电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
近日，宁德时代董事长曾毓群有关“正研发无钴电池”的表述再次引爆业内有关无钴电池的讨论。专家认为，目前还未有新材料可替代钴的稳定用途，惟有尽可能降低钴用量，将来两三年内还无法做到完全去钴。目前，更多公司正在布局镍钴锰铝（NCMA）四元锂电池，该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素，并逐渐实现低钴或无钴电池的目标，量产后成本降幅可超过30%。
宁德时代称有无钴电池技术储备
近日，在宁德时代召开的2019年业绩网上说明会上，有投资者提问，除了磷酸铁锂电池，宁德时代是不是有自己的无钴电池技术储备？曾毓群回复称，宁德时代有自己的无钴电池技术储备，目前研发进展顺利，正在想方法完善供应链，“因为是一个全新的、颠覆性的产品”。
此前特斯拉透露，将在“电池日”公布最新的“无钴”电池技术，而此“无钴”电池并非密度较低的磷酸铁锂电池。对此，曾毓群表示：“马斯克告诉我，特斯拉希望自己做电池。据我知道，他们的技术路线对我们不会有冲击，双方在共同探讨要怎么样把电池做得更好。”
一时间，对无钴电池的讨论再次引发热议。目前动力锂电池主流类型分为磷酸铁锂电池和三元锂电池。由于磷酸铁锂电池本身不含钴，因此业内所指的“无钴”通常为三元锂电池中的去钴化。
钴作为三元电池的紧要原料之一，紧要起稳定结构的用途。东北证券在研报中指出，假设将来远期全球每年新能源汽车销售5000万辆，按照单车钴金属含量10千克测算，则钴的需求量约为50万吨量级，而目前全球钴金属年开采量不足15万吨。
在三元锂电池中，依据镍、钴、锰（NCM）三者比例的不同，从而加工出不同的型号，按照三种元素的配比可加工出532型号、622型号、811型号电池等。由于量少价高，降低钴用量一直是动力锂电池进化的方向之一。因此，高镍低钴的811型号成为三元锂电池的发展趋势，国际上主流的动力锂电池公司如LG化学、松下电池、宁德时代都在将低钴和“无钴化”作为下一代动力锂电池技术的研发重点。
真锂研究总裁墨柯向我国证券报记者表示，目前从技术层面暂时无法做到真正意义上的无钴。“目前还找不到其他的新材料可以替代钴的稳定用途，也就是说只是可能降低钴的用量，但完全去钴，估计将来两三年内，放眼全球还没有哪家电池厂可以做到。”
公司的去钴化探索
墨柯称，目前三元材料的发展方向，一是让材料具有更高电压，二是使材料具有更高容量。从技术研发角度看，倘若成功去钴，三元材料镍钴锰则变成二元材料镍锰酸锂。镍锰酸锂是一种5伏级的高电压材料，比较3.7伏级的三元材料，由于电压新增，电量也可相应新增。
“但镍锰酸锂材料最大的问题是目前还找不到与之匹配的电解液体系。现有的六氟磷酸锂电解液体系因为电压不够5伏会被分析，电池也会随之失效。”墨柯解释称。
因此，更多公司将技术发展的目光投向寻找高容量材料。近日，通用汽车在EV Day宣布与LG化学合作，计划2021年量产镍钴锰铝（NCMA）四元锂电池，其成本可实现超过30%的降幅。
该技术路线是在镍钴锰三元电池的材料中掺入部分铝元素，抑制钴元素的不稳定杂质生成。和目前的三元材料523、811、NCA相比，NCMA四元材料的镍含量逼近90%，同时钴含量进一步降低。
在布局NCMA电池材料方面，国内紧要有宁德时代、比亚迪、国轩高科、格林美、容百科技等公司。业内对NCMA的主流观点认为，现阶段镍和钴含量保持甚至优于NCA同等水平的替代办法，紧要是采用三元向四元甚至更多元的电池进阶，并逐渐实现低钴或无钴电池的目标。
由长城汽车剥离而独立发展的动力锂电池公司蜂巢能源近日宣布，将在五月十八日公布全新无钴电池品类。对此，蜂巢能源市场总监郝雷明向我国证券报记者解析，蜂巢能源无钴电池的正极材料为自主研发，其主材为镍锰。“可以完完全全实现去钴，钴含量为0。”她解释称，技术原理可以理解为把钴去掉后，用与钴相似的那一族元素实现替代并起到掺杂用途，并努力将掺杂物的比例降至7%以下甚至更低。
依据蜂巢能源此前规划，无钴电芯产品在2020年五月完成材料体系的进一步优化，八月体系定型，2021年下半年量产，量产后成本可下降10%-15%，相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%，且材料不受战略资源影响。
“特斯拉电池日”猜想
作为全球新能源电动车的风向标，特斯拉长期饱受电池成本之苦，公司CEO马斯克也一直有着“无钴”的想法。2018年六月，有关有观点认为钴供给稀少将成为Model 3扩产的绊脚石，马斯克回应称，旗下电池的钴使用量已低于3%，次代电池用量还将降至零。
事实上，2012年，特斯拉Model S上每辆车的钴使用量为11千克，而到了2018年的特斯拉Model 3上，在同样规格尺寸下进行比对，钴使用量只剩下4.5千克。东北证券预计，到2025年，高镍超低钴办法下，特斯拉对钴的需求量将从现有体系测算的1.82万吨下降到0.74万吨左右，减少钴资源使用1.1万吨左右。
五月十五日，马斯克表示，将再次推迟原计划在五月第三周举办的“电池日”活动。此前，特斯拉在投资者电话会议上透露，将在“电池日”上公布公司在电池技术方面的最新进展，并称“这将是特斯拉历史上最激动人心的日子之一”。
业内人士预期，除知道析其电池供应体系，也可能宣布自主研发锂电池，并展示其部分研究成果与方向，但预计稳定装车最快要到2022年，短时间还是以外购为主。
据墨柯推断，特斯拉在“电池日”上或将公布的信息有如下几种可能：一是宣布和松下联合开发的电池进展情况；二是宣布其将使用磷酸铁锂电池；三是宣布其干电极技术。
今年二月十八日，特斯拉表示将自主研发新电池，这种新电池的含钴量可能为零。当时市场预计，特斯拉所指的无钴电池为在我国市场已经使用多年的磷酸铁锂电池。该消息公布后的第二天，钴板块公司股价遭遇重挫，华友钴业、寒锐钴业双双跌停，而比亚迪等磷酸铁锂电池概念股开盘大涨，随后几个交易日持续攀升走高。目前推测可能性比较大的是特斯拉在2019年五月收购的全球干电极技术范畴的龙头公司——Maxwell的超级电容与干电池技术。
“干电极技术的紧要用途是简化工艺流程从而降低成本。干电池本身并不是新技术，有日本的电池厂一直在做，但不完全是干电极，也有‘湿’的成分。因此目前干电极的技术究竟有多成熟，也并不十分清晰。倘若特斯拉的干电极能够做到完完全全的‘干’，则实在属于技术方面的冲破。”墨柯表示。
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