近年來(lái)，作為電動(dòng)車(chē)鋰離子電池的關(guān)鍵原料，鈷材料由于資源稀缺性，加上不少寡頭礦產(chǎn)公司正在大量囤積鈷，價(jià)格不斷上漲。根據生意社數據監測顯示，2016年年底至2018年4月間,鈷價(jià)曾從20萬(wàn)元/噸一路飆升至逾66萬(wàn)元/噸最高點(diǎn)。隨后，由于電池廠(chǎng)商降低鈷的用量、無(wú)鈷電池技術(shù)路線(xiàn)的提出以及鈷產(chǎn)量的上漲，鈷價(jià)有所回調。但從長(cháng)期來(lái)看，根據國際能源署(IEA)預估，到2020年全球電動(dòng)汽車(chē)數量將由2017年的370萬(wàn)輛增長(cháng)至1300萬(wàn)輛，市場(chǎng)對于鈷、鋰、銅等金屬的需求可能會(huì )增長(cháng)十倍，剛果(金)新礦業(yè)法也可能導致鈷生產(chǎn)成本和售價(jià)的增加。從能源戰略方面來(lái)考慮，鈷資源的稀缺性迫使企業(yè)降低鈷的用量。

隨著(zhù)新能源汽車(chē)的普及，汽車(chē)廠(chǎng)商和電池廠(chǎng)對電池去鈷化的呼聲也越來(lái)越強。目前，一些企業(yè)在不斷降低鈷在三元鋰電池材料配方中的比例，甚至已開(kāi)始研發(fā)無(wú)鈷電池。

為了減輕對鈷材料的依賴(lài)，三星SDI已對鋰離電子電池配方進(jìn)行了微調，目前正在改良技術(shù)試圖將鈷完全剔除，去年松下也已宣布將研發(fā)無(wú)鈷電池，其預計，該技術(shù)將在未來(lái)2～3年內在量產(chǎn)車(chē)中應用。大眾汽車(chē)集團正在系統地減少電池的鈷含量，計劃在將來(lái)三到五年內將其減少至5%，并致力于最終實(shí)現電池無(wú)鈷化。最近，國內蜂巢能源科技有限公司（下稱(chēng)“蜂巢能源”）也面向全球首發(fā)了無(wú)鈷材料和四元材料的電芯產(chǎn)品。蜂巢能源方面稱(chēng)，無(wú)鈷電池已具備量產(chǎn)條件，計劃將在2020年第三季度實(shí)現量產(chǎn)，其性能可以達到NCM811同等水平，電芯BOM成本可以降低約5%。

不過(guò)，從目前整個(gè)行業(yè)的情況來(lái)看，無(wú)鈷電池仍處于研發(fā)階段，為了降低鈷含量，國內電池企業(yè)大多選擇的是高鎳811的技術(shù)路線(xiàn)。包括比克電池、國軒高科、寧德時(shí)代、比亞迪等企業(yè)，均在高鎳811電池領(lǐng)域展開(kāi)積極的布局。通過(guò)提升鎳的比重，不僅能提升電池能量密度，也降低了鈷的含量，從而降低了電池成本，但這種路線(xiàn)仍然難以擺脫對鈷的依賴(lài)。

而無(wú)鈷電池的實(shí)現可以通過(guò)創(chuàng )新研發(fā)使鈷在三元鋰電池材料配方中的比例降至為零。此外，通過(guò)研發(fā)富鋰錳基材料也可以實(shí)現，富鋰錳基材料具備工作電壓高和克容量高特點(diǎn)，且成本比三元材料低。目前，富鋰錳基材料的用鈷量在持續降低，最終可以實(shí)現低鈷或無(wú)鈷。遨優(yōu)動(dòng)力總經(jīng)理陳光森認為，隨著(zhù)未來(lái)高電壓電解液技術(shù)的成熟，富鋰錳基動(dòng)力電池將成為未來(lái)高比能鋰動(dòng)力電池的主流產(chǎn)品。

“富鋰錳基這種材料成本極低，但是循環(huán)壽命是一大問(wèn)題，而且富鋰錳基的正極容量較高，沒(méi)有很好的負極材料可以匹配，所以這種材料是全固態(tài)電池的理想材料，因為固態(tài)電池可以用金屬負級，配合在一起可以發(fā)揮最佳的性能。但是如果把富鋰錳基和普通的石墨配到一起，電池容量密度仍然上不去，因為會(huì )受負極制約，仍然有很多的技術(shù)問(wèn)題要解決。”蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新對記者表示。

不過(guò)，通過(guò)三元鋰電池材料衍生出來(lái)的無(wú)鈷電池，其結構穩定性會(huì )在一定程度上受到影響。作為鋰電池的重要原料之一，鈷能夠明顯提升鋰電池的能量密集度。為了替代鈷，電池廠(chǎng)商往往會(huì )增加鎳的使用量來(lái)提升電池的能量密度。但鎳的使用量增加之后，會(huì )導致相應的電極材料的結構穩定性降低，進(jìn)而影響到電池循環(huán)壽命和安全性。此外，有行業(yè)觀(guān)點(diǎn)認為，當鈷含量減少后，鎳含量就會(huì )相對上升。電池不能有效地冷卻，更易過(guò)熱，從而導致自燃。雖然這種風(fēng)險相對較低，但一旦發(fā)生就會(huì )引起重大安全問(wèn)題。此外，低鈷配方需要在特殊的干燥環(huán)境中生產(chǎn)，這也需要額外成本。

在楊紅新看來(lái)，取消掉鈷元素所產(chǎn)生的不是安全問(wèn)題，而是結構穩定性和循環(huán)壽命問(wèn)題。“因為鈷是化學(xué)鍵上穩定結構的，取消鈷后結構會(huì )發(fā)生變化。但是可以通過(guò)攙雜其它元素來(lái)實(shí)現化學(xué)鍵的穩定，比如說(shuō)鈦等其他元素。通過(guò)實(shí)際的測試來(lái)看，無(wú)鈷電池的BSC、熱失控的數值是好于811的，循環(huán)壽命也與811處于同一水平。”

楊紅新還談到，引起電動(dòng)車(chē)自燃的原因較為復雜：一是制造缺陷，電池內部夾有異物，頻繁使用后刺穿隔膜會(huì )造成的短路、著(zhù)火；二是負級離子不斷嵌入、慢慢漲出，突然刺穿也會(huì )著(zhù)火。第一類(lèi)問(wèn)題可以通過(guò)高度自動(dòng)化的工廠(chǎng)、控制以及全面在線(xiàn)監測等手段來(lái)降低不良率。但第二類(lèi)問(wèn)題通過(guò)技術(shù)手段很難預測，目前仍很難解決。如果這個(gè)問(wèn)題解決了，可以解決很多不明原因的自燃。

“從當前來(lái)看，高鎳低鈷仍然是主要發(fā)展方向，短期內無(wú)鈷電池仍難成為主流。無(wú)鈷電池的研發(fā)要以保證安全和質(zhì)量為前提，配方比例的改變會(huì )帶來(lái)一定的挑戰。”電池領(lǐng)域專(zhuān)家曹?chē)鴳c對記者表示。