動力電池車廠商爭相布局無鈷電池領域

    近日，寧德時代董事長曾毓群關于“正研發(fā)無鈷電池”的表述再次引爆業(yè)內關于無鈷電池的討論。專家認為，目前還未有新材料可替代鈷的穩(wěn)定作用，只有盡可能降低鈷用量，未來兩三年內還無法做到完全去鈷。目前，更多企業(yè)正在布局鎳鈷錳鋁（NCMA）四元鋰電池，該技術路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，并逐漸實現低鈷或無鈷電池的目標，量產后成本降幅可超過30%。

    寧德時代稱有無鈷電池技術儲備

    近日，在寧德時代召開的2019年業(yè)績網上說明會上，有投資者提問，除了磷酸鐵鋰電池，寧德時代是否有自己的無鈷電池技術儲備？曾毓群回復稱，寧德時代有自己的無鈷電池技術儲備，目前研發(fā)進展順利，正在想辦法完善供應鏈，“因為是一個全新的、顛覆性的產品”。

    此前特斯拉透露，將在“電池日”公布最新的“無鈷”電池技術，而此“無鈷”電池并非密度較低的磷酸鐵鋰電池。對此，曾毓群表示：“馬斯克告訴我，特斯拉希望自己做電池。據我了解，他們的技術路線對我們不會有沖擊，雙方在共同探討如何把電池做得更好。”

    一時間，對無鈷電池的討論再次引發(fā)熱議。目前動力電池主流類型分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。由于磷酸鐵鋰電池本身不含鈷，因此業(yè)內所指的“無鈷”通常為三元鋰電池中的去鈷化。

    鈷作為三元電池的重要原料之一，主要起穩(wěn)定結構的作用。東北證券在研報中指出，假設未來遠期全球每年新能源汽車銷售5000萬輛，按照單車鈷金屬含量10千克測算，則鈷的需求量約為50萬噸量級，而目前全球鈷金屬年開采量不足15萬噸。

    在三元鋰電池中，根據鎳、鈷、錳（NCM）三者比例的不同，從而生產出不同的型號，按照三種元素的配比可生產出532型號、622型號、811型號電池等。由于量少價高，降低鈷用量一直是動力電池進化的方向之一。因此，高鎳低鈷的811型號成為三元鋰電池的發(fā)展趨勢，國際上主流的動力電池企業(yè)如LG化學、松下電池、寧德時代都在將低鈷和“無鈷化”作為下一代動力電池技術的研發(fā)重點。

    真鋰研究總裁墨柯向中國證券報記者表示，目前從技術層面暫時無法做到真正意義上的無鈷。“目前還找不到其他的新材料可以替代鈷的穩(wěn)定作用，也就是說只是可能降低鈷的用量，但完全去鈷，估計未來兩三年內，放眼全球還沒有哪家電池廠可以做到。”

    企業(yè)的去鈷化探索

    墨柯稱，目前三元材料的發(fā)展方向，一是讓材料具有更高電壓，二是使材料具有更高容量。從技術研發(fā)角度看，如果成功去鈷，三元材料鎳鈷錳則變成二元材料鎳錳酸鋰。鎳錳酸鋰是一種5伏級的高電壓材料，對比3.7伏級的三元材料，由于電壓增加，電量也可相應增加。

    “但鎳錳酸鋰材料最大的問題是目前還找不到與之匹配的電解液體系?，F有的六氟磷酸鋰電解液體系因為電壓不夠5伏會被分解，電池也會隨之失效。”墨柯解釋稱。

    因此，更多企業(yè)將技術發(fā)展的目光投向尋找高容量材料。近日，通用汽車在EVDay宣布與LG化學合作，計劃2021年量產鎳鈷錳鋁（NCMA）四元鋰電池，其成本可實現超過30%的降幅。

    該技術路線是在鎳鈷錳三元電池的材料中摻入部分鋁元素，抑制鈷元素的不穩(wěn)定雜質生成。和目前的三元材料523、811、NCA相比，NCMA四元材料的鎳含量逼近90%，同時鈷含量進一步降低。

