖程度。

值得注意的是,蜂巢方面给出的技术路线,与宁德时代、比亚迪采用的无钴技术路线有一些差异,NMX电池首度被提出。而若蜂巢方面公布的目标最终得以实现,该公司推出的L6电芯将成为目前全球范围内已公开的动力电池中续航里程最长的一款。

杨红新表示,蜂巢计划借助于阳离子掺杂技术,通过采用两种化学键能更大的元素替代钴,掺杂到材料中,实现能量密度比磷酸铁锂提高40%,并通过采用一些国际大厂也使用的工艺技术,同时大幅改善材料的稳定性及安全性能。

王凡则认为,无钴电池的竞争者也不局限于三元锂电池,磷酸铁锂电池两者,还有石墨烯、氢燃料、全固体电池等多类电池,而在技术不断更迭的混战下,一些不具备平台及资本优势的中小企业将会快速淘汰。目前,蜂巢一些技术细节还有待披露,能否在动力电池领域占有一席之间,现在尚无法判断。

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