    在布局NCMA電池材料方面，國內主要有寧德時代、比亞迪、國軒高科、格林美、容百科技等企業(yè)。業(yè)內對NCMA的主流觀點認為，現階段鎳和鈷含量保持甚至優(yōu)于NCA同等水平的替代方案，主要是采用三元向四元甚至更多元的電池進階，并逐漸實現低鈷或無鈷電池的目標。

    由長城汽車剝離而獨立發(fā)展的動力電池企業(yè)蜂巢能源近日宣布，將在5月18日發(fā)布全新無鈷電池品類。對此，蜂巢能源市場總監(jiān)郝雷明向中國證券報記者介紹，蜂巢能源無鈷電池的正極材料為自主研發(fā)，其主材為鎳錳。“可以完完全全實現去鈷，鈷含量為0。”她解釋稱，技術原理可以理解為把鈷去掉后，用與鈷相近的那一族元素實現替代并起到摻雜作用，并努力將摻雜物的比例降至7%以下甚至更低。

    根據蜂巢能源此前規(guī)劃，無鈷電芯產品在2020年5月完成材料體系的進一步優(yōu)化，8月體系定型，2021年下半年量產，量產后成本可下降10%-15%，相應帶來的電芯BOM成本可以降低約5%，且材料不受戰(zhàn)略資源影響。

    “特斯拉電池日”猜想

    作為全球新能源電動車的風向標，特斯拉長期飽受電池成本之苦，公司CEO馬斯克也一直有著“無鈷”的想法。2018年6月，對于有觀點認為鈷供給稀少將成為Model3擴產的絆腳石，馬斯克回應稱，旗下電池的鈷使用量已低于3%，次代電池用量還將降至零。

    事實上，2012年，特斯拉ModelS上每輛車的鈷使用量為11千克，而到了2018年的特斯拉Model3上，在同樣規(guī)格尺寸下進行比對，鈷使用量只剩下4.5千克。東北證券預計，到2025年，高鎳超低鈷方案下，特斯拉對鈷的需求量將從現有體系測算的1.82萬噸下降到0.74萬噸左右，減少鈷資源使用1.1萬噸左右。

    5月15日，馬斯克表示，將再次推遲原計劃在5月第三周舉辦的“電池日”活動。此前，特斯拉在投資者電話會議上透露，將在“電池日”上發(fā)布公司在電池技術方面的最新進展，并稱“這將是特斯拉歷史上最激動人心的日子之一”。

    業(yè)內人士預期，除了介紹其電池供應體系，也可能宣布自主研發(fā)鋰電池，并展示其部分研究成果與方向，但預計穩(wěn)定裝車最快要到2022年，短時間還是以外購為主。

    據墨柯推斷，特斯拉在“電池日”上或將發(fā)布的信息有如下幾種可能：一是宣布和松下聯合開發(fā)的電池進展情況；二是宣布其將使用磷酸鐵鋰電池；三是宣布其干電極技術。

    今年2月18日，特斯拉表示將自主研發(fā)新電池，這種新電池的含鈷量可能為零。當時市場預計，特斯拉所指的無鈷電池為在中國市場已經應用多年的磷酸鐵鋰電池。該消息發(fā)布后的第二天，鈷板塊公司股價遭遇重挫，華友鈷業(yè)、寒銳鈷業(yè)雙雙跌停，而比亞迪等磷酸鐵鋰電池概念股開盤大漲，隨后幾個交易日繼續(xù)攀升走高。目前猜測可能性比較大的是特斯拉在2019年5月收購的全球干電極技術領域的龍頭企業(yè)——Maxwell的超級電容與干電池技術。

    “干電極技術的主要作用是簡化工藝流程從而降低成本。干電池本身并不是新技術，有日本的電池廠一直在做，但不完全是干電極，也有‘濕’的成分。因此目前干電極的技術到底有多成熟，也并不十分清晰。如果特斯拉的干電極能夠做到完完全全的‘干’，則確實屬于技術方面的突破。”墨柯表示。